Оборудование сварочного поста для ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Сварочным постом называется рабочее место электро­сварщика, оборудованное комплектом соответствующей аппарату­ры и приспособлений. От правильной организации рабочего места в значительной мере зависят как обеспечение высокой производи­тельности труда сварщиков, так и надежное качество сварных швов и соединений (требования к организации рабочих мест регламентированы ГОСТ 12.3.003). Рабочие места сварщиков в зависимости от выполняемой работы и габаритов свариваемых изделий могут быть: стационарными, расположенными в специальных сварочных кабинах и передвижными, расположенными непо­средственно у этих, крупногабаритных изделий.
Стационарные посты применяют при сварке небольших изделий. Рабочие места оборудуют сва­рочными кабинами (рис. 1.1) размером 2000х2000 или 2000хЗ000 мм. Стены кабин делают высотой 1800—2000 мм, для лучшей вентиляции не доводя их до пола на 200—300 мм. В качестве ма­териала для стен используют несгораемые материалы. Стены окрашивают в светлые тона огнестойкой краской - хорошо поглощающими ультрафиолетовые лучи сварочной дуги. Дверной проем в ка­бине закрывают брезентовым занавесом на кольцах, пропитанным огнестойким составом. Полы в кабинах настилают из огнеупорно­го материала. Кабины должны хорошо освещаться дневным или искусственным светом и хорошо венти­лироваться. С этой целью кроме общей вентиляции устраивают местные отсосы, поглощающие вредные газы и пыль непосредст­венно в зоне их образования. Для сборки и сварки деталей внутри кабины устанавливают сварочный стол, высота которого 500 - 600 мм для работы, сидя и около 900 мм для работы стоя. Крышку стола площадью около 1 м2 изготовляют или из листовой стали толщиной 15 - 20 мм, или из чугунной плиты толщиной около 25 мм, что лучше, так как чу­гунная крышка не коробится от нагревания. К нижней части крышки или к ножке стола приваривают стальной болт, служащий для крепления токоподводящего кабеля от источника сва­рочного тока и для заземления стола. Сбоку стола имеются два кармана для электродов разных марок и ящик, предназначенный для сбора огарков. В выдвижном ящике хранится инструмент (мо­лоток, зубило, стальная щетка и т. д.), а также технологическая документация. 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.
Передвижные посты применяют при сварке изделий крупных габаритов: трубопроводов большой длины, металлоконструкций, сосудов и т. д. Для защиты работающих от ультрафиолетовых лучей сварочной дуги устанавливают переносные щиты, ширмы высотой 1,2 — 1,5 м из несгораемых материалов. Передвижные свароч­ные посты, как правило, применяются при монтаже и ремонтных работах. При этом часто используют переносные сварочные трансформаторы, сварочные агрегаты и выпрями­тели, устанавливаемые на специ­альные прицепы или закрытые автомобили. Такие прицепы и автомобили оборудованы спе­циальными рубильниками, к ко­торым подключены установки. При работе на различной высоте электроды и необходи­мый инструмент сварщика нахо­дятся в брезентовых сумках, подвешиваемых к поясу сварщи­ка, либо в специальных пеналах или ящиках. Для обеспечения удобства и безопасности работы делают подмости с перилами (инвентарные леса) или подве­шивают люльки. При работе на высоте и значительном уда­лении от источника питания при­меняют дистанционные регуля­торы сварочного тока. А при сварке в сосудах закрытого типа для обеспечения безопасных ус­ловий труда используют ограничители (отключатели) холостого хода.



В зависимости от технологического процесса, (марки сва­риваемого материала и типа покрытия электрода) сварочные работы выполняют либо на переменном, либо на постоянном токе. Постоянный ток, по-сравнению с переменным, имеет то преиму­щество, что дуга горит стабильнее, а, следовательно, процесс сварки вести легче, особенно на малых токах.
Питание сварочных постов переменным током осуществляют от специальных трансформаторов, а постоянным током — от преобразователей и выпрямителей. На рис. 1.2 показана принципиальная электрическая схема поста для ручной дуговой сварки постоянным током От сети переменный ток напряжением 220 или 380 В через рубильник и предохранители подается к источнику питания – сварочному выпрямителю, где ток трансформи­руется до напряжения 60—75 В, необходимого для возбуждения дуги, и по сварочным приводам поступает на балластный реостат (вольт - амперная характеристика из жесткой преобразуется в падающую), регулирующий ступенчато величину сварочного тока, и электрододержатель подводится - к изделию.
При больших объемах сварочных работ рационально исполь­зовать многопостовые сварочные выпрямители, преобразова­тели или трансформаторы. Величину сварочного тока при этом регулируют на каждом рабочем посту балластными реостатами (при использовании постоянного тока) и дросселями (при использовании переменного тока). В многопостовых системах источник питания снабжает энергией одновременно несколько сварочных постов. Такая система создает условия для более рационального использования производственных площа­дей и значительного уменьшения расходов на электроэнергию и обслуживание обору­дования.
Для многопостовой сварки применяют мощный источник питания с жесткой внешней характеристикой (рис. 1.3).
Для получения падающей характерис­тики на каждом сварочном посту свароч­ная дуга включается последовательно че­рез балластный реостат (рис. 4). Измене­нием сопротивления реостата регулируют сварочный ток по формуле:

где UВ,- напряжение на зажимах выпрями­теля (оно обычно равно 70 В), UД - напряжение дуги, R - сопротивление балластного резистора (реостата).

Для ручной дуговой сварки покрытыми электродами используют многопостовые выпрямительные установки ВДМ-1001 или ВДМ-1601. Количество сварочных постов, которые можно подключить к многопостовому выпрямителю, определяют по формуле:


где n - количество постов; I - номинальный ток выпрямителя, А; IO - наибольший ток, потребляемый одним сварочным постом; α - коэффициент одновременности работы постов, применяемый в расчетах равным 0,6-0,65.


Балластные реостаты (см. рис. 4). Назначение балластного реостата - создание падающей характеристики на каждом посту и регулирование сварочного тока. Реостатом производится ступенчатая регу­лировка сварочного тока в достаточно ши­роких пределах (20 ступеней). Реостат сос­тоит из пяти ступеней сопротивления, которые при помощи пяти рубильников могут включаться в цепь сварочной дуги. Каждая ступень включает в себя несколько элементов сопротивлений, выполненных из проволоки или ленты с большим удельным сопротивлением.
Из рис. 1.4 видно, что минимальный сварочный ток будет при включении рубильника I, а максимальный - при включе­нии всех пяти рубильников. Выпускаются балластные реостаты РБ-201, РБ-301 и РБ-501. Реостат РБ-201 дает возмож­ность регулировать сварочный ток от 10 до 200 А через каждые 10 А; РБ-301-от 15 до 300 А через каждые 15 А; РБ-501-от 25 до 500 А через каждые 25 А.
Электрододержатель - один из основных инстру­ментов электросварщика, от которого во многом зависят про­изводительность и безопасные условия труда.






Электрододержатель должен удовлетворять следующим требованиям: быть легким (не более 0,5 кг) и удобным в обращении; иметь надежную изоляцию; не нагреваться при работе и обеспечивать наиболее полное расплавление электрода; обеспечивать быстрое и надежное закрепление электрода в удоб­ном для сварки положении; его зажимное устройство должно действовать без больших усилий как при закреплении электрода, так и при его смене; присоединение сварочного провода к стержню держателя должно быть прочным и обеспечивать надежный контакт. Электродержатели применяют для закрепления электрода и под­вода к нему тока при ручной дуговой сварке по ГОСТ 14651. Электродержатели допускают захват электрода не менее чем в двух положениях: перпендикулярно и под углом не менее 115° к оси электрододержателя. Токоведущие части электрододержателя необ­ходимо надежно изолировать от случайного соприкосновения со свариваемым изделием или руками сварщика.
Сопротивление изо­ляции не менее 5 МОм Изоляция рукоятки должна выдерживать без пробоя в течение 1 мин испытательное напряжение 1500 В при частоте 50 Гц. Превышение температуры наружной поверхности рукоятки при номинальном режиме работы не более 55 °С. По­перечное сечение рукоятки на длине, охватываемой ладонью свар­щика, должно вписываться в круг диаметром не более 40 мм. Схемы некоторых конструкций электрододержателей показаны на рис 1.5.
В некоторых из них для безопасности работы сварщика в момент прекра­щения процесса сварки предусмотрено либо ручное, либо автоматическое отключение тока. Один из таких электрододержатслей показан на рис. 1.6. Он состоит из губки 1, для зажима электрода, цилиндрической рукоятки 2 и трубки 3, изготовленных из пластических материалов и являющихся изоляторами. В рукоятке расположен цилиндрический контакт 4, в продольный канал 5 которого вставлен шток соединительного стержня 6. Соединительный стержень ввинчивается в трубку и фиксируется винтом 7. В трубку вставлен электрический провод 8. На оголенный участок провода надевается чашеч­ный контакт 10, который фиксируется в трубке винтом 11. При ввинчивании стержня 9 в трубку до соприкосновения его с контактом 10 электрическая цепь от провода до цилиндри­ческого контакта 4 замыкается. При одном - двух поворотах цилиндрической рукоятки стержень 6 вывинчивается из трубки 3 и образует зазор между ним и контактом 10, в результате чего электрическая цепь размыкается.
Щитки и маски (Рис. 1.7) применяют для защиты глаз и лица электро­сварщика от прямого излучения электрической дуги, брызг рас­плавленного металла и искр. Их изготовляют по ГОСТ 12.4035 из токонепроводящего, нетоксичного и невоспламеняющегося материала. Стандарт не распространяется на специализированные щитки и маски, предназначенные для работы в труднодоступных местах, в помещениях с повышенной загазованностью и при других особых условиях работы


.
Внутренняя сторона корпусов щитков и масок должна иметь матовую гладкую поверхность черного цвета. Щиток имеет ручку овального сечения длиной не менее 120 мм, а маска снабжена устройством, удерживающим ее на наголовнике не менее чем в двух фиксированных положениях, опущенном (рабочем) и откинутом назад. Щитки и маски должны иметь массу не более 0,6 кг. Они комплектуются светофильтрами.
Светофильтр выбирается в зависимости от мощности дуги (сварочного тока).
По ГОСТ 12.4.080 выпускают стеклянные светофильтры сле­дующих марок (см. Таблицу 1.1):

Таблица 1.1. Выбор светофильтров по силе сварочного тока.

Светофильтры
Э-1
Э-2
Э-3
Э-4
Сварочный ток, А
30-75
75-200
200-400
> 400

Для вспомогательных рабочих при электросварке используются светофильтры В-1, В-2; В-3.
По заказу потребителя щитки и маски комплектуются по­кровным стеклом (за светофильтром) для защиты светофильтра от брызг металла, и защитным стеклом из оргстекла (перед светофильтром), которое защищает от инфракрасного излучения, его нужно 2 — 3 раза в месяц заменять новым. Рамка щитков и масок, предназначенная для установки стекол, должна иметь размеры в свету 40 х 90 мм. Нельзя пользоваться случайными цветными стеклами, так как они не могут надежно защищать глаза от невидимых лучей сварочной дуги, вызывающих хроническое заболевание глаз.
Д о п о л н и т е л ь н ы й и н с т р у м е н т. Для присоединения провода к изделию применяют винтовые зажимы типа струбцин, конец провода в которые впаивают твердым припоем. Зажимы должны обеспечивать плотный контакт со свариваемым изделием. Для зачистки швов и удаления шлака применяют проволочные щетки — ручные и с электроприводом. Для клеймения швов, вырубки дефектных мест, удаления брызг и шлака служат клейма, зубила и молотки.
Для хранения электродов при сварке на монтаже применяют брезентовые сумки длиной 300 мм, подвешиваемые к поясу свар­щика. В цеховых условиях для этой цели используют стаканы, изготовленные из отрезка трубы диаметром 50-75 мм, длиной 300 мм, с приваренным донышком — подставкой.
Сила
тока, А
Площадь сечения провода, мм2
одинарного
двойного






-
2 х 16
2 х 25
С в а р о ч н ы е п р о в о д а служат для подвода тока от сварочной машины или источника питания к электрододержателю и свариваемому из­делию. Электрододержатели снабжаются гибким изолированным проводом ПРГДО или ПРГД, сплетенным из большого числа медных, отожженных и луженых проволочек диаметром 0,18— 0,2 мм. Рекомендуемые сечения сварочного провода приведены в табл. 1.2. Применять провод дли­ной более 30 м не рекоменду­ется, так как это вызывает зна­чительное падение напряжения в сварочной цепи.