Сварочные работы с металлом

По уровню сварочной технике, глубине разработки технологических процессов и объему применения сварки наша страна занимает первое место в мире. За последние годы особенно возросли масштабы применения кислородной резки. Основное значение получает машинная кислородная резка с автоматическим управлением, во много раз превосходящая по производительности прежние способы механической резки. Внедрена механическая газопрессовая сварка, скоростная автоматическая сварка многопламенными горелками, газовая наплавка металла и твердых сплавов, газовая пайка и другие процессы газовой обработки металлов. Нагрев металла в этих процессах производится теплом, образующимся от сгорания газообразного или парообразного горючего в смеси с технически чистым кислородом. Процессы, в которых для нагрева и наплавления металлов применяется высокотемпературное газокислородное пламя, принято рассматривать как единую группу процессов газовой обработки металлов, общая схема классификации которых представлена на рис. 1 газовой сварки.

Рис. 1

Для газовой сварки металлов необходимо ацетилен или другие горючие газы (заменители ацетилена), кислород, а также специальная аппаратура.

Основным направлением технического развития газовых процессов обработки металлов является максимальная механизация процессов, применение специализированного высокопроизводительного оборудования, широкое использование современных средств автоматического управления и контроля за технологическим процессом.

Ведущим процессом среди других методов газовой обработки металлов является кислородная резка, для нужд которой в настоящее время расходуется основное количество технологического кислорода. В связи с широким развитием различных новых способов электрической сварки, способ газовой сварки сохраняет самостоятельное значение только в некоторых технологических процессах. К таким процессам, где применение газовой сварки может считаться технологически оправданным, относятся: ремонтная сварка и пайка изделий из серого, ковкого и модифицированного чугуна; сварка сплавов цветных металлов на основе меди; наплавка твердых сплавов некоторых марок (стеллита, сормайта).

1. Описание технологического процесса

Для изготовления конструкции разработан эскиз рис. 2.

Рис. 2

Порядок изготовления:

1)Отрезал трубу диаметром 30 мм, длиной 1730 мм; уголок 32x32 мм, 3 шт. по 410 мм, 3 шт. по 300 мм, 2 шт. по 1200 мм; прут диаметром 14 мм, 2 шт. по 320 мм, 2 шт. по 200 мм, 2 шт. по 2760 мм; пруд диаметром 9 мм длиной 200 мм, 4 шт ; прямоугольную трубу 40x25 мм, длиной 1200 мм.

2)Изготовление основания качели из уголка 32x32 мм: 3 шт. длиной 300 мм и 2 шт. длиной 1200 мм.

3)Изготовление спинки качели: 1 прямоугольная труба 40x25 длиной 1200 мм, 3 уголка 32x32 мм длиной 410 мм.

4)Соединение основания и спинки качели.

5)Гибка прутка на гибочном станке. Диаметр прутка 14 мм, длиной 2760 мм, 2 шт. и диаметром 9 мм, длиной 200 мм, 4 шт.

6)Соединение гнутых прутков с основанием качели, спинкой и подвижной трубой - перекладиной.

7)Выполнение зачистки сварных швов, контроль качества швов внешним осмотром, покраска готового изделия.

1.1 Параметры и режимы ведения процесса

2.1 Выбор источника питания для ручной дуговой сварки

При выполнении производственных операций за рабочим или бригадой рабочих закрепляют рабочее место (определенный участок производственной площади), оснащенное согласно требованиям технологического процесса соответствующим оборудованием и необходимыми принадлежностями. Рабочее место электросварщика называют сварочным постом. Он может быть стационарным или передвижным.

В зависимости от выполняемой работы и габаритов свариваемых конструкций сварочный пост располагают в специальных сварочных кабинах или непосредственно на изделии.

При сварки небольших изделий места оборудуют сварочными кабинами (рис. 5) размером 2000х2000 или 2000х3000 мм. Стены кабин имеют высоту 1800-2000 мм, а для лучшей вентиляции подняты над полом на 200-300 мм. В качестве материала для стен используют тонко листовую сталь или несгораемые материалы.

Рис. 5

Стены окрашивают в светлые тона огнестойкой краской, хорошо поглощающей ультрафиолетовые лучи сварочной дуги .Дверной проем в кабине закрывают брезентовым занавесом на кольцах, пропитанным огнестойким составом, Полы в кабинах настилают из огнеупорного материала: кирпича или бетона. Кабины должны быть оснащены дневным или искусственным светом, а также оснащены

вентиляцией. Кроме общей вентиляции в них устанавливают местные отсосы, поглощающие вредные газы и пыль непосредственно из зоны сварки.

Для сборки и сварки деталей в нутрии кабины устанавливают металлический сварочный стол высотой 500-600 мм для работы сидя и около 900 мм для работы стоя площадью около 1м2 . К столу приваривают стальные болты для крепления токоподводящего провода от источника сварочного тока и для провода заземления стола. Сбоку стола имеются гнезда для хранения электродов или присадочной проволоки. В выдвижном ящике стола хранят инструмент, а также технологическую документацию. Для удобства работы в кабине устанавливают металлический стул с подъемным винтовым сиденьем, изготовленным из неэлектропроводного материала (дерево, пластмасса и др.). Под ногами у сварщика должен находиться резиновый коврик.

Основной вид оборудования сварочных постов - источники питания дуги. Они могут быть одно- или многопостовыми. На рабочем месте обычно размещают однопостовые источники питания. При питании сварочных постов от много постовых источников сварочный ток разводят по кабинам с помощью токоподводящих проводов или шин. В кабине устанавливают рубильник или магнитный пускатель для включения сварочного тока.

При механизированной сварке в кабине размещают полуавтоматы и автоматы и автоматы для дуговой сварки и необходимое вспомогательное оборудование и приспособления.

Электрододержатель - это один из основных инструментов электросварщика, от которого во многом зависят производительность и безопасные условия труда. Электрододержатель должен быть легким (не более 0,5 кг) и удобным, иметь надежную изоляцию, не нагреваться при работе, обеспечивать быстрое и надежное закрепление электрода. В зависимости от способа крепления электродов различают защелочные, пассатижные (рис. 6), эксцентриковые и др. электродержатели. Наиболее распространены пассатижные электродержатели (табл. 3).

Рисунок 6 - Электрододержатель пассатижный

Таблица 3 - Пассатижные электродержатели

Щетки и шлемы - это оборудование изготавливают в соответствии с ГОСТ 12.4.035-78 из токонепроводящих материалов - фибры или пластмассы. Масса щитка не должна превышать 0,48 кг, шлема - 0,6 кг. Их внутренняя поверхность должна быть гладкой, матовой, черного цвета.

Щиток состоит из корпуса со смотровым окном и ручки, имеющей круглое поперечное сечение и длину не менее 120 мм. шлем представляет собой защитное приспособление, надеваемое сварщиком на голову. Он состоит из корпуса со смотровым окном и наголовника, который должен обеспечивать два фиксированных положения корпуса: опущенное (рабочее) и откинутое назад (рис. 7).

Рис. 7

дуговой сварка металл безопасность

Для защиты глаз от вредных излучений щитки и шлемы снабжены светофильтрами типа С темно-зеленого цвета, которая выпускают (вместо светофильтров типа Э) 13 классов для сварки с применением токов силой 13 - 900 А. (табл. 4)

Для защиты светофильтра от брызг металла используют покровные органические стекла, которые по мере повреждения заменяют новыми.

Сварочные провода. Ток от силовой сети подводиться к сварочным аппаратам по проводам марки КРПТ. От сварочных аппаратов к рабочим местам сварочный ток поступает по гибкому проводу марки ПРГ, АПР или ПРГД с резиновой изоляцией. К электродержателю должен быть подключен гибкий медный провод марки ПРГД не менее 3 м. (табл. 5)

В табл. 6 приведены данные по выбору сечения гибких сварочных проводов.

Длина проводов от сварочных аппаратов к рабочему месту не должна быть более 30 - 40 м, так как при большой длине проводов напряжение значительно падает, что приводит к уменьшению напряжения дуги. Для соединения сварочных проводов применяют специальные муфты, медные наконечники и болты. Температура нагрева проводов не более 70°С.

Одежда сварщика. В комплект одежды входит куртка, брюки и рукавицы. Куртку и брюки шьют из брезента, сукна или асбестовой ткани. Одежду из прорезиненного материала не применяют, так как ее легко прожечь нагретыми металлическими частицами. Брюки должны прикрывать обувь для предохранения ног от ожога. Рукавицы могут быть брезентовыми или спилковыми.

Дополнительный инструмент сварщика. Для зачистки кромок перед сваркой и удалением с поверхности швов остатков шлака применяют стальные щетки ручные или с электроприводом. Остывший шлак с поверхности шва удаляют молотком-шлакоотделителем.

Для подсоединения «массы» к заготовки служат винтовые или пружинные зажимы, в которые токоподводящий провод впаивают высокотемпературным припоем или закрепляют механически.

Для клеймения швов вырубки дефектных мест, удаления брызг и шлака применяют соответственно клейма зубила и молотки. Сборочные операции перед сваркой выполняют с помощью шаблонов отвесов, линеек, угольников, чертилок и специальных приспособлений. При монтажных сварочных работах сварщики используют надеваемые через плечо брезентовые сумки, в которые помещают электроды.

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

3. Техника безопасности при выполнении технологического процесса

3.1 Охрана окружающей среды

В соответствии с Конституцией РФ принимаются меры для охраны и рационального использования земли и ее недр, водных ресурсов, растительного и животного мира, для сохранения чистоты воздуха и воды, обеспечения воспроизводства природных богатств и улучшения окружающей среды. Эти мероприятия группируют по разделам: охрана и использование водных ресурсов, охрана воздушного бассейна, охрана и рациональное использование земель, охрана и использование минеральных ресурсов.

Охрана и использование водных ресурсов предусматривают мероприятия по возведению сооружений для забора воды из водоемов, очистки сточных вод, созданию систем оборотного водоснабжения с целью уменьшения безвозвратных потерь воды и д.р.

В сварочном производстве на многих предприятиях применяют систему оборотного водоснабжения. Воду, используемую для охлаждения сварочного оборудования, многократно используют после ее естественного охлаждения.

Охрана воздушного бассейна предусматривает мероприятия по обезвреживанию вредных для человека и окружающей среды веществ, выбрасываемых с отходящими газами: сооружения очистных установок в виде мокрых и сухих пылеуловителей для химической и электрической очистки газов, а также для улавливания ценных веществ, утилизации отходов и д.р. Например, из отходящих продуктов сгорания производят сжиженный углекислый газ для сварочных и других целей.

Охрана и рациональное использование земель предусматривают мероприятия, направленные на сокращение выхода земель из сельскохозяйственного оборота, предохранение их от эрозии и других разрушительных процессов, рекультивацию земли и др.

Охрана и рациональное использование минеральных ресурсов предусматривают мероприятия по совершенствованию систем и методов разработки месторождений полезных ископаемых и схем обогащения руд, использованию отходов металлургического производства и машиностроения, повышению извлечения из руд ценных попутных компонентов и д.р. Деятельность предприятия не должна нарушать нормальных условий работы других предприятий и организаций, ухудшать бытовые условия населения. С этой целью предусматривают также меры борьбы с производственными шумами, вибрациями, воздействиями электрических и магнитных полей. Шум, создаваемый сварочным оборудованием, должен быть минимальным.

Источники питания сварочной дуги, а также ряд электрических устройств, применяемых в сварочных автоматах и полуавтоматах, создают помехи радио- и телеприему. С целью устранения этого явления во всех типах сварочного оборудования, создающего такие помехи, устанавливают помехозащитные устройства.

3.2 Пожарная безопасность

Причинами пожара при сварочных работах могут быть искры и капли расплавленного металла и шлака, неосторожное обращение с пламенем горелки при наличии горючих материалов вблизи рабочего места. Опасность пожара особенно следует учитывать на строительно-монтажных площадках и при ремонтных работах в помещениях, не предусмотренных для сварки.

Для предупреждения пожаров необходимо соблюдать следующие противопожарные меры:

Нельзя хранить вблизи от места сварки огнеопасные или легковоспламеняющиеся материалы, а также производить сварочные работы в помещениях, загрязненных промышленной ветошью, бумагой, древесными отходами и т.п.;

Запрещается пользоваться одеждой и рукавицами со следами масел, жиров, бензина, керосина и других горючих жидкостей;

Нельзя выполнять сварку и резку свежевыкрашенных масляными красками конструкций до полного их высыхания;

Запрещается выполнять сварку аппаратов, находящихся под электрическим напряжением, и сосудов, находящихся под давлением;

Нельзя проводить без специальной подготовки сварку и резку емкостей из-под жидкого топлива;

При выполнении в помещениях временных сварочных работ деревянные полы, настилы и помосты должны быть защищены от воспламенения листами асбеста или железа;

Нужно постоянно иметь противопожарные средства - огнетушители, ящики с песком, лопаты, ведра, пожарные рукава и т.п. - и следить за их исправным состоянием, а также содержать в исправности пожарную сигнализацию;

После окончания сварочных работ необходимо выключить сварочный аппарат, а также убедиться в отсутствии горящих или тлеющих предметов.

Средства пожаротушения - вода, пена, газы, пар, порошковые составы и др. Для подачи воды в установки пожаротушения используют специальные водопроводы. Пена представляет собой концентрированную эмульсию диоксида углерода в водном растворе минеральных солей, содержащих пенообразующее вещество. При тушении пожара газами и паром использую азот, дымовые газы и д.р.

Запрещается применять воду и пенные огнетушители при тушении керосина, бензина, нефти, горящих электрических проводов. В этих случаях следует пользоваться песком, углекислотными или сухими огнетушителями.

3.3 Опасность поражения электротоком

Таблица 7

Весьма существенный фактор, определяющий ток, проходящий через тело, - его сопротивление. Главный элемент, обладающий значительным сопротивлением протеканию электрического тока, - кожаный покров тела человека. Сопротивление кожного покрова резко падает при его увлажнении, увеличении площади контакта с токоведущими частями, при наличии ранений в зоне контакта и т.д.

Опасность тяжелого исхода возрастает, если действию электрического тока

Подвергаются лица, страдающие болезнями сердца, органов внутренней секреции, нервной системы, туберкулезом, повышенной потливостью, а также лица в нетрезвом состоянии.

Список используемых источников