Эти аппараты перемещаются вдоль шва по вертикально установленным рельсам или специальным направляющим, укрепленным на свариваемом изделии параллельно шву. Рельсы или специальные направляющие снабжаются зубчатой рейкой, по которой перекатывается зубчатое колесо ходового механизма. Аппарат при этом перемещается снизу вверх. Рельсовый путь может быть жестким (для сварки прямолинейных швов) или гибким (для сварки криволинейных швов). Максимальная длина сварных швов, выполняемых аппаратами рельсового типа, сравнительно небольшая и ограничивается длиной рельса и зубчатой рейки. К аппаратам рельсового типа относятся аппараты А-372Р, А-433Р, А-535, А-1170 и др., а также электрошлаковый полуавтомат А-820М.
Универсальный аппарат А-535 (рис. 5.8) предназначен для выполнения электрошлаковой сваркой прямолинейных и кольцевых швов стыковых, угловых и тавровых соединений. Сварку можно выполнять проволочными или пластинчатыми электродами с двусторонним принудительным формированием шва. Один, два или одновременно три проволочных электрода обычно используют при сварке металла толщиной от 20 до 450 мм и длиной до 10—11 м. Сварка тремя электродами позволяет значительно повысить производительность аппарата, применять трехфазный ток и симметрично загружать сеть с высоким коэффициентом мощности, а также изменять химический состав шва в широких пределах, сочетая электродные проволоки различных марок. Пластинчатые электроды применяют при получении сваркой прямолинейных швов длиной не свыше 1,5 м при толщине металла до 800 мм.
Аппарат движется по направляющим рельсовой колонны /, установленной параллельно свариваемым кромкам на расстоянии 250—300 мм от изделия 11. Колонну можно прикрепить к изделию с помощью консоли 20 или монтировать на специальной установке или тележке. Высота колонны зависит от длины шва и может достигать 12 м. По колонне со скоростью сварки перемещается ходовая тележка 2, приводимая в движение электродвигателем 16.
Рис. 5.8 Универсальный электрошлаковый аппарат А-535
На тележке расположены все механизмы аппарата; с ней связан также несущий кронштейн 4, на котором укреплена головка 7 с электродвигателем постоянного тока, обеспечивающая подачу в зону сварки трех электродных проволок. Скорость подачи проволок плавно регулируется изменением частоты вращения электродвигателя. Кроме того, скорость подачи каждого электрода может изменяться ступенчато с помощью установки сменных зубчатых колес. В процессе сварки электродам сообщают также горизонтальное возвратно-поступательное движение между торцами свариваемых кромок. Это выполняют реверсированием электродвигателя механизма перемещения электродов с помощью концевых выключателей 3. Скорость горизонтального перемещения электродов можно изменять с помощью сменных зубчатых колес.
На несущем кронштейне аппарата также расположены пульт управления 5, бункер 18 для флюса с ручным дозатором 15, подвеска 8 для переднего ползуна 10 и пропущенная в зазор между кромками тяга 17, к которой на подвеске 13 прикреплен задний ползун 12. Оба ползуна охлаждаются проточной водой. Для подвода сварочного тока к электродной проволоке и направления ее в зазор служат мундштуки 14, которые выдвигаются для предварительной их настройки и корректировки внутри разделки шва с помощью маховичков 6. Аппарат подключают к шкафу управления 19. Катушки 9 с электродными проволоками устанавливают на специальной подставке рядом со сварочным аппаратом.
В процессе сварки скорость перемещения аппарата регулируется автоматически в зависимости от уровня металлической ванны относительно медных ползунов. С этой целью в передний медный ползун вмонтирован щуп, электрически связанный с устройством для автоматического регулирования скорости сварки (рис. 5.9).
Основными узлами регулирующего устройства являются вольфрамовый электрощуп Щ, вмонтированный в передний формующий ползун Я, электромашинный усилитель ЭМУ с обмоткой возбуждения ОУ, повышающий трансформатор ТП2, электродвигатель механизма вертикального перемещения аппарата ДВД и потенциометр R1, с помощью которого устанавливается необходимая скорость сварки. Щуп получает питание от вторичной обмотки сварочного трансформатора через дроссель Др. Так как расплавленный флюс обладает электропроводностью, между щупом и металлической ванной проходит ток. Падение напряжения между щупом и металлической ванной пропорционально расстоянию между ними. Обмотка возбуждения ОУ электромашинного усилителя, от которого питается электродвигатель механизма вертикального перемещения, включена на разность двух напряжений — снимаемого с щупа через лампу Л, трансформатор ТП2 и селеновый выпрямитель В2 и снимаемого с потенциометра R1, включенного через выпрямитель В1 на вторичную обмотку независимого понижающего трансформатора ТП1.
Рис. 5.9. Принципиальная электрическая схема устройства для автоматического регулирования уровня металлической ванны (а) и схема установки щупа (б):
J — изоляционные прокладки, 2 — ползун, 3 — щуп , 4 — шлаковая ванна, 5 — металлическая ванна, 6 — сварной шов
В процессе сварки при небольшом расстоянии между щупом и металлической ванной напряжение на щупе незначительно, поэтому через обмотку ОУ будет проходить максимальный ток, значение которого определяется положением потенциометра R1. При этом напряжение электромашинного усилителя максимально и
сварочный аппарат будет перемещаться вверх со скоростью, превышающей скорость подъема металлической ванны. При увеличении расстояния между щупом и металлической ванной напряжение на щупе возрастет. В результате этого суммарный ток в обмотке ОУ уменьшается и скорость перемещения аппарата снижается. Положение щупа можно контролировать по накалу лампы Л. В схеме предусмотрен выпрямитель В, с помощью которого по обмотке ОУ проходит ток только одного направления, что исключает реверсирование электродвигателя ДВД.
При автоматической работе электрическая схема обеспечивает поддержание уровня металлической ванны в пределах ±2 мм против заданной величины. Для перехода на ручное управление аппаратом цепь электрощупа отключается выключателем ВК.