Линии по производству сварного решетчатого настила


  1. Название
  2. Назначение
  3. Описание технологии, работы оборудования.
  4. Применение
  5. Диапазоны
  6. Комплектация
  7. Технические характеристики
  8. Прочие особенности 
  9. Видео

1. Полуавтоматические линии GW компании CLIFFORD для производства сварного решетчатого настила и полностью комплектные линии на их базе.

Линия сварки решетчатых настилов GW производства компании CLIFFORD 2. Назначение:

Сварочные линии GW и GWE предназначены для сварки решетчатого настила из мерной несущей полосы (как с гладкой кромкой, так и с вырубленными зубьями противоскольжения) и мерного связующего прутка (круглого сечения, "крученого квадратного" сечения, арматуры периодического профиля).

3. Технология:

Используемая технология электро-прессовой сварки родственна контактной сварке, используемой, например, при сварке сетки. Под воздействием электрического тока и приложенного давления поперечный пруток вваривается поперек плоскости полос почти заподлицо. Особенности, в отличие от машин для сварки сетки, следующие:

– приварка двух поперечных прутков одновременно.

- значительно большие усилия осадки и тока.

- степень проплавления (осадки) не 6-30%, а 95-99%.


grating 10-12 mm strip with min pitch.jpgЭто возлагает особые требования к конструкции сварочного портала. Поскольку усилие пресса должно достигать до 100 тонн (достаточное для сварки решетчатых настилов шириной до 1,2 метра и полос толщиной до 10 мм с поперечным прутком до 12 мм в диаметре), или до 60 тонн (достаточное усилие для решетки из полосы толщиной 8 мм), то для сварочного портала нельзя использовать в качестве прототипа порталы машин для сварки сетки, как это позволяют себе некоторые производители условно «дешевых» машин для производства решетчатого настила (сварного). Имеется в виду не столько усиленная конструкция портала, но и система приложения давления из нескольких пневмоцилиндров. При применении подобной схемы, обеспечить равномерную осадку прутков нельзя, так как пневмоцилиндры есть независимые двигатели, в данном случае, хоть и "сидят" они на общей магистрали сжатого воздуха.

Сварочные порталы линий GW и GWE могут комплектоваться различными трансформаторами, как для сварки переменным, так и для сварки постоянным током. Последние, конечно, несмотря на более высокую стоимость, более выгодны для равномерного распределения нагрузки на фазы, и несколько снижают требования к мощности предварительного трансформатора. На машинах сварки переменным током GW12AC устанавливаются до 3-х трансформаторов, но с подводом к цельным по всей ширине портала (!) электродным балкам. Задействованы всего 2 фазы. 3-я используется для приводов и прочего оборудования. Применена уникальная схема управления включением, в результате чего, частота вторичного тока повышена, по сравнению со стандартной схемой, что разумеется, сказывается положительно на качестве сварки, также трансформаторы будут иметь теоретически больший ресурс, чем при включении на полный цикл. При таком включении отсутствуют паразитные токи между фазами, хотя и при несбалансированной нагрузке.

Если на некоей машине для сварки решетчатых настилов установлены несколько электродов по ширине портала, а также заявляется об "экономии" энергии и сварке каскадом, то это означает:

- всего лишь снижение требования к мощности предварительного трансформатора, но никак не "экономичность". А при отключении каскада - наоборот, будет повышенный расход энергии, если заявляется о "сбалансированной" фазной нагрузке. Это указывает на схему подключения трансформаторов ко всем трем фазам. В этом случае наличия паразитных токов между фазами не избежать в любой момент в цикле сварки. Паразитный ток будет течь по поперечному прутку разогревая его, или даже расплавляя его. Повышенных деформаций конечной решетки при этом не избежать.

Совершенно невыгодно и неправильно использовать несколько электродов. При сварке сетки, этот эффект применения сварки каскадом незначителен, но не в случае сварки решетчатого настила (сравниваем токи, время цикла и степень проплавления/осадки).

kachestvo svarki_ss.jpg

В линиях сварки решетчатого настила постоянным током GW12 DC устанавливается 1 трансформатор большой мощности. Такое решение связано в первую очередь с очень высокими значениями тока во вторичном контуре и значительным увеличением потерь при увеличении его площади и высокими токами шунтирования при малейшем рассогласовании в работе нескольких трансформаторов. Здесь, конечно же, важно использование трансформаторов только высокого качества, производимых специализированными заводами, что и делает компания CLIFFORD.

Слева - фотография, иллюстрирующая качество проплавления при сварке на линиях Клиффорда.


Скорости современных линий сварки решетчатого настила ограничены физически временем процесса сварки  152 поперечных прутка в минуту на холостом ходу - скорость линии GW, пр-ва сварного решетчатого настила CLIFFORD. А так как современные сервопривода обеспечивают примерно одинаковые скорости прохода решетки при сварке сквозь сварочный портал, то стоит быть внимательным к заявляемым «скоростям сварки», которые могут всего лишь отражать скорость работы приводов на холостом режиме (без сварки). Так например, скорость работы линии сварки настила GW при холостом режиме составляет 152 поперечных прутка в минуту. Однако в реальности, при осадке прутка в несущую полосу на 95% можно достичь всего лишь скорости в 45-46 поперечных прутков в минуту, и то для относительно «легкой решетки» (небольшие толщины несущей полосы (до 5-6 мм) со стандартным шагом 34 мм и прутком 5-6 мм в диаметре).

Клиффорд занимает лидирующее положение по скорости реального производства решетки, по сравнению с другими производителями п/а линий по сварке решетчатого настила. Этот утверждение основано на данных реальных замеров у Заказчиков, эксплуатирующих линии сварки решетчатого настила от разных производителей.

Загрузка продольной несущей полосы в портал организуется примерно так же, как и на машинах сварки сетки с ручной загрузкой продольного прутка.

Подача продольной несущей полосы из бухт может быть предложена, но по запросу. Однако это снижает гибкость линии (увеличивает время переналадки).

Подача поперечного прутка осуществляется из магазина бункерного типа, а вот механизмы позиционирования несколько отличаются от соответствующих механизмов машин сварки сетки, поскольку требуется уложить два поперечных прутка с нужным шагом. Поскольку основной принцип конструирования компании CLIFFORD - это простота конструкции, то инженеры Клиффорда принципиально отказались от программируемого изменения шага поперечного прутка, а применили быстросменную оснастку. Применение различных сложных и дорогостоящих узлов, как например, сервоприводов, там, где это не дает каких-либо значительных преимуществ, влечет за собой снижение надежности конструкции, значительное увеличение стоимости ремонта и рост требований к квалификации обслуживающего персонала.

Одна из самых распространенных причин остановки линий сварки сетки или решетчатого настила - это перекос поперечного прутка в системе подачи-укладки. Так что если в линии установлены ДВА устройства подачи (спереди портала и позади него), то это означает удваивание вероятности проблемы.  В линиях Клиффорда применен одно устройство с одним бункером для укладки обеих прутков. Оснастка работает для 2-х шагов кратным множителю 2 (например на 50 и 100 мм) 

Для производства оффшорной решетки (несущая полоса чередуется с продольным прутком для еще более мелкой ячейки) применение вспомогательных линий не требуется. Достаточно заказать дополнительную оснастку.

По технологии изготовления, решетчатый настил требует обрезку вылетов поперечного прутка и правку. При необходимости раскроя больших панелей на мелкие по типоразмеру, применяется как резка дисковой пилой на специальных дисковых отрезных станках (вне линии). Необходимость применения встроенного в линию или отдельно расположенного оборудования для резки решетчатого настила зависит от типоразмера, количества типоразмеров решеток и объема решеток в производимой партии. Например, при резке решеток на ступени для лестниц, лучше использовать отдельно стоящую дисковую отрезную линию.

Резка вырезов по углам решеток, прямоугольных или круглых может осуществляться вручную, при небольших объемах, любыми аппаратами ручной плазменной резки. А при больших объемах производства – портальными роботами с горелками плазменной резки или на специальных порталах плазменного раскроя.

Далее, при необходимости, производят приварку обрамляющей полосы по двум сторонам решетки к торцам продольных несущих полос на специальной машине производства IDEAL-Werk, которые, кстати, применяются и для приварки обрамляющей полосы к прессованным решетчатым настилам.

VPS589 Машина IDEAL-Werk для приварки обрамляющей полосы к решетчатым настилам (сварным и прессованным)

Сварка производится по технологии контактной рельефной сварки, поэтому обрамляющая полоса должна иметь соответствующие продольные рельефы, т.е. быть профилированной.

Описание работы:

Мерная полоса загружается со стола прямо в портал. Стол спроектирован так, чтобы позволить заправлять полосу непосредственно в сварочную машину прямо из зоны хранения в навал.

Приемный стол со столом загрузки несущей полосы линии сварки решетчатого настила GW компании CLIFFORD







Полоса в линиях сварки решетчатого настила может поступать на загрузочный стол прямо из линии размотки и правки полосы (при совмещении двух линий), укомплектованной прессом вырубки зубьев противоскольжения или без него. Нагрузка на оператора в данном случае небольшая и не превышает нормативов, установленных законодательством, потому что рабочему всего лишь нужно протянуть полосу горизонтально на небольшое расстояние и вставить ее между штифтами зажима.

Процесс загрузки несущей полосы в линию сварки решетчатого настила GW компании CLIFFORD

Укладку полос для следующей панели оператор производит в каретку автоматической подачи уже во время сварки предыдущей решетки. В рабочем режиме, реальная пауза между окончанием сварки одной и началом сварки второй решетки составляет 4-5 секунд, поэтому сварочная машина работает почти непрерывно, т.е. полуавтоматическая загрузка в машинах GW не означает, что возникнет простой линии.

Каретка подачи несущей полосы в линию сварки решетчатого настила GW CLIFFORD

Подача поперечного прутка происходит автоматически из магазина бункерного типа большой емкости (до 500 кг) с проверкой корректности положения прутков на оснастке устройства укладки.

Загрузчик поперечного прутка линии GW сварки решетчатого настила

Во время сварки решетки, вылеты поперечного прутка обрезаются заподлицо крайним несущим полосам гидравлическими ножницами «по горячему».

Гидравлические ножницы обрезки вылета поперечного прутка "по горячему" линии GW сварки решетчатого настила

Далее настил поступает на станцию правки,

Правильная станция линии GW сварки решетчатого настила

а после разгружается вручную или различными системами разгрузки и автоматическими штабелеукладчиками, комплектуемыми в зависимости от типа решетчатого настила, который собирается производить Заказчик.

Сбрасывающий штабелеукладчик линии GW сварки решетчатых настиловСистема разгрузки настилов с помощью штабелирующих подъемников и отвода штабеля конвейером

В полностью комплектных линиях для производства сварного настила, решетка может поступать непосредственно на станцию раскроя гидравлическими ножницами сдвигового типа, либо на встроенную в линию дисковую пилу, либо выгружаться из линии и поступать на отдельно стоящую дисковую пилу для дальнейшего раскроя.

Компании Клиффорд и Техномеридиан предлагает не только линии для сварки решетчатого настила, но и все вспомогательные линии для комплектного производства:

  • линия производства "крученого" прутка "квадратного" сечения (слова взяты в кавычки не случайно, так как это распространенный упрощенный перевод иностранного термина "twisted square wire").
  • правильно-отрезные станки для проволоки разного типа,
  • линии размотки и резки полосы в размер (правильно-отрезные станки для полосы),
  • линия по вырубке зубьев противоскольжения на несущей полосе.
  • линия для профилирования обрамляющей полосы
  • машины для приварки обрамляющей полосы
  • п/а станки для раскроя решетки дисковой пилой.

4. Применение:

Сварные решетки (сварные решетчатые настилы) различных конфигураций могут быть применены на:

Решетчатый настил для оффшорной платформы с заполением прутком промежутков между несущими полосами- морских оффшорных платформах

- нефтяных месторождениях.

- Для полов и перекрытий промышленных объектов,

- пожарных, наружных лестниц,

- различных приставных стационарных переходов к фасадам зданий, высоким промышленным объектам и пр.

- полов на входе в различные здания массового посещения людей: магазинов, стадионов, и т.п.

- пешеходных дорожек,

- эстакад,

- площадок техобслуживания,

- стеллажных систем,

- ограждений,

- мостков.

Решетчатый настил с поперечным прутком с обеих сторонРешетка с поперечным прутком из арматурыРешетка с гладким поперечным пруткомШтабель решетчатых настилов большой длины

Решетчатый настил с несущей полосой с зубьями противоскольженияОбразец решетки с приваренной полосой обрамленияРешетка оффшорной нефтяной платформыСварной решетчатый настил из нержавеющей стали

5. Диапазоны:

см.технические характеристики.

Схема типовой линии GW CLIFFORD для сварки решетчатого настила6. Комплектация

Схема типовой линии представленная на эскизе, не является единственно возможной, а показанные типовые модели GW12 AC и DC модификаций не отображают всего многообразия комплектации как основной линии, так и комплектации вспомогательными линиями, поэтому указанные модели следует понимать как модели порталов соответствующей ширины. Модульность конструкции линий позволяет комбинировать необходимые Заказчику узлы и станции. Описание комплектации, подобранной по техническому заданию Заказчика, предоставляется в технико-коммерческом предложении.

7. Общие технические характеристики линий GW компании CLIFFORD для сварки решетчатых настилов

Ширина решетки настила


мин.

500 мм

макс.

1200 мм

Сечение несущей полосы


мин.

20*3 мм (25*2 мм)

макс.

120*10 мм (80*8 мм для GWE)

Шаг продольной несущей полосы

зависит от оснастки

Длина несущих полос

3000 – 9000 мм

Шаг поперечного прутка

25 – 100 мм (зависит от оснастки)

Макс.усилие

100 тонн

Мощность трансформаторов номинальная


для машин переменного тока (AC)

до 1600-2400 кВА

для машин постоянного тока (DC)

от 1000 кВА с шагом 500 до 3000 кВА

Поперечный пруток


Гладкая круглая проволока

4 – 12 мм

Крученая проволока квадратного сечения

4 – 10 мм

Макс. скорость сварки (см.п.3 Технология)

46 поперечных прутков в минуту

8. Особенности:

Как упоминалось выше, основной принцип разработки конструкций компании CLIFFORD, с момента основания, это простота конструкции. Инженеры Клиффорда принципиально не применяют различные сложные и дорогостоящие узлы там, где это не дает каких-либо существенных удобств или преимуществ. Простота = надежность. Например, реализация программируемого шага поперечного прутка не дает существенных выгод, поскольку в одной панели решетки применяется обычно только один шаг, а про переналадку – см.ниже.

Второй пример, применение инвертора частоты в первичной цепи сварочной машины не является всегда необходимым, поскольку при кузнечно-прессовой сварке отсутствует необходимость управлять очень точно фронтом сварочного импульса или дозировать вкладываемую мощность с точностью до 1/1000 секунды. Среднечастотные трансформаторы имеют смысл при сварке очень тонких листов, сварке с требованием отсутствия следа на лицевой поверхности, трудносвариваемых материалов, чувствительных к нагреву материалов, при требованиях полного отсутствия коробления после сварки. При сварке решетчатого настила MF трансформаторы могут пригодиться разве что при сварке очень легких решеток, когда толщина несущей полосы и диаметр поперечного прутка не превышают 3 мм.

Скорость переналадки и простота смены оснастки – всегда в фокусе внимания инженеров Клиффорд. При переналадке линии GW на решетку с другим шагом продольной несущей полосы или поперечного прутка оператор потратит ВСЕГО 20 МИНУТ ! Вся оснастка машин для сварки решетчатых настилов GW– «кассетного» типа, исключающая некорректную установку. Т.е. ее замена может выполняться даже неквалифицированным персоналом и за очень малое время.

Гребенка, направляющая несущие полосы линии сварки решетчатого настила GW CLIFFORD

Конструкция узлов подачи, замков и направляющих линии Клиффорд для сварки решетчатого настила такова, что даже использование сырья плохого качества не вызывает особых затруднений (хотя, разумеется, использование сырья плохого качества будет сказываться и на качестве продукции).

Плохо правленая несущая полосаОдна несущая полоса с большой серповидностью - сварка без проблем!

В завершении можно еще раз подчеркнуть, что компания Клиффорд является признанным мировым экспертом в области конструкций машин сварки сетки, однако данные линии по производству сварного решетчатого настила были разработаны с чистого листа, без использования в качестве прототипов собственных же машин сварки сетки, с полным учетом требований самой задачи - сварки решетчатых настилов. 

9. Видео