Сварочное производство

Техника сварочных работ

Принцип электродуговой сварки.

После того как выполнены все требования по технике безопасности, подготовлены материалы и детали, можно приступать к выполнению сварочных работ.

На сварочном аппарате надо установить рабочее значение тока, при котором будет производиться сварка. Ее определяют исходя из марки электрода, типа стали, вида сварного шва, месте его расположения на металлической конструкции и в пространстве. Чтобы образовалась дуга, необходимо электрод поднести к начальному месту для сварки. При этом электрод и металл должны быть перпендикулярны. После того как они соприкоснутся, электрод приподнимают на 2-5 мм от металла, в результате чего образуется дуга.

Такой процесс получения дуги используется для начала шва. Когда необходимо зажечь дугу уже на этапе выполнения шва, когда сварная ванна уже образовалась, этот технологический процесс выглядит несколько иначе. Чтобы шов был непрерывным, дугу надо зажигать прикосновением к ней электрода, немного отступив от места, где дуга оборвалась по шву. Если сварщик обладает опытом, дуга обрывается редко, что позволяет обеспечить целостность сварного шва.

Виды сварных соединений.

От того как в пространстве будет располагаться будущий сварной шов, зависит способ размещения электрода и его позиция. Швы могут располагаться внизу, на вертикальной поверхности (вертикально, горизонтально), на потолке. Элементы, которые необходимо соединить в вертикальной плоскости, сваривают, двигаясь сверху вниз. При нижнем размещении сварного соединения электрод должен быть наклонен в направлении сварки в вертикальной плоскости, а варят при этом «к себе» или «от себя».

Движения электродом по свариваемой поверхности, которые выполняет сварщик, могут иметь различную траекторию. Она зависит от размера шва, типа стали свариваемых элементов, а также от мастерства сварщика. Движения могут способствовать прогреву корней шва, прогреву только одной из кромок шва или п двух кромок.

Устройство сварочного инвертора.

От того каким образом происходит движение электрода по свариваемой поверхности, будут зависеть деформации сварного соединения, и напряжения, которые в после окончания работы будет испытывать шов. Сами движения электродом должны быть поступательными и достаточно плавными. Однако остановки при сварке могут образовывать наплывы, а частое зажигание дуги лишние повреждения окружающей поверхности.

Кроме того, сами сварные швы могут быть длинными, средними и короткими. Размеры их составляют выше 1000 мм, более 350 мм и менее 1000 мм, менее 350 мм соответственно. Если шов должен быть значительных размеров, то его выполняют несколькими отрезками, чтобы не допустить значительного прогревания металла кромок и повреждения поверхности металлической детали (прожига). При этом необходимо учитывать, что шов должен оставаться без отверстий, быть целым и аккуратным. Количество и размер отрезков для длинного шва зависят от его размера и чаще всего делится на 4-5 равных частей, если это позволяет сделать конструктивные особенности детали. Если шов короткий, то началом для него может служить любая удобная для подступа сторона. При средней длине шва его выполнение начинают с середины и постепенно движутся к краям. При этом направление движения обусловлено только конструктивными особенностями детали.

https://youtube.com/watch?v=OvpbnoHZlSM

Обучение профессии сварщика

Сварщик — это профессия, предполагающая усиленное мышление при исполнении работ, умение принимать нестандартные решения. Тем не менее, главную роль играют именно рабочие специальности. Необходимым является обучение основам сварочного производства на этом уровне.

Специальность знатока сварочного производства можно получить, окончив предназначенные для этого курсы. На них преподаются основы сварочного производства, включая теорию и практические занятия. Такую профессию можно также приобрести в колледже или техникуме, где имеются соответствующие факультеты.

Программы на курсах включают в себя:

1. Обучение оборудованию и технологии сварочного производства.
2. Принципы электродуговой сварки.
3. Сварку полуавтоматом.
4. Газовую сварку и резку металлов.
5. TIG сварку.
6. Сварку аргоном.
7. Виды дефектов, их контроль и методы исправления.
8. Правила безопасности и оказание первой медицинской помощи.

После прослушивания лекций происходит практическое обучение под руководством опытных мастеров-преподавателей. Занятия являются групповыми. Для поступления на курсы необходимо иметь минимальное образование в объеме 9 классов. На курсах также можно повысить уже имеющийся разряд. Возможна переподготовка. Например, мастер по газовой сварке может приобрести более престижную профессию сварщика-аргонщика.

После окончания занятий наступает время экзамена, где комиссия оценивает полученные знания. При положительном решении ученику выдается удостоверение, в котором указывается присвоенный разряд. Техник сварочного производства может иметь разряд от 1 до 6.

Для получения высшего образования по сварке придется закончить высшее учебное заведение соответствующего профиля. Инженер-сварщик должен обладать более глубокими познаниями в этой области. Кроме этого в его обязанности входит общее руководство процесса на всех этапах, поэтому он должен обладать организаторскими способностями. В программу его обучения входят различные дисциплины, дающие знания и расширяющие его кругозор.

Высшее образование по сварочному производству дает право выполнять следующие работы:

1. Осуществлять собственные разработки и внедрять их в производство.
2. Активно участвовать в подготовительных работах. Производить закупку необходимых расходных материалов и оборудования.
3. Осуществлять контроль над ходом технологического процесса и выполнением существующих правил.
4. Контролировать экономичность расходного материала.
5. Следить за выполнением правил безопасности.
6. Правильно выбирать оборудование и обеспечивать правильность его эксплуации.
7. Выбирать необходимые режимы для конкретного вида сварочной работы.
8. Участвовать в контроле качества получившегося сварного шва.

После получения профессии, связанной с оборудованием и технологией сварочного производства кем работать — имеется широкий выбор. В высшем учебном заведении можно получить профессии инженера и технолога-сварщика. Инженеры и технологи обязаны выполнять обязанности, указанные в их должностных инструкциях.

Если сварщику предстоит выполнение новых для себя работ, то необходима его дополнительная подготовка в плане обучения. Поскольку конкуренция в этой области не является слишком большой со временем можно сделать карьеру и вырасти до более высокой и хорошо оплачиваемой должности.

Список учебных заведений, обучающих этой профессии достаточно велик. Они находятся во многих крупных городах России.

Установка газового оборудования

Рабочее место газосварщика обустраивается по похожему принципу. Окрас стенок оградительных щитков здесь не имеет значения, поскольку газовое пламя не излучает ультрафиолет. Главное, чтобы сварщику было хорошо видно все детали на рабочем месте.

Существенным отличием является расположение баллонов. Хотя для транспортировки и используется тележка, на которую сразу устанавливаются кислородный и ацетиленовый баллон, но перед выполнением сварочных работ их необходимо отставить друг от друга не менее чем на 5 метров. Так же следует поступать и с пропановым оборудованием

При этом важно соблюсти дистанцию между баллонами и свариваемым участком в пределах 5 м. В итоге, расстановка должна быть похожа на треугольник, на одной вершине свариваемый элемент, а на двух других баллоны с газом

Важно, чтобы на пути к ацетиленовому генератору или баллонам ничего не находилось. Это обеспечивает быстрый доступ к оборудованию в случае обратного удара пламени

Так можно предупредить взрыв и серьезные травмы. Шланги располагаются сбоку, чтобы по ним не ходили и не ездили. В противном случае пламя будет тухнуть, а резиновые коммуникации могут испортиться.

Главный инструмент сварщика — это держатель. От его удобства и продуманности зависит производительность и качество. Держатель может быть двух видов: зажимать электрод как прищепка, или стягивать путем закручивания рукоятки. Независимо от типа, он должен позволять сменить электрод за 4 секунды.

Конструкция хорошо изолируется для предотвращения поражения током. Кабель и сам держатель постоянно оказывают воздействие на руку сварщика своим весом. Поэтому масса этих элементов должна быть минимальной, чтобы не переутомлять сварщика и не ограничивать в движении.

Если работа ведется на большой силе тока (от 500 А), то держатель снабжается защитной накладкой, предотвращающей поражение руки сварщика высокими температурами дуги. Когда сварочный ток превышает показатели в 600 А, кабель проводится к электродержателю минуя рукоятку за которую берется рабочий. Стороны, которые фиксируют электрод, подвергаются налипанию брызг расплавленного металла, поэтому осложняют замену нового расходного элемента. Это замедляет весь процесс и сварщик быстрее утомляется. Для предотвращения этого эффекта поверхность держателя, на которую летят капли металла, смазывается автолом и чистится в конце дня надфилем.

Для удобного выполнения сварочных манипуляций практично располагать изделие на столе. Это повышает скорость накладки швов и удобство сварки в труднодоступных местах. Стол сварщика изготавливается по индивидуальным размерам, исходя из габаритов будущих изделий. Ножки должны иметь регулировку по высоте, чтобы подстраиваться под разных по росту рабочих.

На столе стоит предусмотреть приспособления для:

• безопасной укладки держателя в процессе перестановки изделия;
• быстрого доступа к расходным материалам и легкой смены электрода;
• расположения инструментов (молотка, напильника, фонарика, шлакоотделителя, щетки по металлу);
• розжига электрода на черновой поверхности;
• установки нестандартных конструкций с выступами в специальные отверстия.

Важным атрибутом рабочего места электрогазосварщика является вытяжка. Она обеспечивает удаление вредных тяжелых газов от плавящегося металла и покрытия электродов. Не практично располагать ее в виде большого зонта над столом, поскольку часть вредоносной смеси будет проходить через органы дыхания сварщика.

Целесообразно устанавливать гибкую систему бокового отсоса воздуха, которая будет сразу забирать вредные газы, на давая им подниматься к лицу рабочего. Такая линия обеспечит перестановку вытяжки в любое место в пределах сварочной кабины. При этом стоит помнить о шуме двигателя мешающего рабочему, поэтому силовой агрегат для прокачки воздуха размещается за пределами комнаты.

Создание удобных условий для сварщика повышает качество швов и процесс выпуска готовой продукции. Снижение пассивного вреда на производстве и защита от травм персонала содействуют сохранению постоянного коллектива и слаженному взаимодействию сотрудников.

Финансовый план

Инвестиции в проект и текущие расходы

Стартовые капиталовложения пойдут на регистрационные мероприятия, подбор и аренду подходящего помещения для организации сварочного цеха, а также на приобретение необходимого оборудования и расходных материалов. Средняя сумма первоначальных инвестиций для реализации бизнес-проекта варьируется по регионам в пределах 300–500 тысяч рублей.

Текущие расходы предприятия будут направлены на уплату обязательных налоговых отчислений, затраты на арендную плату за помещение и выплату заработной платы сотрудникам фирмы, а также пополнение расходных материалов и проведение регулярных рекламных и маркетинговых мероприятий. Как показывает практика, регулярные расходы сварочного цеха составляют 300–400 тысяч рублей в месяц.

Ожидаемая прибыль, рентабельность и срок окупаемости

При текущих вводных данных с учетом среднего клиентского потока начинающий предприниматель может рассчитывать на среднюю ежемесячную чистую прибыль в размере 150–250 тысяч рублей. При этом рентабельность бизнес-проекта составляет около 50%, а стартовые капиталовложения полностью окупятся за первые три месяца осуществления предпринимательской деятельности.

Нормативные документы

Помогают осуществлению такого сложного технологического процесса, которым являются сварочные работы, государственные и отраслевые стандарты, а также методические указания. В них имеются разделы, в которых регламентируются меры безопасности при проведении сварочных работ.

Неизмеримо важную роль это приобретает при осуществлении соединения металлических деталей на опасных объектах производственного направления. Следует руководствоваться требованиями нормативного стандарта ФНП, что подлежит расшифровке как «федеральные нормы и правила».

Этот нормативный документ содержит более подробные сведения о том, какие существуют и как необходимо выполняться правила техники безопасности при сварочных работах. В этом документе определены требования не только к работникам — непосредственным исполнителям сварочного процесса, но и к руководителям указанных работ.

Правила безопасности при сварочных работах регламентируют, что на производстве, занимающимся такими работами, необходимо быть в наличии требуемое количество грамотных работников. Сварщики, призванные выполнять конкретную работу, должны быть предварительно ознакомлены с технологической картой, в которой также имеется раздел, в котором регламентируются безопасность труда при сварочных работах. Составление технологической карты является обязанностью инженеров-технологов.

К сварочным работам могут быть допущены только те работники, которые закончили соответствующие курсы и получили об этом удостоверение, свидетельствующее о присвоении звания сварщика с указанием разряда. Независимо от того, какой разряд им присвоен, необходимо умение соблюдать требования безопасности при выполнении сварочных работ.

Одно из главных указаний ТБ при сварке — отсутствие медицинских противопоказаний у исполнителей этого процесса. Этому способствуют регулярные осмотры, в том числе для профилактики. Безопасность при сварочных работах является обязанностью руководителей этих процессов. Они должны обладать специфичными знаниями, подтвержденными выданными им документами.

В задачу руководителей сварочных работ входит подготовка к этому опасному виду деятельности, грамотный выбор подходящих исполнителей. Если возникнет чрезвычайная ситуация, то руководитель работ должен не откладывая принять срочные меры. Техника безопасности при работе со сваркой обязывает, что к этому виду работ могут быть допущены только те рабочие, которым уже исполнилось восемнадцать лет, прошедшие обучение и получившие удостоверение.

Независимо от квалификации перед тем, как приступить к работе, сварщик должен выслушать вводный инструктаж, который будет касаться особенностей данной работы. Если сварщик был допущен к работе, но почувствовал внезапное ухудшение здоровья или произошел несчастный случай, то об этом незамедлительно должен быть оповещен руководитель работ, который обязан срочно принять все необходимые меры.

Если возникла нестандартная ситуация, то следует немедленно отключить используемое оборудование. При загорании надо воспользоваться огнетушителем. Требования к проведению сварочных работ включают наличие вытяжной вентиляции, находящейся в исправности.

К одному из основополагающих нормативных документов для того, чтобы была обеспечена безопасность при сварке, также относится ГОСТ 13.3. 003-86. В нем изложены требования безопасности при проведении сварочных работ. К этим правилам можно также отнести требования, изложенные в главе 22 нормативного документа РД 153-34.0-03.301-00.

Главные цели 5С

Благодаря данной технологии на производстве сварочный процесс проходит намного продуктивнее, так как главными целями 5С являются:

• обеспечение чистоты и порядка на рабочем месте сварщика;
• значительная экономия времени, которая главным образом достигается благодаря тому, что все нужные инструменты лежат на правильных и легкодоступных для сварщика местах;
• повышение уровня безопасности и сокращение количества несчастных случаев;
• значительное улучшение качества продукции и одновременное снижение количества дефектов;
• создание комфортной и стабильной эмоциональной атмосферы, формирование стимула производить работу;
• максимальное повышение производительности труда.

Тип, питание, мощность

Рассмотрим еще три главных аспекта, которые нужно учитывать при выборе сварочного оборудования. Первый аспект – это тип оборудования. Оно может быть бытовым, профессиональным или промышленным. Бытовые модели могут работать в непрерывном режиме не больше тридцати минут, после чего им требуется перерыв в один час. Профессиональные агрегаты могут спокойно трубится в течении восьми часом, без перерыва. А что касается промышленный аппаратов, то им требуется лишь короткий технический перерыв. А так они могут работать в течении нескольких смен подряд.

Если говорить о питании, то здесь тоже имеется несколько вариантов. К примеру, однофазные агрегаты рассчитаны на 220 Вольт, а это значит, что их можно подключать к обычной электрической розетке. Такой тип питания свойственен маломощным приборам, которые пользуются большой популярностью из-за доступности использования. Тем не менее, следует помнить, что они все-таки создают дополнительную нагрузку на сеть, так как потребляют очень много мощности.

Трехфазные аппараты рассчитаны на розетки в 380 Вольт, которые чаще встречаются в специализированных мастерских и производственных цехах. Такие розетки способны обеспечить большую мощность, но в бытовых условиях они не встречаются.

Также есть модели сварочных аппаратов, которые могут работать сразу в двух режимах. Они хоть и стоят дороже, но являются более практичными, хотя в случаях, когда трехфазная розетка использоваться не планируется, нет смысла переплачивать.

Если говорить о мощности, то от нее зависит то, с какой толщиной заготовки сможет работать аппарат. Из этого следует, что чем больше будет мощность, тем более толстую деталь можно будет подвергнуть обработке. Определить параметр предельно просто. Нужно лишь найти в справочнике нужную силу тока для определенной толщину металла. После этого силу тока умножают на напряжение. Полученный результат необходимо разделить на КПД сварочного агрегата: для трансформаторов – это 0,6, а для инверторов – это 0,8. Полученное значение и есть мощность сварочного оборудования.

Оборудование сварочного поста для ручной дуговой сварки

Рабочее место сварщика — это сварочный пост (рис. 20), который оснащен необходимым инструментом и оборудованием для выполнения работ. Сварочные посты могут быть оборудованы как в производственном помещении, так и на открытой производственной площадке (строительно-монтажные условия работы). В зависимости от условий работы сварочные посты могут быть стационарными или передвижными. Сварочные посты необходимо размещать в специальных сварочных кабинах. В кабинах в качестве источников питания размещаются наиболее распространенные однопостовые сварочные трансформаторы типа ТДМ для сварки на переменном токе, или сварочные выпрямители типа ВД или ВДУ для сварки на постоянном токе. Применяются также и многопостовые источники питания на несколько независимых постов.

Рис. 20. Сварочный пост для ручной сварки: 1 — сеть

электрического питания; 2 — рубильник или магнитный пускатель; 3 — источник питания; 4 — сварочные провода; 5 — электрододержатель; 6 — зонд местной вытяжки воздуха

Кабина сварочного поста должна иметь размеры: 2(1,5) или 2(2) м и высоту не менее 2 м. В кабине устанавливается металлический стол, к верхней части кабины подводится зонд местной вытяжки воздуха от вентиляционной системы. В столе предусматриваются выдвижные ящики для хранения необходимого инструмента и приспособлений. Сварочный пост комплектуется источником питания, электрододержателем, сварочными проводами, зажимами для токонепроводящего провода,

сварочным щитком с защитными светофильтрами, различными

зачистными и мерительными инструментами. Сварщики обеспечиваются средствами личной защиты, спецодеждой. Электрододержатель — приспособление для закрепления электрода и подвода к нему тока (рис. 21). Среди всего многообразия применяемых электрододержателей наиболее безопасными являются пружинные, изготовляемые в

соответствии с существующими стандартами: I типа — для тока до 125 А; II типа — для тока 125—315 A; III типа — для тока 315- 500 А. Эти электрододержатели выдерживают без ремонта 8 000—10 000 зажимов. Время замены электрода не превышает 3—4 с. По конструкции различаются винтовые, пластинчатые, вилочные и пружинные

Рис. 21. Типы электрододержателей: а — вилочный; б — 111игатовый; в — ; г — с пружинящим кольцом

Щитки сварочные изготавливаются двух типов: ручные и головные из легких негорючих материалов. Масса щитка не должна превышать 0,50 кг. Защитные светофильтры (затемненные стекла), предназначенные для защиты глаз от излучения дуги, брызг металла и шлака, изготавливаются 13 классов или номеров. Номер светофильтра

подбирается в первую очередь в зависимости от индивидуальных особенностей зрения сварщика. Однако следует учитывать некоторые объективные факторы: величину сварочного тока, состав свариваемого металла, вид дуговой сварки, защиту сварочной ванны от воздействия газов воздуха. Размер светофильтра 52×102 мм. При сварке покрытыми электродами следует ориентироваться на применение светофильтров различных номеров в зависимости от величины сварочного тока: 100 А — №С5; 200 А-№С6; 300 А-№С7; 400 А-№С8; 500 А -№С9 ит. д. При сварке плавящимся электродом тяжелых металлов в инертном газе следует пользоваться светофильтром на номер меньше, а легких металлов — на номер больше по сравнению со светофильтром при сварке покрытыми электродами. При сварке в среде С02 применяют следующие светофильтры: до 100 А-№С1; 100-150 А-№С2; 150-250 А — № СЗ; 250—300 А -№С4; 300—400 А-№С5 ит. д. Светофильтры вставляются в рамку щитка, а снаружи светофильтр защищают обычным стеклом от брызг металла и шлака. Прозрачное стекло периодически заменяют. Кабели и сварочные провода необходимы для подвода тока от источника питания к электрододержателю и изделию. Кабели изготавливают многожильными (гибкими) по установленным нормативам для электротехнических установок согласно ПУЭ (Правила устройства и эксплуатации электроустановок) из расчета плотности тока до 5 А/мм2 при токах до 300 А. Электрододержатели присоединяются к гибкому (многожильному) медному кабелю марки ПРГД или ПРГДО. Кабель сплетен из большого числа отожженных медных проволочек диаметром 0,18— 0,20 мм. Применять провод длиной более 30 м не рекомендуется, так как это вызывает значительное падение напряжения в сварочной цепи. Рекомендуемые сечения сварочных проводов для подвода тока от сварочной машины или источника питания к электрододержателю и свариваемому изделию приведены в (табл. 2).

Виды систем вентиляции и правила обустройства

Вытяжка для сварочного поста, установленная по правилам, способна заметно уменьшить концентрацию опасных веществ в атмосфере и минимизировать вред, наносимый окружающей среде. Тип и мощность вентиляторов, а также трассировку воздуховодов выбирают с учетом количества и расположения мест для сварщиков. Вытяжные конструкции можно размещать на крышах цехов или возле них, забор воздуха при этом не должен находиться на участке для выброса загазованной среды.

Местная

Сварочный цех или мастерская имеют местную и общую вытяжки

При создании вытяжки местного типа вентиляцию постов выбирают с учетом величины свариваемых элементов и интенсивности работ. От этих нюансов зависит количество и состав образующихся газов. Благодаря простой схеме и устройству производительность такой системы достигает 5,5 тыс. м3/час. Во время сварки и наплавки крупных изделий на столах, не дополненных устройствами, сварочные аэрозоли убирают с помощью отсосов мобильных агрегатов с фильтрационной вентиляцией. Для некоторых типов работ целесообразно использовать вытяжки подъемно-поворотного вида. Их конструкция включает гибкий шланг диаметром до 200 мм, закрепленный на консоли и направленный в нужную зону. Приемный патрубок при этом размещают на дистанции в 7-8 метров от работника.

Общеобменная

Вытяжные вентиляторы на сварочных постах

Система общеобменного типа включает в себя нагнетающий и вытяжной вентиляторы, а также воздуховоды, оснащенные фильтрами и регулируемыми приточными конструкциями. Такая вентиляция предназначена для обеспечения свежим воздухом всех помещений цеха и уменьшения содержания вредных примесей в атмосфере. Ее стоит выбирать, если в процессе работ используют более 200 г/час электродов на 1 м3 от общего объема помещения. В противном случае притоки воздушных масс будут обеспечиваться естественным путем.

Зимой наружный воздух подают в цех при температуре не ниже +18 градусов. Общеобменная вентиляция для сварочного поста должна быть дополнена фильтрационными элементами, очищающими воздух перед выбросом в пространство. Производительность устройств подбирают так, чтобы обеспечить 10-кратный воздушный обмен. Вертикальная скорость перемещения масс воздуха сохраняется на отметке не ниже 0,1 м/с. Этого значения достаточно для смешивания сред и ликвидации сварочных аэрозолей из зон вне постов.

Внутри замкнутых и полузамкнутых пространств

Для организации вентиляционной системы внутри замкнутого или полузамкнутого пространства предусмотрено несколько доступных схем. В цехе можно создать организованный воздухообмен в одной емкости, куда будет осуществляться подача чистого воздуха снаружи. Далее воздушные массы удаляются механическим способом за счет совместного действия притока и вытяжки. Второй способ включает удаление загрязненных масс возле электросварочных дуг, также существует третий вариант, подразумевающий вентилирование только зоны дыхания работника за счет подачи чистого воздуха под щиток.

Самым распространенным типом системы является схема вентилирования емкости при помощи приточной струи, в которой предусмотрен монтаж гибких шлангов и вентиляторов с высоким давлением. Главное преимущество этого способа заключается в подаче чистого и подогреваемого в холодное время года воздуха с улицы. Цистерны в такой схеме располагают на специально отведенных для этого местах. Чтобы определить объем подаваемого воздуха, его скорость на рабочем участке не должна превышать 0,7-2,0 м/с для ручной сварки. Избежать попадания загрязненного воздуха в цех можно, установив подачу масс с противоположной стороны.