Струбцины для сварки: типы и разновидности, область применения

Создание точных и качественных металлоконструкций сложно себе представить без использования таких приспособлений, как струбцины. Это специальные зажимы, позволяющие надежно фиксировать и точно стыковать компоненты металлоконструкций во время сборочных или ремонтных работ.

Зажим заготовок осуществляется чаще всего губками, но могут использоваться и другие органы захвата, все зависит от типа струбцины.

На сегодняшний день различают свыше десятка разновидностей струбцин:

F-образные
G-образные
Трубные
Ленточные
Угловые
Распорные
Крестовинные
Двух- и трехосевые
и пр.

Помимо типа конструкции струбцины для сварки различаются между собой и по принципу сжатия:

Винтовые
Триггерные
Рычажные
Пружинные
и т.д.

Ниже будет описана четверка самых распространенных струбцин, без которых не может обойтись ни один сборщик/ремонтник металлоконструкций. Итак, какие виды струбцин сегодня востребованы.

G-образные струбцины

Это простейший вариант струбцин. Конструкция таких приспособлений представлена обыкновенной скобой с винтовым прижимом. Пример на фото ниже.

G-образные струбцины используются для фиксации заготовок к краю столешницы слесарного верстака или сварочного стола. Такие струбцины актуальны в основном для работы с негабаритными деталями.

При помощи G-образных струбцин можно обездвижить и расположить в правильном направлении: уголок, швеллер, листовой металл, трубу с прямоугольным профилем, шестигранник и прочие типы проката. Вместе с тем G-образные струбцины дают возможность надежно прижимать к друг другу и детали: труба к трубе, труба к металлическому листу и пр.

Главным недостатком G-образных струбцин является возможность прижима заготовок только у края столешницы, так как скоба имеет заметно ограниченную глубину профиля. Какие еще существуют виды струбцин.

Фиксирующие устройства

Для того чтобы обеспечить не только прохождение электротока по металлу, но и фиксацию свариваемых деталей между собой, применяются фиксирующее оборудование.

Стяжки, прижимы и зажимы. Стяжки и зажимы применяются для стягивания кромок и концов деталей и фиксации их расположения. Фиксация обеспечивает устойчивость детали при ударах электродом и предотвращает изменение формы под действием температуры, она осуществляется сжатием ручек, а размеры зева выставляются с помощью винта, перестановкой штифта и иными способами. Незаменимы зажимы для сварочных работ при кузовном ремонте автомобиля, поскольку тонкий лист легче поддается различным деформациям. Прижимы применяются в основном для фиксации детали по всей свариваемой длине. Самые распространенные виды прижимов – винтовые, которые стягиваются.

Распорки – применяются в ситуациях, когда необходимо обеспечить соблюдение определенного расстояния между частями свариваемой конструкции. Например, если свариваются три элемента в виде буквы «П» и необходимо обеспечить равное расстояние между верхней перемычкой и нижней частью. Также применяются для исправления незначительных дефектов деформации.
Струбцины – стягивающие приспособления с зажимными винтами позволяют фиксировать металл различных форм и размеров. В продаже имеются струбцины различных форм и размеров, с фиксированным и изменяющимся размером зева. Наиболее популярными являются угловые струбцины, обеспечивающие фиксацию деталей, свариваемых встык под прямым углом.

Центраторы – эти механизмы обеспечивают совмещение осей или кромок свариваемых деталей. Такие приспособления делятся на внешние и внутренние. Клеммы могут быть также самодельными, изготавливаемыми под определенный вид работ. Например, можно изготовить клемму в виде уголка для сварки нескольких деталей, которым нужно обеспечить определенный угол наклона. Прикрепленный к металлическому шаблону провод позволит использовать его в качестве минуса в случаях, когда по этому шаблону необходимо изготовить несколько деталей.

F-образные струбцины

Если G-образные струбцины имеют всего одну регулировку (высоты прижима), то в F-образных струбцинах предусмотрено несколько регулировок. Это непосредственно сама высота прижима и так называемый «дожим», дающий гарантию максимально надежной фиксации. Пример F-образной струбцины на фото ниже.

Как и в случае со струбцинами G-типа, F-образные приспособления рассчитаны на прижим заготовок либо между собой, либо к краю столешницы.

F-образные струбцины регулируют высоту прижима посредством направляющей планки, по которой ходит нижняя прижимная губка. Принцип фиксации в таких струбцинах прост. Упираясь в заготовку нижняя губка клинит на направляющей планке. Для усиления клина нужно просто закрутить вспомогательный винтовой прижим.

F-образные струбцины для сварки и столярных операций обычно отличаются направляющей планкой. В сварочных струбцинах планка обычно ровная, а в столярных приспособлениях направляющая планка чаще всего использует ребристую поверхность.

В отличии от G-приспособлений струбцины с F-образным профилем позволяют крепить достаточно высокие заготовки. Разумеется, есть и совсем небольшие F-прижимы. Высота разведения губок в F-струбцинах может составлять от 100 до 300-500 (мм). Конкретная высота прижима будет зависеть от модели струбцины. Из выложенного ниже видеоролика можно узнать, как выбрать струбцину для сварки.

Крокодил

Крокодил — это стандартный фиксатор, идущий в наборе к сварочному аппарату. Названием этот предмет обязан своему внешнему виду, напоминающему пасть крокодила.

Таким приспособлением удобно пользоваться, легко поменять его место положения простым нажатием руки. Его можно закрепить на металле любой формы, будь то двутавр, труба или лист.

К минусам «крокодилов» можно отнести сложность крепления на трубах большого диаметра и угловых поверхностях. В таком случае к конструкции приваривается дополнительный «рожок» из небольшой трубы, который и будет служить «массой», либо потребуется провод большей длины для «крокодила», чтобы довести его до места, где его будет удобно разместить.

При покупке «крокодила» стоит обратить внимание на качество сборки, в особенности на установку пружины. Пружина не должна сжиматься ни слишком легко, ни слишком туго. Плохо собранный механизм со слабой пружиной может оборваться во время проведения работы, что может привести к дефектам на ответственных сварных стыках, таких как наличие микроотверстий либо деформации от непредвиденного охлаждения.

Угловые струбцины

Это серия узкоспециализированных струбцин. С их помощью можно точно стыковать фасонный прокат под прямым углом. Такие струбцины являются незаменимыми при изготовлении рам и каркасов. Угловая струбцина позволяет приваривать торцы труб, уголков, швеллеров и пр.

Различают мобильные и стационарные струбцины. Зажимы мобильного типа можно использовать по месту, то есть непосредственно на самой металлоконструкции. Стационарные же струбцины жестко крепятся к столешнице слесарного верстака или сборочного/сварочного стола. Стационарные зажимы позволяют стыковать прокат на одном месте, что позитивно отражается на точности изготавливаемых конструкций. Приспособления стационарного типа хорошо себя зарекомендовали при серийном и массовом производстве металлоконструкций.

Классические струбцины углового типа фиксируют заготовки при помощи зажимных губок. В более современных моделях фиксация проката реализована за счет магнитных сил. Достаточно просто разместить заготовки на направляющих, прокат сам «прилипнет» к струбцине. Магнитные зажимы отличаются простотой и надежностью конструкции.

Слабым местом магнитных угловых струбцин является возможность работать только с металлическими заготовками, которые проявляют магнитные свойства. Струбцины же с зажимными губками могут стыковать алюминий, легированную сталь, медь и всевозможные сплавы, которые не реагируют на магнит.

Приспособления для сварки

Непосредственно сама сварка требует иногда гораздо меньше времени и сил, чем подготовка к ней. Основную долю последней составляет сборка сварной конструкции с фиксацией всех элементов в нужном положении. Эта работа требует особого внимания, поскольку от нее зависит качество готового изделия.

Приспособления для сварки: струбцины

Досадно бывает, когда после тщательной выверки и установки элементов в нужное положение, собранная с таким старанием конструкция разваливается от прикосновения электрода, и нужно собирать все сначала. Еще хуже, когда элемент приваривается, но не в том положении, которое требуется — незаметно сдвинулся или деформировался после остывания металла. Использование универсальных и специализированных приспособлений для сварки помогает сберечь время и получить качественное изделие на выходе.

Существует множество различных устройств и механизмов, предназначенных для сварочных работ. В промышленности, где имеют дело с серийным и массовым производством, используется специализированное механизированное и автоматизированное оборудование — транспортные устройства, механизмы для укладки и кантовки изделий, технологические сборочные приспособления и пр. В домашних условиях используются, как правило, ручные сварочные приспособления универсального действия, позволяющие осуществить быструю сборку конструкции, надежно закрепить все элементы в нужном положении и добиться минимальной деформации детали.

Основные виды сборочно-сварочных приспособлений

Все сборочно-сварочные приспособления можно разделить на два основных вида — установочные и закрепляющие. Особенно удобны механизмы, сочетающие в себе обе эти функции.
Установочные приспособления

. Установочные приспособления предназначены для установки детали в нужное положение — точно в такое, в котором она будет находиться в готовом изделии. По функциям и конструктивному исполнению они подразделяются на упоры, угольники, призмы, шаблоны.

Упоры служат для фиксации деталей по базовым поверхностям и могут быть постоянными, съемными или откидными (отводными, поворотными). Постоянные упоры, представляющие собой чаще всего обычные пластины или бруски, привариваются или привинчиваются к основанию. Съемные или откидные упоры ставят тогда, когда их постоянное присутствие в детали конструктивно недопустимо.

Угольники служат для установки деталей под определенным (90°, 60°, 30°, 45°) углом друг к другу. Удобны в использовании угольники, грани которых выполнены поворотными и позволяют установить любой необходимый угол межу ними.

Угольники

Призмы применяются для фиксации в определенном положении цилиндрических изделий. В качестве призмы с успехом может использоваться простейшая конструкция, сваренная из уголков. Шаблоны предназначены для установки элементов сварной конструкции в заданном положении по отношению к другим, ранее установленным деталям.

Приспособление для сварки труб

Закрепляющие приспособления

. С помощью закрепляющих сварочных приспособлений детали после установки в нужное положение прочно закрепляют с целью недопущения их случайного сдвига или деформации после охлаждения. К закрепляющим устройствам относятся струбцины, зажимы, прижимы, стяжки, распорки.

Сварочные приспособления: струбцины и зажимы

Струбцина

— универсальный инструмент, используемый практически при любой работе с металлом. Для сварщика она — первое по важности приспособление, обойтись без которого если и можно, то только ценой крайнего неудобства и в ущерб производительности. Струбцины для сварки могут иметь самые разные формы и размеры, быть с постоянным размером зева и регулируемым. Особенно удобны быстрозажимные струбцины, в которых зажим происходит с помощью кулачкового механизма. Вообще, сварщику желательно иметь набор самых разных струбцин, поскольку для сборки одной конструкции их может понадобиться несколько — различных размеров и конфигураций.

Струбцины Bessey

Струбцина Bessey с регулируемым зевом и наклоняемым упором

Быстрозажимные струбцины Bessey с регулируемым зевом

Зажимы для сварки

отличаются от струбцин удобством в работе и большей приспособленностью к сварочным работам. Фиксация детали производится сжатием их ручек. Необходимые размеры зева устанавливаются с помощью винта в ручке зажима, перестановкой штифта в другое отверстие, или другим способом.

Зажимы

Прижимы

по принципу действия подразделяются на винтовые, клиновые, эксцентриковые, пружинные, рычажные. Из всех прижимных устройств винтовые прижимы — самые распространенные. Простейший вид самодельного винтового прижима представляет собой обычный болт с гайкой, продетый в отверстия двух пластин, с помощью которых зажимаются помещенные между ними детали.

В клиновых прижимах зажим деталей осуществляется с помощью клиньев, проушин, подкладок и молотка.

Приспособления для сварки: прижимы

Зажимные скобы представляют собой кусок листа с пазом в форме клина.

Пружинная скоба прижимает деталь благодаря наличию упругой деформации. Она выполняется из полоски листового материала или проволоки, изготовленных из пружинных сталей.

В эксцентриковых прижимах зажим детали осуществляется с помощью кулачка (1), укрепленного на рычаге (2) при повороте эксцентрика (3) рукояткой (4). Эти устройства удобны тем, что зажим производится одним движением, однако к их недостаткам относится относительно небольшой рабочий ход кулачка, из-за чего используются они гораздо реже, чем винтовые прижимы.

Стяжки

применяются для сближения кромок свариваемых габаритных деталей до заданного расстояния. Их длина и способ крепления к конструкции может быть самым различным, в зависимости от стоящей перед ними задачи.

Приспособление для сварки: стяжка

Распорки

позволяют выравнивать кромки собираемых деталей, придавать деталям нужную форму, исправлять местные дефекты.

Приспособление для сварки: распорка

Многие из вышеперечисленных сварочных приспособлений нетрудно сделать самому, придав им те размеры и формы, которые соответствуют наиболее часто выполняемой работе.

Установочно-закрепляющие приспособления

Наиболее удобны в использовании приспособления для сварки, выполняющие комплексную функцию установки детали в нужное положение и ее закрепление. В этом случае не нужно заботиться о том, чтобы правильно выставить детали, достаточно просто вставить их в приспособление и затянуть винты или эксцентрики. На рисунке ниже изображено три подобных устройства для сборки элементов под углом 90°, позволяющие быстро и легко выставлять и крепить свариваемые детали в одной и двух плоскостях. Для обеспечения выемки конструкции из приспособления после сварки, один из зажимов у приспособления для объемной сборки (вверху справа) выполнен поворотным.

Установочно-закрепляющие приспособления для сварки

Угловые зажимы Bessey

Использование углового зажима Strong Hand Tools

Простое приспособление для фиксации деталей под прямым углом легко сделать своими руками. Для этого потребуется два отрезка уголка, отрезок полосы, две струбцины, угольник и сварочный аппарат.

Самодельное приспособление для сварки

Отрезанные на нужную длину уголки и полоса (размеры можно увидеть на фото, шкала дюймовая) фиксируются струбцинами, с использованием угольника.

Самодельное приспособление для сварки

После фиксации и проверки правильности положения уголков, уголки прихватываются к полосе в четырех точках. Если сразу сделать длинный шов или точки будут слишком большие, то конструкцию поведет.

Самодельное приспособление для сварки

Далее струбцины и угольник снимаются, чтобы их не повредить при последующей сварке, и уголки привариваются более надежным швом, чередуя короткие швы с разных сторон, чтобы конструкцию не повело. Затем прижимаются струбцины и привариваются в нескольких точках. Хотя струбцины можно и не приваривать.

Самодельное приспособление для сварки

Приспособления для сварки труб

Сварка торцов труб является часто выполняемой операцией — как в производстве, так и в домашних условиях. Разработано множество приспособлений для сварки труб, облегчающих эту работу и обеспечивающих ее надлежащее качество. Центраторы (так называются эти устройства) обеспечивают соосность свариваемых труб и совмещение их торцевых кромок. По конструкции они бывают наружными и внутренними, первые используются гораздо чаще.
На фото ниже представлен звенный центратор, использующийся для сварки труб большого диаметра. Он состоит из нескольких звеньев, шарнирно соединенных между собой и образующих замкнутый контур. Свариваемые торцы труб, помещенные внутрь устройства, опираются на упоры, которые центрируют их друг относительно друга.

Приспособление для сварки труб: звенный центратор

В домашней мастерской более полезными окажутся центраторы-струбцины, предназначенные для сварки труб меньшего диаметра. Например, центратор-струбцина модели СМ151 (на рисунке ниже слева) предназначен для труб диаметром 57-159 мм, а центратор-струбцина модели ЦС3 (справа) — для труб диаметром от 10 до 70 мм.

Приспособления для сварки труб: центратор-струбцина СМ151 и центратор-струбцина ЦС3

Струбцина для труб Bessey

Вообще-то, обеспечение соосности труб небольшого диаметра не является такой уж сложной задачей. Вполне можно обойтись и без покупки специализированного инструмента, воспользовавшись простым самодельным устройством для сварки труб, состоящим из уголков и приваренных к ним стурбцин.

Самодельное устройство для сварки труб

Или таким:

Самодельное устройство для сварки труб

Уголки необязательно приваривать к струбцине (например, если струбцина только одна), можно просто сточить у уголков угол в месте упора струбцины.

Приспособления с магнитами

Очень удобными сборочно-сварочными устройствами являются магнитные приспособления для сварки, соединяющие и удерживающие детали в определенном положении силой притяжения встроенных в них магнитов.
Магнитные угольники

. Устройства этого типа распространены очень широко. Производится большое количество всевозможных магнитных угольников, различающихся формой, наличием или отсутствием дополнительных крепежных деталей и возможностью или невозможностью изменения угла. С их помощью очень удобно соединять под нужным углом листовые детали, рамные конструкции, стойки и т.п.

Магнитный угольник Strong Hand Tools

Универсальные магнитные приспособления

. Кроме угольников есть и другие магнитные устройства, обладающие гораздо большей функциональность и универсальностью. Насколько удобно и легко с ними работать, можно понять, познакомившись поближе с приспособлением, носящим название MagTab (Strong Hand Tools).

Магнитное приспособление MagTab для сварки (Strong Hand Tools)

Устройство состоит из двух опорных плоскостей (1) с встроенными магнитами. Угол между ними может меняться в зависимости от того, к какому по форме основанию их предстоит крепить. Это может быть цилиндрическая поверхность, плоскость или угол. Кроме опорных, имеются еще две плоскости (2), к которым крепятся детали, которые необходимо приварить к основанию. Они расположены под углом 90° друг к другу и имеют степень свободы по отношению к опорной поверхности, благодаря чему привариваемые детали можно смещать относительно основания. Известно, сколько времени и старания при сварке требует иногда установка и закрепление неудобной и неустойчивой детали в нужном месте. Применение устройства, подобного MagTab (Strong Hand Tools) позволяет быстро и легко приварить к различному по форме основанию любую деталь. Достаточно установить приспособление на основание и приложить привариваемый элемент в нужном месте к одной из двух его крепежных поверхностей. Сила магнита обеспечивает достаточную прочность крепления детали и ее неподвижность во время сварки.

Магнитное приспособление MagTab для сварки (Strong Hand Tools)

Есть варианты и проще:

Магнитное приспособление V-Pads для сварки (Strong Hand Tools)

Приспособления сборочно-сварочные магнитного действия очень удобны. Они позволяют в несколько раз сократить время на сборку конструкций и обеспечить их должное качество. Простые, удобные в использовании и относительно недорогие они наравне со струбцинами и зажимами, заслуживают того, чтобы находиться в домашней мастерской. Раздобыв постоянные магниты или сделав электромагнит, подобные приспособления можно сделать своими руками. Только важно помнить, что под воздействием высоких температур (некоторые магниты — под воздействием не очень высоких температур) постоянные магниты размагничиваются.

Газовые линзы

При аргонодуговой сварке большое влияние на качество защиты оказывает скорость истечения газа из горелки и форма свариваемых изделий. Слишком высокая скорость истечения газа так же плохо влияет на качество защиты, как и слишком малая — вследствие подсоса воздуха в сопло и турбулентности газового потока.
Чтобы убрать турбулентность и сделать поток аргона ламинарным (линейным), применяют газовые линзы — корпуса цанговых зажимов особой конструкции (с мелкой сеткой внутри), обеспечивающие ламинарность течения газа. Газовая линза устанавливается вместо стандартного цангового зажима. Вместе с ней меняется и сопло горелки, поскольку линза имеет увеличенные размеры.

Газовая линза

Поток газа с использованием газовой линзы (слева) и без линзы (справа)

Применение газовых линз признается целесообразным в тех случаях, когда требуется обеспечить лучшую газовую защиту из-за особых свойств материала (например, в случаи титана) или конфигурации свариваемых изделий. Их использование позволяет также выдвигать электрод больше обычного, что иногда является необходимым.

Вместе с тем газовые линзы имеют и недостатки. В частности, при их применении требуется больший расход газа. Увеличенный размер сопла несколько ухудшает обзор зоны сварки.

Приспособления для вторичной защиты при аргонодуговой сварке

При сварке титана требуется защита не только непосредственно зоны расплавленного металла, но и прилегающих к ней областей. Это вызвано тем, что титан при температуре выше 400°C начинает активно вступать в реакцию с газами, содержащимися в воздухе, в результате чего повышается его хрупкость и снижается прочность. Чтобы не допустить этого, применяется т.н. вторичная защита, целью которой является исключение контакта с воздухом тех зон металла, которые могут иметь температуру выше 400°C.
В качестве основного устройства для вторичной защиты используется металлический кожух («сапожок»), прикрепляемый к соплу горелки и обеспечивающий подачу газа на область шва. Чтобы «сапожок» качественно исполнял свое предназначение, его форма должна соответствовать конфигурации свариваемого изделия и параметрам горелки. Его часто изготавливают самостоятельно или заказывают под конкретную горелку и работу. Для равномерной подачи газа на защищаемую поверхность, устройство может заполняться каким-нибудь пористым наполнителем, в частности, алюминиевой стружкой.

Сапожок для сварки

В виде модификаций устройств для сварки, обеспечивающих вторичную защиту, используются также гибкие фартуки, которые исполняют ту же роль, что и «сапожок», но в отличие от последнего обладают гибкостью, позволяющей им огибать цилиндрические конструкции. Подобные приспособления порой делают из медной фольги достаточной толщины.

Приспособление для вторичной защиты при сварке

Приспособление для вторичной защиты при сварке (Huntingdon Fusion Techniques)

Приспособление для внутренней защиты свариваемых труб (Prestige Industrial Pipework)

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.
Литература

Прижимные струбцины

Отдельная категория струбцин, которая предназначена для установки на сварочные или сборочные столы. Струбцины этого типа нередко называют «прижимами быстрого действия». В отличии от G- и F-образных зажимов прижимные струбцины позволяют фиксировать заготовки не только у края столешницы, а в любом месте рабочей зоны.

Струбцины прижимного типа монтируются либо посредством специальных технологических разъемов (круглых или Т-образных), либо переставных плит.

Существует множество разновидностей прижимных струбцин. Внизу выложен видеоролик, автор которого демонстрирует широкий ассортимент прижимов быстрого действия. В видео есть и рекомендации, как выбрать струбцину для сварки.

Прижимные струбцины можно условно разделить на несколько обширных категорий:

С винтовым прижимом
Рычажные/шарнирные

Как понятно, в струбцинах с винтовым прижимом губка перемещается на резьбовом штоке. Рычаг же прижимает эксцентриковым механизмом. В продвинутых струбцинах силу эксцентрикового прижима можно регулировать.

Дополнительная информация

При выборе струбцин для сварочных работ следует особое внимание уделить используемым в конструкции прижима материалам. Для фиксации металлических заготовок предпочтение следует отдавать струбцинам с металлическими губками. Дело в том, что при сварке заготовок металл собираемой детали может разогреваться до покраснения. Если губки будут пластиковыми или резиновыми, они сразу же «поплывут».

Пластиковые и резиновые губки хороши только для столярных операций.

Не следует ограничиваться заказом струбцины одного единственного размера. В закромах у опытного сборщика металлоконструкции каждый из типов струбцин представлен тремя, а то и четырьмя типовыми размерами.

Если сварочные работы проводятся в рамках серийного или массового производства, то следует отдавать предпочтение струбцинам заводского изготовления. Самодельные прижимы в этом случае не обеспечат высокой точности стыковки заготовок. Для единичного же домашнего использования опытные сварщики нередко используют самодельные струбцины. Среди таких прижимов встречаются и уникальные экземпляры, не имеющие аналогов на рынке промышленной продукции.