Dispositivos y equipos esenciales de ayuda a la soldadura

Los dispositivos auxiliares de soldadura incluyen una amplia gama de contenidos, además de las herramientas de elevación de soldadura, los equipos de elevación y transporte, las almohadillas de fundente, los dispositivos de recuperación y suministro de fundente y los dispositivos de procesamiento de alambre, las biseladoras, las máquinas de limpieza de raíces, las herramientas de esmerilado, los equipos de ventilación y diversos equipos de protección se consideran equipos auxiliares de soldadura.

Sin embargo, algunos equipos auxiliares no son exclusivos para la soldadura y se tratarán en otros capítulos, por lo que aquí sólo se presentan los equipos directamente relacionados.

I. Herramientas de elevación de soldadura

En la producción de estructuras soldadas, a menudo es necesario levantar y transportar varias placas, perfiles y componentes de soldadura entre diferentes estaciones, y a veces las piezas deben voltearse, colocarse, dispersarse o concentrarse según los requisitos tecnológicos.

Hay una cantidad significativa de trabajo de elevación durante la preparación de la producción, y el uso de herramientas de elevación que corresponden a la forma transversal de la pieza de trabajo desempeña un papel importante en la mejora de la eficiencia del transporte, el ahorro de tiempo de trabajo, la reducción de la intensidad de las operaciones de agrupamiento, y garantizar la seguridad de la producción.

Las herramientas de elevación para soldadura de ensamblaje pueden dividirse en herramientas de elevación mecánicas, herramientas de elevación magnéticas y herramientas de elevación por vacío según sus principios de funcionamiento.

1. Herramientas mecánicas de elevación

La figura 3-94 es un dispositivo de elevación utilizado principalmente para la elevación horizontal de placas. Los dispositivos se utilizan en pares y, dependiendo de las especificaciones, cada par puede levantar entre 1000 y 8000 kg. El dispositivo completo consta de garras de elevación, placas de presión, pasadores y orejetas de elevación. Si se instalan cuatro dispositivos uno al lado del otro en una viga de elevación longitudinal mediante cadenas, puede utilizarse para elevar placas más largas y delgadas, así como secciones cilíndricas, cajas y otros componentes estructurales.

Para garantizar el uso seguro del dispositivo de elevación, debe realizarse una prueba de sobrecarga antes de utilizarlo. La cantidad de sobrecarga se establece en 25% de la carga nominal y debe durar 10 minutos. Después de la descarga, el dispositivo no debe tener ninguna deformación residual, microfisuras o grietas antes de que pueda ser utilizado.

1-Garra elevadora
2-Placa de presión
3, 5-Lavadora
4, 6 polos
7-Llave de elevación
8-Nueces

La figura 3-95 es un dispositivo de elevación de vigas de 20 kg de peso con una capacidad de elevación de 2000 kg. Este tipo de dispositivo se utiliza a menudo para levantar vigas en I, vigas en T y vigas cajón. Su principal característica es que las mordazas de sujeción pueden abrirse y cerrarse automáticamente bajo el peso del gancho de elevación, lo que permite agarrar y soltar fácilmente la pieza de trabajo, simplificando así la operación de elevación.

1-Garra derecha
Placa de eje de 2 paradas
3 tornillos
4, 6, 13 ejes
5-Garra izquierda
7, 12-Lavadora
8-Placa de conexión
Tuerca 9
10 contactos
11-Pulley
Cuerda de 14 hilos

2. Herramienta de elevación magnética

En las herramientas magnéticas de elevación, existen las de tipo imán permanente, las de tipo electromagnético y las de tipo combinado permanente-electromagnético. La herramienta de elevación combinada de tipo permanente-electromagnético consiste en un imán permanente y un electroimán, utilizando el imán permanente para atraer la pieza de trabajo y el electroimán para cambiar la polaridad para mejorar y debilitar la fuerza magnética.

La figura 3-96 muestra las formas estructurales de varias herramientas de elevación combinadas de tipo permanente-electromagnético.

a) Modelo YMW12-5010T
b) Modelo YMW24-15035L
c) Modelo YMW04-30

El principio de funcionamiento de la herramienta de elevación combinada permanente-electromagnética es el siguiente: en el contacto inicial entre la herramienta de elevación y la pieza de trabajo, se alimenta el electroimán y se alinea su polaridad con la del imán permanente para aumentar la fuerza de adherencia, fijando firmemente la pieza de trabajo a la herramienta de elevación; a continuación, se desconecta la corriente, pasando a depender únicamente del imán permanente para atraer la pieza de trabajo; cuando es necesario descargar, se invierte la corriente al electroimán para oponer la polaridad del imán permanente, neutralizando la fuerza magnética del imán permanente para lograr una descarga rápida.

Las ventajas de este tipo de herramienta de elevación son: en primer lugar, es segura y fiable, no hay necesidad de preocuparse por la caída de la pieza de trabajo debido a cortes de energía y otros fallos eléctricos que causan accidentes personales y del equipo; en segundo lugar, ahorra energía, con un corto tiempo de encendido y un bajo consumo de electricidad, por lo que es una herramienta de elevación de seguridad energéticamente eficiente.

Tenga en cuenta que las herramientas magnéticas de elevación sólo son adecuadas para materiales ferromagnéticos y no pueden utilizarse para levantar cobre, aluminio, acero inoxidable austenítico y otros materiales no ferromagnéticos.

3. Herramienta de elevación por vacío

La figura 3-97 es una herramienta de elevación por vacío, compuesta por una ventosa 1, una lámpara de iluminación 2, un bastidor de elevación 3, tuberías 4, una válvula de inversión 5 y un distribuidor 6. Durante el funcionamiento, se basa en una bomba de vacío para aspirar la ventosa y atraer la pieza de trabajo 7. Debido a su pequeña fuerza de succión, se utiliza principalmente para elevar placas delgadas de superficie plana y poco peso.

1-Copa de aspiración 2-Lámpara de iluminación 3-Marco de elevación 4-Tubería 5-Válvula de inversión 6-Distribuidor 7-Pieza de trabajo

II. Equipos de elevación y transporte

Además de las herramientas de elevación de soldadura mencionadas, los equipos de elevación y transporte esenciales en el taller de producción de estructuras de soldadura incluyen equipos de transporte terrestre como carretillas elevadoras, vehículos de transporte eléctricos, transpaletas manuales, plataformas planas eléctricas y dispositivos de colchón de aire; los equipos de maquinaria de elevación incluyen grúas puente, grúas pórtico, grúas pluma y grúas suspendidas; en la producción en masa de productos, a menudo se necesitan transportadores para realizar rítmicamente la producción especializada.

Las formas de transporte incluyen el tipo de suspensión, el tipo de rodillo, el tipo de carro, el tipo de paso a paso, el tipo de correa de transmisión, el tipo de carro y el tipo de placa, etc. La Figura 3-98 es un diagrama esquemático de una grúa suspendida de un solo riel.

La vía de este tipo de grúa se fija en la cercha del tejado del edificio de la fábrica, y las ruedas de desplazamiento de elevación están dispuestas simétricamente en las dos extremidades bajo la brida de la viga en I, y cuando la distancia de desplazamiento es inferior a 40 m, la energía se suministra generalmente mediante un cable flexible, y la grúa la maneja un trabajador desde el suelo utilizando el controlador 2.

1-Motor eléctrico móvil
2 controladores
Carro de 3 piezas
4-piezas de trabajo
Jaula de 5
6 clavijas
7-Pin fijo
8-Elevador eléctrico
9 pistas

La selección del equipo de elevación y transporte en el taller de soldadura depende del volumen de transporte, la distancia y la ruta de transporte, la velocidad de transporte y el grado de automatización, el peso de los componentes individuales y estructurales, el modo de transmisión y la productividad del equipo.

III. Máquina desincrustadora de alambre

Durante la soldadura, la porosidad es a menudo causada por el aceite y el óxido, por lo que es necesario eliminar el aceite y el óxido del alambre de soldadura antes de soldar para varios automáticos métodos de soldadura. Para mejorar la eficacia de la eliminación de óxido y aceite y reducir la intensidad de mano de obra, hay fabricantes de equipos especializados en China que producen máquinas desincrustadoras.

IV. Almohadilla de flujo

La almohadilla de fundente, también conocida como dispositivo de formación del cordón de soldadura, utiliza un cierto espesor de capa de fundente como dispositivo de respaldo para la parte posterior del cordón de soldadura durante soldadura por arco sumergido para evitar que se quemen o para formar la parte trasera. Hay muchas formas estructurales de almohadillas fundentes; algunas las fabrican las propias unidades de producción, mientras que otras las producen y suministran fábricas profesionales.

1. Almohadilla de fundente para soldadura de cordones longitudinales

(1) Almohadilla fundente tipo membrana de caucho

Como se muestra en la figura 3-99, cuando se introduce aire comprimido en la cámara 5, el diafragma de goma 3 se abomba hacia arriba, empujando el fundente 1 hacia la parte posterior de la soldadura para sostenerlo. La ventaja de esta almohadilla de fundente es su estructura simple y su comodidad de uso.

1-Flujo
Placa de 2 tapas
Diafragma de 3 gomas
4 tornillos
5-Cámara

Su parte operativa tiene una anchura de 300 mm y una longitud de 2 m. Una longitud excesiva puede causar una distribución desigual de la presión en el diafragma de caucho, lo que resulta en una presión insuficiente en el extremo de la almohadilla fundente, que no puede soportar el baño de fusión, haciendo que el hierro fundido fluya hacia abajo y se queme. Este tipo de almohadilla fundente suele utilizarse para soldar cordones longitudinales largos.

(2) Almohadilla de flujo de costura longitudinal tipo manguera

Como se muestra en la Figura 3-100, durante el funcionamiento, la ranura del fundente se apoya primero bajo el cordón de soldadura mediante el cilindro, y cuando el aire comprimido infla la manguera 3, presiona el fundente 1 contra la soldadura, haciendo que se adhiera firmemente a la parte posterior del cordón de soldadura. La ventaja de este tipo de almohadilla de fundente es que proporciona una distribución uniforme de la presión, permite dar forma a la parte posterior del cordón de soldadura y es adecuada para soldar cordones longitudinales largos.

1-Flujo
2-Lienzos
Manguera inflable 3
4 cilindros
Ranura 5-Flux

La almohadilla de fundente tipo manguera se utiliza a menudo en combinación con un mecanismo de sujeción electromagnético para formar un dispositivo de soldadura especializado para el ensamblaje de placas planas. La figura 3-101 muestra un dispositivo electromagnético de empalme tipo manguera totalmente funcional y desplazable lateralmente. Este dispositivo se puede utilizar para empalmar grandes placas planas, como antes de enrollar los cuerpos de los tanques de los vagones cisterna de petróleo de los ferrocarriles, empalmar cubiertas de barcos y paneles de puentes.

1-Trolley
2, 8-Rodillo de apoyo
Comedero de lona de 3 flujos
Varilla de 4 empujadores
5-Núcleo electromagnético
6-Bobina electromagnética
Caja de 7 bobinas
9-Viga transversal
10, 11, 12-Mangueras (ф50 a ф65mm)

La longitud de costura longitudinal soldable alcanza los 10 m. Todo el dispositivo se apoya en dos carros, que pueden moverse lateralmente a lo largo de un carril de acero de 6 m de calibre para acomodar la soldadura de costuras longitudinales en diferentes posiciones.

El ajuste lateral de la costura de soldadura está asegurado por el carro; cuando los rodillos de apoyo 2, 8 son levantados por el aire comprimido que entra en la manguera 10, la placa plana de acero puede ajustarse adecuadamente longitudinal y lateralmente; ajuste adecuado de la posición de la costura; una vez determinada la posición de la costura, se fija con un electroimán (succión no inferior a 20kN/m ² ), y se hace pasar aire comprimido a través de la manguera 12 para presionar el fundente sobre la pieza soldada, permitiendo la soldadura longitudinal del cordón.

La figura 3-102 muestra una almohadilla de fundente tipo manguera utilizada para soldar la costura longitudinal interna de un cilindro de gran diámetro. Se caracteriza por utilizar la manguera 6 para inflar y presionar el cuerpo de la ranura 5 hacia la pieza soldada y, a continuación, inflar la manguera 3 para presionar el fundente hacia la pieza soldada, garantizando una presión suficiente del fundente y evitando al mismo tiempo que se derrame.

1-Rueda de acero
2 carros
3, 6-manguera
Ranura para 4 lonas
5-Cuerpo de acero ranurado

2. Almohadilla de fundente para la soldadura de la costura circunferencial interna del cilindro

Los tipos más comunes son los de disco y los de cinta transportadora.

(1) Almohadilla fundente con costura circunferencial tipo disco

Su estructura se muestra en la figura 3-103. El proceso de trabajo consiste en alinear el disco relleno de fundente con el cordón de soldadura, presionarlo hacia la soldadura con un cilindro 4, y durante la soldadura, la plataforma giratoria gira alrededor de su eje principal con la rotación del cilindro debido a la fricción, suministrando continuamente fundente a la trayectoria de la soldadura. Este tipo de almohadilla de fundente tiene una estructura sencilla y es fácil de usar. La desventaja es que el fundente tiende a dispersarse cuando la plataforma giratoria gira, lo que requiere una reposición manual constante.

1-Correa de goma 2-Flux 3-Cojinete de rodillos 4-Cilindro

La figura 3-104 muestra una almohadilla de fundente de tipo ranura anular, el principio de funcionamiento es el mismo que el descrito anteriormente, la diferencia es que el disco 3 está equipado con una ranura anular elástica 6, llena de fundente, presionada hacia la soldadura por el cilindro 4, y también impulsada a girar por la pieza de trabajo.

1-Trolley
2 ejes
3 discos
4 cilindros
Soporte de 5 ranuras
Ranura de 6 anillos

(2) Almohadilla fundente tipo correa

El principio de funcionamiento se muestra en la Figura 3-105, donde la cinta transportadora llena de fundente presiona contra la pieza de trabajo bajo la acción de la gravedad o de un cilindro, y es impulsada a girar por la pieza de trabajo. La figura 3-106 muestra la estructura de una almohadilla de fundente de tipo cinta real en uso. El proceso implica que la cinta transportadora llena de fundente presiona hacia la pieza de trabajo bajo la acción del cilindro 4, y a medida que el cuerpo cilíndrico de la pieza de trabajo gira, impulsa la cinta para que gire.

1 cilindro
2-Flux
3-Cinta transportadora

Sus características incluyen: estructura robusta, uso fiable, mantenimiento conveniente, espesor uniforme del fundente, tensión adecuada, el fundente no se rompe fácilmente, fácil control de la granularidad, buena permeabilidad al aire, pero el fundente tiende a caer al suelo, movilidad limitada, no es adecuado para espacios estrechos, requiere la adición manual de fundente.

1-correa
2-Flux
Estructura de 3 tensiones
4 cilindros
Engranaje de 5 tornillos sin fin

3. Almohadilla blanda

Las almohadillas blandas de resina termoendurecible y arena de cuarzo se fijan a la parte posterior de la soldadura con cinta adhesiva o se presionan contra la soldadura con pinzas magnéticas, como se muestra en la figura 3-107. Debido a su pequeño tamaño, son adecuadas para soldaduras rectas y curvas (incluidas las costuras circunferenciales) en zonas estrechas.

1-Papel de aislamiento con revestimiento de plástico
2-Cinta adhesiva de doble cara
3-Cinta de fibra de vidrio
4-Almohadilla de arena de cuarzo de resina termoendurecible
5-Almohadilla de cartón de amianto
6-Película termorretráctil
7-Forro de papel corrugado

Cuando la separación de la ranura está dentro de los 3 mm y el borde romo está dentro de los 2 mm, se puede garantizar la soldadura por una sola cara y la formación de doble cara. La desventaja es que las partículas de metal con una determinada composición de aleación deben rellenarse en la ranura durante el uso, y el proceso de fabricación de la almohadilla blanda es complejo.

4. Almohadilla de fundente tipo hélice en espiral

Puede dividirse en dos tipos: horizontal y vertical:

(1) Hélice espiral horizontal tipo Flux Pad

Utiliza principalmente la hélice en espiral para empujar el fundente hacia la superficie de la pieza soldada y permite que el fundente circule automáticamente. Durante el uso, el mecanismo de transmisión de elevación se puede utilizar para ajustar la altura de la almohadilla de fundente para asegurar un buen contacto con la superficie de la soldadura.

(2) Hélice espiral vertical tipo Flux Pad

Su principio de funcionamiento es el mismo que el del tipo horizontal, con la diferencia de que la hélice espiral vertical se instala verticalmente, y el fundente no fundido retorna por su propio peso. Sus ventajas son la flexibilidad de movimiento, la reducción de la mano de obra de los trabajadores que palean el fundente y el mantenimiento de una presión de contacto adecuada entre la almohadilla de fundente y la superficie de la pieza soldada. La desventaja es que la estructura es más compleja, el mecanismo de transmisión requiere un buen sellado y el fundente es propenso a romperse.

5. Almohadilla fundente termoendurecible

La estructura del flux pad termoendurecible se muestra en la Figura 3-108. La almohadilla de fundente termoendurecible tiene unos 600 mm de longitud y se fija a la parte inferior de la soldadura mediante fijaciones magnéticas. Este tipo de almohadilla es altamente flexible, tiene buena conformidad, es segura y conveniente, y fácil de almacenar.

1-Cinta adhesiva de doble cara
2-Película termorretráctil
3-Tela de fibra de vidrio
4-Fundente termoendurecible
5-Tela de amianto
6-Almohadilla elástica

V. Dispositivo de suministro y recuperación de flujo

Durante el proceso de soldadura por arco sumergido, es necesario suministrar continuamente fundente a la zona de soldadura, y el fundente no fundido después de la soldadura debe recuperarse y reutilizarse, por lo que se requiere un dispositivo de suministro y recuperación de fundente.

En función de las necesidades de producción, el suministro y la recuperación de fundente pueden combinarse para formar un sistema de circulación que funcione simultáneamente durante la soldadura, permitiendo que el fundente se recupere continuamente y se envíe de nuevo para su uso. Alternativamente, ambos pueden separarse, lo que significa que el dispositivo de suministro de fundente y el dispositivo de recuperación pueden funcionar de forma independiente.

1. Sistema de circulación de flujo

(1) Sistema de circulación de flujo fijo

La figura 3-109 es un sistema de circulación de fundente para una máquina de soldar tubos en espiral. El fundente cae por gravedad y, tras ser recuperado por el elevador de cangilones 2, se vuelve a introducir en la tolva de fundente 1 para seguir utilizándolo.

Tolva de 1 flujo
Elevador de 2 cubos
Depósito de 3 flujos
4-Slag Outlet
5 pantallas
6-Cuchillo para quitar escamas
7-Tubo a soldar (tubo en espiral)

(2) Sistema de circulación de flujo móvil

La figura 3-110 es un sistema móvil de circulación de fundente, en el que el dispositivo de suministro y recuperación de fundente está instalado en el cabezal de soldadura 5, moviéndose junto con el carro de soldadura (o el brazo telescópico del manipulador de soldadura). Durante la operación, el fundente es transportado desde el tanque de almacenamiento 3 a través del conducto 4 hasta la parte delantera del arco, y el fundente no fundido es recuperado por el tubo de succión 1 a unos 300 mm del arco, para luego entrar de nuevo en el tanque de almacenamiento 3 a través del conducto 2.

1-Tubo de succión
2, 4 Conductos
3-Tanque de almacenamiento
5 cabezas (carro)

2. Dispositivo de recuperación de flujo

La mayoría de los dispositivos de recuperación de fundente utilizan un método de succión para introducir el fundente en el depósito de almacenamiento. Las fuentes de energía de estos dispositivos son eléctricas y neumáticas, siendo la neumática la más utilizada.

(1) Dispositivo eléctrico de recuperación de flujo de tipo aspiración

El dispositivo eléctrico de recuperación de fundente que se muestra en la Figura 3-111 utiliza un ventilador centrífugo eléctrico para crear una presión negativa dentro del depósito de fundente, arrastrando el fundente al depósito con el flujo de aire. La ventaja es que tiene un fuerte poder de succión, adecuado para la recuperación a larga distancia, y el fundente no entra en contacto con el aire comprimido, por lo que no se contamina.

Sin embargo, el fundente puede romperse y las paredes interiores del equipo pueden desgastarse. Si se utiliza para el transporte al mismo tiempo, la distancia de transporte es corta debido a la presión negativa dentro del tanque.

1-Vara vibratoria
2-Bolsa de filtro de polvo
3-Particiones
4-Deflector de goma resistente al calor
5-Manguera y boquilla
Salida 6-Flux

(2) Dispositivo neumático de recuperación del flujo de aspiración

Como se muestra en la Figura 3-112, se trata de un dispositivo neumático de recuperación de fundente. Utiliza el flujo de aire expulsado de la boquilla Laval superior para crear una presión negativa dentro del depósito de fundente sellado, y el flujo de aire transporta el fundente al depósito de almacenamiento.

1-Filtro de malla de cobre
Tubo de aspiración de 2 flujos
3-Entrada de aire comprimido
4-Tubo de inyección
5 Boquillas
6-Tubo isotérmico
7-Tubo de expansión
8-Salida de aire comprimido
9-Tubo de liberación

El fundente no entra en contacto con el aire comprimido y no se contamina. Sin embargo, el fundente también experimenta fragmentación y causa desgaste en las paredes internas. Este dispositivo tiene una estructura simple, recuperación completa del fundente, y el uso de aire comprimido de fábrica es muy conveniente. Si se utiliza para el transporte al mismo tiempo, debido al transporte de presión negativa y la corta distancia, es adecuado para ser montado directamente en la máquina de soldadura.

(3) Dispositivo de recuperación de flujo de tipo mixto

Como se muestra en la Figura 3-113, el dispositivo de recuperación de flujo de tipo mixto consta de un reciclador de tipo succión y un transportador de presión positiva. Cuando se abre la válvula neumática 3, el fundente en el reciclador cae en el transportador. Así, el fundente puede ser recuperado continuamente y transportado periódicamente, logrando una recuperación y transporte unificados. Dado que el depósito se transporta a presión positiva, el transporte es fiable, adecuado para distancias más largas y más apropiado para situaciones fijas.

1-Inyector
2-Reclamación
Válvula 3-Air
4-Transportador

3. Dispositivo de suministro de flujo

El dispositivo de entrega de flujo se refiere a un dispositivo especializado para el transporte a larga distancia. Su principio de funcionamiento se muestra en la Figura 3-114. Cuando el aire comprimido entra en la parte superior del transportador a través de la tubería de entrada y la válvula reductora de presión 1, presuriza el fundente en el cilindro de fundente y hace que el fundente fluya junto con el aire comprimido a través de la tubería hasta el embudo de fundente de la máquina de soldar, o directamente hasta la pistola de soldar semiautomática. En este punto, el fundente cae y el aire escapa por la salida superior.

1-Tubo de aspiración y válvula reductora de presión
Tapa del cilindro 2-Flux
3 Juntas
Entrada de 4 flujos
Salida de 5 flujos
Refuerzo final de 6 tubos

Para que el suministro de fundente sea más fiable, se puede instalar un reforzador a la salida del cilindro de fundente. Cuando la distancia de suministro es larga, también se puede instalar un reforzador en la tubería de suministro para superar la fricción de la tubería.

Cuando se utiliza aire comprimido para transportar fundentes, es necesario instalar un separador aire-agua para eliminar el agua y el aceite del aire comprimido.

La figura 3-115 muestra la estructura de un dispositivo de suministro de flujo típico. Cuando el diámetro del tubo de salida D=21,25mm, toma a=16mm, d ₁ =22mm, d _c =8mm, adecuado para partículas de fundente más gruesas; cuando las partículas de fundente no son mayores de 2,5mm, D puede reducirse a 16mm; cuando son menores de 1,5mm, D puede ser de 13mm, y otras dimensiones se reducen correspondientemente.