План
ВСТУП
1. Леговані сталі
1.1 Визначення і класифікація легованих сталей
1.2 Конструкційні леговані сталі
1.3 Леговані інструментальні сталі
1.4 Леговані сталі з особливими властивостями
2. УСТАНОВКИ ДЛЯ ПЛАЗМОВОГО ЗВАРЮВАННЯ
3. НАЛАГОДЖУВАННЯ, ЕКСПЛУАТАЦІЯ ТА РЕМОНТ УСТАТКУВАННЯДЛЯ ПЛАЗМОВОГО ЗВАРЮВАННЯ
4. РІЗАННЯ МЕТАЛІВ І ЇХНІХ СПЛАВІВ
5. ВПРОВАДЖЕННЯ ЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧИХ ТЕХНОЛОГІЙ
6. ОХОРОНА ПРАЦІ І ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ ПРИ ПРОВЕДЕННІЗВАРЮВАЛЬНИХ І РІЗАЛЬНИХ РОБІТ
6.1 Безпека праці при дуговому зварюванні
6.2 Вимоги безпеки праці при газозварюванні та різанні
6.3 Надання першої медичної допомоги при нещаснихвипадках
ВИСНОВКИ
ЛІТЕРАТУРА
/>ВСТУП
Сучасний агропромисловий комплекс насичений складноютехнікою, його механо- і енергооснащеність постійно підвищуються. Підтримкатехніки в справному стані являє собою важливе завдання, у рішенні якоїзварювання займає провідне місце серед інших технологічних процесів.
На заводах будіндустрії й у ремонтних майстерняхвикористовуються різні способи зварювання — ручне дугове покритими електродами,у менших обсягах — механізоване в захисному газі, автоматична під флюсом, контактней інші. Розвиток науки про зварювання сприяє впровадженню у виробництво новихмарок зварювальних і наплавочних матеріалів — високопродуктивних електродів,дротів суцільного перерізу для зварювання в захисних газах, порошкових дротів,а також удосконаленого зварювального устаткування.
Подальший розвиток одержують способи наплавлення длявідновлення деталей будівельних машин, що працюють в умовах абразивногозношування. При цьому в багатьох випадках наплавленню піддаються нові деталі,що помітно підвищує строк їхньої служби. Все більшого значення набуваютьспособи газополум'яної і плазменної обробки металів, особливо термічногорізання із застосуванням газів- замінників ацетилену, а також плазмовихпроцесів.
1. Леговані сталі/> 1.1 Визначення і класифікація легованих сталей
Легованими називаються сталі, доскладу яких спеціально вводяться один або декілька легуючих елементів дляотримання заданих властивостей (хром, нікель, ванадій, молібден і т. д.).Сталі, до складу яких доданий хром, називаються хромовими, нікель — нікелевими,ванадій — ванадієвими, а у разі вмісту в сталі декількох елементів її називаютьвідповідно хромонікелевою, хромомарганцевою, хромонікельвольфрамовою і т.д.
Легуючі елементи змінюють механічні і фізичні властивостісталі: міцність, в'язкість, зносостійкість, корозійну стійкість,теплопровідність і т.д. Вплив легуючих елементів особливо позначається післятермічної обробки.
Дослідження вчених показали, що всі легуючі елементи, завинятком кобальту, зменшують критичну швидкість охолоджування, необхідну дляотримання мартенсіту. Це дає можливість одержати гартівні структури в легованихсталях навіть при охолоджуванні на повітрі.
Залежно від вмісту легуючих елементів леговані сталі ділятьна три групи: низьколеговані — що містять менше 2,5 % легуючих добавок,середньолеговані — від 2,5 до 10 % і високолеговані — більше 10 %.
За призначенням леговані сталі поділяються на конструкційні,інструментальні і сталі, з особливими фізико-хімічними властивостями.
Конструкційні леговані сталі застосовуютьсядля виготовлення більшості конструкцій, деталей машин і механізмів харчовихпідприємств. Ці сталі у свою чергу діляться на цементовані (цементації, що піддаються),покращувані гартом і високою відпусткою і високоміцні.
Інструментальну леговану сталь застосовують длявиготовлення ріжучого інструменту, штампів, вимірювального і іншогоінструменту.
До сталей з особливими властивостями відносяться: нержавіючі,жаростійкі, кислотостійкі, зностійкі і ін.
В колишньому Радянському Союзі для маркування летованихсталей прийнята буквенно-цифрова система позначень. По ГОСТ 4543—71 кожнийлегуючий елемент має наступне позначення:Марганець Г Вольфрам В Ніобій… Б Кремній С Ванадій Ф Кобальт… К Хром X Титан Т Бор… Р Нікель Н Алюміній Ю Фосфор… П Молібден … М Мідь Д Церій… Ц
На початку марки сталі ставиться двозначне число, якепозначає вміст вуглецю в сотих частках відсотка. В позначенні мароквисоколегованих І інструментальних сталей на початку марки ставиться однозначнечисло, яке вказує на вміст в сталі вуглецю, виражений в десятих часткахвідсотка. При вмісті у високолегованих сталях менше 0,08 % вуглецю на початкумарки ставиться цифра 0. Цифри перед маркою не ставлять в позначеннях багатокого Інструментальних сталей, що містить близько 1 % чи більш вуглецю, а такожв марках високолегованих сталей, якщо нижня межа вмісту вуглецю не обмежена приверхній межі 0,09 % і більш. Цифри, наступні за буквами, вказують зразковийвміст легуючих елементів у відсотках. Якщо в сталі міститься менше І % легуючихелементів, то цифра після букв не ставиться./> 1.2 Конструкційні леговані сталі
При виборі легованих сталей необхідно пам'ятати, що сталі,які містять нікель, вольфрам, молібден, кобальт і деякі інші елементи,відносяться до дорогих і дефіцитних, тому їх використання повинне бутидостатньо обґрунтовано.
Цементовані леговані сталі. До цементованих сталей відносятьсянизьковуглецеві (0,1—0,30 %), низько- і середньолеговані (до 10 % легуючихелементів) сталі. Ці сталі призначено для виготовлення деталей машин іприладів, що працюють при високих навантаженнях. Механічні властивості іобласть використання деяких марок сталей наведені в табл. 1.1.
Таблиця 1.1.Марка сталі Межа міцності при розтягуванні ан кгс/мм2
Відносні подовження
6,% Питома в'язкість ан кгс-м/см2 Область використання не менше 15Х 15ХА 70 12 7 Невеликі деталі, що працюють на знос в умовах тертя при середніх тиску і швидкостях
18ХГ
25ХГМ 90 120
10
10 8 Відповідальні деталі, що працюють на великих швидкостях, високому тиску, за наявності ударних навантажень 20ХН 20Х2Н4А
80
130
14
9 8 8 Крупні відповідальні важконагружені деталі 18X2114 МА 115 12 10 Крупні особливо відповідаль- ні важконагружені деталі, що працюють при великих швидкостях і навантаженнях
Працездатність деталей, виготовлених з цементованих сталей,залежить від властивостей серцевини і поверхневого шару. Цементовані сталі зповерхні насичують вуглецем (цементують) і піддають термічній обробці (гарту івідпустці). Така обробка забезпечує твердість (НВ58—63) поверхні і достатньов'язку серцевину деталі.
Покращувані леговані сталі. До покращуванихсталей відносяться середньовуглецеві (0,3—0,7 % вуглецю) і низьколеговані. Вонипризначені для виготовлення відповідальних деталей (вали, шатуни, штоки і ін.),що працюють в умовах змінних і ударних навантажень. Для поліпшення необхіднихвластивостей (міцності, пластичності, в'язкості) ці сталі піддають гарту івисокій відпустці (500—600 °С). Механічні властивості і область використаннядеяких покращуваних сталей після термічної обробки наведені в табл. 1.2.
Таблиця 1.2Марка сталі Межа міцності при розтягуванні σв, кгс/мм2
Відносні подовження
6,% Питома в'язкість ан, кгс·м/см2 Область використання не менше 40ХС 40ХФА 125 90 12 10 3,5 9 Невеликі деталі, що працюють в умовах підвищених напруг і знакозмінних навантажень 30ХГСА 110 10 5 Деталі, працюючі, в умовах зносу, і відповідальні зварні конструкції, що працюють при знакозмінних навантаженнях і температурі до 200 °С 40ХН2МА 110 12 8 Крупні особливо відпові- дальні важкозавантежені деталі складної форми
Марка покращуваної сталі позначається таким чином: сталь 30ХГСА (ГОСТ 4543—71).
Високоміцні леговані сталі. Покращувані і цементовані сталі після термічноїобробки мають міцність ов до 130 кгс/мм і в'язкість до 8—10 кгс-м/см2. Длябагатьох сучасних машин і апаратів така міцність недостатня. Для цієї метирозробляються комплексно-леговані і мартенситостаріючі сталі, мають межіміцності σв = 150 * 200 кгс/мм2. Комплексно-леговані стали — цесередньовуглецеві (0,3— 0,7 % вуглецю) леговані сталі, термоміцні при низькійвідпустці (200—300 °С) або що піддаються термомеханічній обробці (гарту іпластичній деформації, що здійснюється в одному процесі). Мартенситостаріючісталі — це новий клас високоміцних легованих сталей на основі безвуглецевих (небільше 0,03 % вуглецю) сплавів заліза з нікелем, кобальтом, молібденом, титаномі іншими елементами. Механічні властивості і область використання цих сталейприведені в табл.1.3.
Таблиця 1.3Марка сталі Межа Міцності при розтягуванні σв, кгс/мм2 Відносні подовження 5,% Питома в'язкість ан, кгс-м/см2 Область використання не менше Комплексно-леговані сталі 40ХГСН2А 165 9 6 Особливовідповідальні важко завантажені деталі* що працюють в умовах різко змінних навантажень 40ХГСНА 185 13 5,5 40ХГСНЗВА 200 11 4,5 45ХН2МФА 145 7 4 Мартенситостаріючі сталі Н12К15М10 250 6 3 Особливовідповідальні важко завантажені деталі, що працюють при великих швидкостях Н18К9М5Т 210 8 5 /> 1.3 Леговані інструментальні сталі
Інструментальні леговані сталі в порівнянні з вуглецевимиінструментальними сталями володіють більшою теплостійкістю, гартованою,в'язкістю і зносостійкістю. Для додання сталям цих властивостей в них додаютьлегуючі елементи: вольфрам, молібден, кобальт і хром (збільшеннятеплостійкості), марганець (поліпшення гартованості), нікель (збільшенняв'язкості), вольфрам (збільшення зносостійкості). Леговані інструментальністалі випускаються низько- і високолегованими. Низьколегованіінструментальні сталі містять до 2,5% легуючих добавок. Ці сталі маютьвисоку твердість (НВ62—69), зносостійкість, але малу теплостійкість (200—260°С). Низьколеговані інструментальні сталі мають марки: 9ХС, ХВЧ, ХВГ, ХВСГ.Використовуються ці сталі для виготовлення інструменту складної форми, у томучислі вимірювального.
Високолеговані інструментальні сталі містятьвольфрам, хром, ванадій в більшій кількості (до 18 % основного легуючогоелементу). Вони володіють високою теплостійкістю (600—640 °С), їх використовуютьдля виготовлення високопродуктивного ріжучого інструменту і називаютьшвидкорізальними сталями. Згідно ГОСТ 19265—73 швидкорізальні сталі позначаютьбуквою Р, цифри після якої указують вміст вольфраму. Вміст хрому (4 %) іванадію (2 %) для всіх швидкорізальних сталей в марці не вказується. Деякішвидкорізальні сталі додатково містять молібден, кобальт і більшу кількістьванадію. Такі сталі мають в марці відповідно букви М, К, Ф і цифри, вказуючі їхкількість у відсотках.
Найбільш поширені наступні марки швидкорізальних сталей: РІ8,Р9, Р10К5Ф5 і ін. Швидкорізальні сталі застосовують для виготовлення ріжучогоІнструменту, призначеного для обробки високоміцних сталей і Іншихважкооброблявальних матеріалів. 1.4 Леговані сталі з особливими властивостями
Ця група об'єднує високолеговані сталі, що володіютьособливими властивостями: корозійностійкістю, жаростійкістю, жароміцністю,зносостійкістю і ін.
Корозійностійкі (нержавіючі) сталі. Сталі, стійкі проти корозії, називаютькорозійностійкими (нержавіючими). Корозійностійкі сталі одержують легуванняммало- І середньовуглецевих сталей шляхом додавання хрому, нікелю, титана іалюмінію. Залежно від цього корозійностійкі сталі ділять на хромові (12X13,20X13, 40X13), містять 13% хрому, і хромонікелеві (04Х18Н10, 12Х18Н10Т,12Х21Н5Т), що містять 18—21 % хрому і 5—10 % нікелю. Хромонікельові сталіволодіють більш високою корозійною стійкістю, ніж хромові. Хромові сталі більшдешеві.
Жаростійкі стаді. При високихтемпературах метали і сплави вступають у взаємодію з навколишнім газовимсередовищем, що викликає газову корозію (окислення) і руйнування металу. Длявиготовлення конструкцій і деталей, що працюють в умовах підвищеної температури(400—900 °С) і окислення в газовому середовищі, застосовують спеціальніжаростійкі сталі. Жаростійкі сталі — це сплави заліза з хромом, додатковолеговані добавками кремнію, молібдену, титана.
Механічні властивості і область використання цих сталейнаведені в табл. 1.4.
Жароміцні сталі. Деякі деталі, щотривало працюють при великих навантаженнях і високих температурах (500—1000°С), виготовляються із спеціальних жароміцних сталей. Ці сталі добре чинятьопір деформації і руйнуванню при високих температурах. Залежно від призначеннярозрізняють клапанні, котлотрубні, газотурбінні сталі і інші сталі з високоюжароміцністю.
Таблиця 1.4Марка сталі Робоча температура, °С (не більше) Область використання
Корозійностійкі
12X13 20X13 450 Лопасті гідротурбін, компресорів, клапани і арматура для хімічної промисловості
30X13 450 Вали, болти, шестерні, пружини, що працюють в умовах корозійного середовища і великих напруг
40X13 - Шарикопідшипники, пружини, ріжучий хірургічний і побутовий інструмент
04Х18Н10 12ХІ8Н10Т 600 Конструкції і деталі, що виготовляються зварюванням і штампуванням в машинобудуванні і хімічній промисловості Жаростійкі Х6СМ 650 Клапани двигунів внутрішнього згоряння 40Х9С2 850 Те ж 08Х17Т 900 Деталі, що працюють в середовищі пічних газів, багатих сіркою 36Х18Н25С2 1100 Соплові апарати і жарові труби газотурбінних установок Жароміцні 45Х14Н14В2М 800—900 Клапани двигунів внутрішнього згоряння великої потужності 08Х16Н13М2Б 600—700 Лопасті газових турбін
Зносостійкі сталі. Для виготовлення деталей машин, що працюють вумовах підвищеного зносу, застосовують спеціальні зносостійкі сталі:шарикопідшипникові, графітозовані і високомарганцеві.
Шарикопідшипникові сталі (ШХ6, ІІІХ9,ШХ15, 95X18) застосовують для виготовлення кульок і роликів підшипників. Стальвиготовляється у вигляді круглого прута і смуги. Відпалена шарикопідшипниковасталь Із спеціальною обробкою поверхні має твердість НВ179—207 (для ШХ15).
Графітозована сталь (високовуглецевасталь, що містить 1,5—2 % вуглецю і до 2 % кремнію) використовують длявиготовлення поршневих кілець, поршнів, колінчастих валів і іншого литвафасону, що працює в умовах тертя.
Васокомарганцевисту сталь Г13Л, що містить1,2 % вуглецю І 13 % марганцю, застосовують для виготовлення піскоструминнихапаратів, ланок гусениць і т, п.
2. УСТАНОВКИДЛЯ ПЛАЗМОВОГО ЗВАРЮВАННЯ
До комплекту установки для плазмового зварювання входять:джерело живлення дуги, шафа керування, переносний блок керування, плазмотрони,механізми переміщення плазмотрона вздовж та упоперек лінії зварювання (уавтоматів), осцилятор, газові та водяні комунікації.
Характеристики та призначення деяких установок плазмовогозварювання наведено у табл. 6.29.
Будова та принцип дії всіх установок ідентичні. Так,установка УПС-301, призначена для ручного плазмового зварюванняпостійним струмом прямої полярності, складається з тиристорного випрямляча зкрутоспадаючими зовнішніми вольт-амперними характеристиками, пальника дляаргонодугового зварювання, плазмотрона (стабілізація й стискання дуги в ньому здійснюютьсятангенціальним потоком газу), шафи керування (з силовим трансформатором,силовим блоком тиристорів, зрівняльним реактором, стабілізуючим дроселем,магнітним пускачем, автоматичним вимикачем, блоком керування, електродвигуном звентилятором), переносного блока керування, педальної кнопки, газовогоредуктора з витратоміром, турелі, з'єднувальних проводів і шлангів. Турельустановлюється на джерелі живлення та служить опорою виносному блоку керування.
6.29. Технічні характеристики установок для плазмового зварювання
Тип
установки
Діапазон
регулювання
постійного
струму, А
Номінальна
робоча
напруга, В
(мн.х)
Плазмо-
створючий
та захисний
газ
Призначення
(МЗ — механізоване
зварювання;
РЗ — ручне зварювання) УПС- 300—800 65—75 С02 МЗ маловуглецевих 1002/3 сталей (лонжеронів трактора К-701) УПС-201 200—800 До 70 Аг, Не МЗ міді та її сплавів до 20 (120) мм, МЗ УПС-804 300— 90(180) С02 сталей завтовшки 6—12 800 мм без розчищування (пряма) кромок УПС-501 70—500 45 (80) Аг, Не МЗ нержавіючої сталі до (пряма та 7 мм, міді та її сплавів зворотна) до 6 мм, алюмінію та УПС-404 100—500 45 (90) Аг МЗ кільцевих стикових швів 3 алюмінію та його сплавів із стінкою УПС-301 25—315 (пряма та зворотна) 40 (80) Аг РЗ нержавіючої сталі до 5 мм, міді та її сплавів від 0,5 до 3 мм та алюмінію і його сплавів — 1 —8 мм УПО-201 20—300 40 С02 МЗ маловуглецевої сталі. Різання сталі до 40 мм, міді до 20 мм, алюмінію та його сплавів до 30 мм
Ввімкнення установки в мережу та захист її від короткого замиканняздійснюються автоматичним вимикачем, розташованим на задній стінці шафикерування. Силова частина шафи керування являє собою тиристорний регулятор,складений за шестифазною схемою випрямлення із зрівняльним реактором. Длязгладжування зварювального струму на виході тиристорного перетворювача єзгладжувальний дросель, який забезпечує ефективне згладжування починаючи з 50А. Крутоспадаючими зовнішні вольт-амперні характеристики стають завдякизастосуванню баластних опорів — у першому діапазоні регулювання, а у другомудіапазоні — завдяки негативному зворотному зв'язку за вихідним струмоммагнітного підсилювача. Тиристорний блок і силовий трансформатор охолоджуютьсявентилятором. На лицьовій панелі блока керування встановлені кнопки«Пуск» і «Стоп» джерела живлення, два амперметри таперемикач діапазонів струму. Блок керування забезпечує в автоматичному режимітакі технологічні операції: продувку газу перед зварюванням, збудження основноїзварювальної дуги, заварювання кратера наприкінці зварювання, вимикання джерелаживлення після заварювання кратера, подачу газу після зварювання, виконанняточкового та імпульсного зварювання, регулювання тривалості ввімкненняосцилятора (не більш як 1 с) та повторне ввімкнення осцилятора не рідше ніжчерез 9 с.
Плазмотрон (рис. 6.45), використовуваний зустановкоюУПС-301, призначений для постійних струмів прямої полярності від 20 до 315 А та зворотноїполярності — від 20 до 250 А. Характеристики деяких плазмотронів наведено в табл. 6.30.
/>
6.30. Технічні характеристики плазмотронів для зварюванняТип плазмот — рона Максимальний зварювальний струм. А, полярності Товщина зварювального металу, мм Максимальна витрата, л/год Маса, кг прямої зворотної газів (сумарна) Охолоджучої води ПРС-0201 60 20 0,05—1,5 6,6 2,0 0,1 ПРС-0401 100 40 0,1—2,5 6,6 2,0 0,3 ПРС-0301 315 — 2—6 17 4,0 1,0
Для аргонодугового зварювання застосовується пальникпостійного струму прямої полярності від 4 до 80 А.
Установка УПС-501 дляавтоматичного плазмового зварювання складається з самохідного візка, якийпересувається по напрямній балці, блока газової апаратури, спільного блокакерування, скомпонованого з джерелом живлення типу ВДУ-504-1. До комплектуустановки входять також плазмотрони на 300 та 500 А. Крім робочого режиму,установка дає змогу виконувати різноманітні маніпуляції у налагоджувальномурежимі. Надійне запалювання дуги забезпечується підвищеною витратоюплазмоутворюючого газу при збудженні чергової дуги. Після запалювання основноїдуги витрата газу автоматично знижується до робочої. Регулювання сили струмуздійснюється плавно, починаючи зі 100 А. Для виключення можливості запускуустановки без водяного охолодження служить реле водяного потоку. Рухатися зварювальнадуга може зі швидкістю 5—100 км/год, швидкість регулюється потенціометром зпульта керування та переставлянням шестірень. Рух реверсивний. Передбаченотакож регулювання швидкості та кута подачі дроту й переміщення плазмотрона повертикалі та впоперек шва. Під час налагоджувальних операцій є можливістьрегулювання й контролю витрати плазмоутворюючого та захисного газу, а такожшвидкості переміщення візка й швидкості подачі дроту.
/>3. НАЛАГОДЖУВАННЯ, ЕКСПЛУАТАЦІЯ ТА РЕМОНТ УСТАТКУВАННЯ ДЛЯПЛАЗМОВОГО ЗВАРЮВАННЯ
Після довгочасного простою налагоджування починають зперевірки опору ізоляції по відношенню до корпуса (не нижче, ніж 1,0 МОм дляпервинного контуру і 0,5 МОм — для вторинного) та надійності заземлення.
Рукоятку автоматичного вимикача, що знаходиться на заднійстінці шафи керування (установка УПС-301), переводять у положення«Ввімкнено». Потім вибирають положення перемикача (І або II)діапазонів зварювальних струмів. Кнопкою «Перевірка газу» на лицьовійпанелі переносного блока та за допомогою ротаметрів установлюється потрібнавитрата плазмоутворюючого й захисного газів.
Резистором регулювання струму на панелі переносного пультазадається потрібний струм. Після цього в плазмотрон установлюють електрод закалібром.
Зварювальний цикл установки УПС-301 починається післяввімкнення кнопки «Пуск» на плазмотроні або педальної кнопки, якщоперед цим у пальник подано гарячу воду, а у джерелі живлення працює вентилятор.Натискати на кнопку «Пуск» можна, якщо між виробом і плазмотроном не менш як 50 мм.Після натиску на кнопку «Пуск» починається подача газу і через 3 с з сопла має з'явитисявидима частина чергової дуги. Після підведення плазмотрона до виробу на відстань5—10 мм від зрізу сопла до поверхні виробу (при натисненій на плазмотронікнопці) не пізніше ніж через 3 с має збудитися основна дуга. Якщо з будь-якої причини дуга незбудилася, то через 9 с при натисненій кнопці на ручці плазмотрона цикл запалюванняавтоматично повториться. Зварювання слід проводити при плавному переміщенніпальника. Після закінчення зварки кнопку на плазмотроні відпускають,зварювальний струм при цьому плавно зменшується. Зварювальний шов захищаєтьсявід окислення затримкою пальника на 1—10 с над місцем зварки після обриву дуги. Силазварювального струму контролюється амперметрами на блоці керування силовимитиристорами. Регулювання струму у безперервному режимі роботи та амплітудиімпульсів у імпульсному точковому режимі здійснюється регулятором напереносному блоці. Сила струму паузи в імпульсному й точковому режимахрегулюється регулятором на блоці керування циклом зварювання.
Роботу джерела живлення перевіряють лише під навантаженнямбаластних реостатів типу РБ-300 при вимкненому осциляторі за допомогоюнизьковольтних осцилографів типу С1-4 або С1-9. На початку роботи на установціУПС-501 настроюються потрібні швидкості зварювання та подачі електродногодроту, витрата плазмоутворюючого й захисного газів, час нагріву виробу тазаварювання кратера, сила зварювального струму. Після перемикання тумблера зположення «Налагоджування» у положення «Автоматичнезварювання» регулюється положення плазмотрона відносно виробу вздовж таупоперек стику, відстань від плазмотрона до виробу повинен бути в межах 18—20мм. Закінчивши підготовку, натискують на кнопку «Пуск». Відпускаютьцю кнопку лише після збудження плазмової дуги. Після прогрівання виробувключають механізм руху візка і виконується зварювання. Для закінченнязварювання натискують на кнопку «Заварювання кратера». Пальник прицьому зупиняється, а зварювальний струм падає до нуля. Прилади, розташовані напульті керування, дозволяють контролювати основні параметри режиму зварювання.
Найбільш поширені несправності установки УСП-301 та способиїх усунення наведено в табл. 6.31.
6.31.Несправності установки УСП-301 та способи їх усуненняНесправність Причина Спосіб усунення Випрямляч автоматично вимикається Пробитий один або кілька тиристорів випрямного блока
Вимкнути установку з мережі,
відключити вентилі від трансформатора. Перевірити омметром усі вентилі
При запуску двигуна вентилятор не обертається й не гуде
На виході джерела живлення немає напруги
Вторинну обмотку трансформатора пробито на корпус
Згорів один із запобігачів кола двигуна, обрив у колі однієї з фаз двигуна
Не працює вентилятор або повітря всмоктується не з боку лицьової панелі
Перевірити опір ізоляції джерела живлення. Ліквідувати пробій
Перевірити запобігачі й замінити згорілі. Перевірити цілісність кола Перевірити роботу вентилятора та пускової апаратури. Змінити напрям обертання двигуна, замінивши положення будь-яких двох проводів мережі
При роботі джерело не забезпечує спадаючу зовнішню характеристику
Нестійке зварювання. Знижена напруга неробочого ХОДУ
Пошкоджена система керування тиристорами. Вийшли з ладу тиристори
Обрив кола зворотного зв'язку
Не на всі тиристори подаються імпульси керування
Перевірити наявність імпульсів керування, перевірити тиристори
Перевірити коло зворотного зв'язку
Перевірити наявність імпульсів керування на керуючих електродах тиристорів осцилографом типу СІ-4 та ін. Перевірити імпульси можна й вольтметром постійного струму. Середня напруга імпульсів керування 1—2 В
Не подається аргон у зону зварювання Не працює газовий клапан і джерело живлення. Не горить лампа на передній панелі блока запалювання
Не включається газовий клапан та джерело живлення при справних реле контролю вентиляції та витрати охолоджуючої води Не збуджується чергова дуга
Не працює газовий клапан
Неправильний напрямок руху охолоджуючого повітря, несправне реле контролю вентилятора, недостатнє охолодження пальника, несправність гідравлічного реле системи охолодження Вийшли з ладу елементи електричної схеми керування реле
Не включено мікроперемикач у схемі запалювання
Розібрати й змастити клапан
Поміняти місцями два проводи живлення мережі. Перевірити реле контролю вентиляції. Перевірити тракт охолоджуючої води
Знайти та замінити несправні елементи схем керування реле
Відремонтувати мікроперемикач
Не збуджується чергова дуга
Чергова й основна дуги збуджуються нормально. струм основної дуги не ОЄГУ- люється. Збудник дуги не вмикається. Через 1 с джерело живлення вимикається
Пошкоджено коло живлення сопла
Перегоріли запобігачі Наявність води у газових трактах плазмотрона Не спрацьовує струмове реле Вийшли з ладу елементи електоичної схеми Сдіоди Д24, Д26)
Перевірити цілісність проводів живлення сопла Замінити запобігачі
Продути плазмотрон сухим повітрям
Перевірити роботу реле. Знайти несправність електоичної схеми, замінити діоди /> /> /> />
Ремонт та обслуговування установок плазмового зварювання, зачищення та замінаелектродів мають провадитися при відключених автоматичному вимикачеві, системахпостачання води й газу.
4. РІЗАННЯМЕТАЛІВ І ЇХНІХ СПЛАВІВ
При дуговому різанні металів розплавлювання металу в зоніріза здійснюється теплом електричної дуги, що горить між електродом і металом,що розріжеться. Видалення розплавленого металу із зони різа може відбуватисярізними способами: за рахунок сил ваги, видуванням струменем повітря або газу,за рахунок згоряння металу, чиряку кисню й видування продуктів окислів.
Дугове електричне різання. Це різаннязасноване на виплавленні металу по лінії різа теплотою електричного дуговогорозряду. Дуга збуджується вугільним або сталевим електродом. Розплавлений металстікає по стінках поглиблення, що утвориться, — різа під дією власної маси йнезначного тиску дуги. Якість різа й продуктивність різання низькі. Цей спосібє підсобним процесом при зварочно-монтажних роботах.
Повітряно-дугове різання
Сутність повітряно-дугового різання полягає увьіплавлении металу з лінії різа електричною дугою, що горить між кінцемвугільного електрода й металом, і видаленні розплавленого рідкого металуструменем стисненого повітря. Недоліком цього способу різання є навуглеводженняповерхневого шару металу. Розділове й поверхневе різання використовують длярізання листового й профільного металу, видалення дефектних ділянок зваренихшвів, зняття фасок і оброблення кореня шва зі зворотної сторони (мал. 17.1).Поверхневому різанню піддають більшість чорних і кольорових металів, розділової— вуглеводисті й леговані сталі, чавун, латунь. Однак кольорові метали й чавунпіддаються різанню гірше, ніж стали. Різання виконують за допомогою вугільних,вугільних обміднених і вугільно-графітових електродів діаметром 6—12 мм. Прирозділовому різанні електрод повинен бути втоплений у метал, що розріжеться підкутом
/>
Рис. 1,7.1. Схема процесуповітряно-дугового різання:
1 — електрод, 2 — струміньповітря, 3 — цуги, 4 — різак (праворуч- строжка вузької канавки, ліворуч — широкої канавки)
60-90° до поверхні металу, а при поверхневому різанні — підкутом до 30°. У міру обгорання електрод поступово висувають із губок. Натискатина нього не рекомендується, тому що при нагріванні він стає неміцним і можезламатися. Поверхня різа виходить рівною й гладкою. Ширина канавки різа більшедіаметра електрода.
Апаратура й матеріали. Комплектапаратури для повітряно-дугового різання складається з різака, джерел струму,стисненого повітря й відповідних кабелів і рукавів.
Як електроди використовують вугільні, графітові й графітованіциліндричні стрижні діаметром 6—20 мм або пластинчасті електроди перетином до400 мм2. Довжина електродів — 250—350 мм. Бажано застосовувати обмідненіелектроди, які менше окисляються, чим звичайні графітові електроди.
Різак для повітряно-дугового різання має затискний пристрійдля закріплення електрода й соплову систему для подачі стисненого повітря взону ріжучої дуги. Струм і повітря підводять до різака за допомогоюкомбінованого кабель-шланга. Різаки постачені клапанним повітряно- пусковимпристроєм. Серійно випускаються дві моделі повітряно-дугових різаків: РВДм-315і РВДл-1200 «Раздан». Перший різак розрахований на роботу в монтажних умовах, адругий — у ливарному виробництві. Визначальний параметр різака, з яким зв'язанійого конструкція, маса й продуктивність різкі, — сила струму. Для різакаРвдм-315 вона становить 315 А, а для різака «Раздан» — 1200 А. Технічні данірізаків дані в табл. 17.1.
Повітряно-дугове різання виробляється на постійному абозмінному струмі. Джерелами постійного струму служать зварювальні перетворювачіабо випрямлячі однопостові й багатопостові. При роботі на змінному струмі використовуютьтрансформатори з низькою напругою холостого ходу й твердої вольтамперноюхарактеристикою або потужні джерела змінного струму.
Таблиця 17.1Технічні дані ручних повітряно-дугових резаков Різак Призначення Номінальний струм, А Маса виплавлюваного металу, кг/год Номінальна витрата повітря, м'/год* Діаметр електродів, мм Маса різака, кг Рвдм-315 Монтажні роботи 315 9,5 20 6-10 0,8 Рвдл-1200 «Раздан» Обробка лиття 1200 20,0 30-40 15x25 1,6
* Тиск повітря на вході в різак не більше 0,63МПа.
Різання виробляється при силі змінного струму 1000 А изастосовуються для обробки чавунних виливків.
Повітря подається під тиском 0,4—0,6 МПа від повітряноїмагістралі або від компресора продуктивністю 20—30 муч і більше. Повітряповинен бути чистим, тому обов'язково використання масловологовідділювачів
Техніка й технологія різки. Перед початкомрізання необхідно очистити металевою щіткою оброблювану поверхню металу йпідібрати діаметр електрода залежно від необхідної ширини й глибини канавки.
При включеній напрузі джерела електрод направляють у точкупочатку різа під кутом 30—45° до оброблюваної поверхні, наближають його дозіткнення з металом і збуджують дугу. Одночасно здійснюють подачу повітря.Метал, що розплавляється, викидається під впливом струменя повітря, що випливаєіз сопла різака уздовж електрода. У різультаті на поверхні оброблюваного металуутвориться поглиблення у вигляді канавки. Поступово переміщають електрод уздовжосі, утвориться поглиблення потрібної глибини. Потім переміщають електрод по наміченійлінії, підтримуючи постійної глибину канавки. При необхідності одержанняшироких канавок електроду поряд з осьовою подачею й рухом уздовж різа надаютьпоперечні зворотно-поступальні переміщення.
Ручне розділове різання виконується аналогічним образом, алекут між електродом і оброблюваною поверхнею встановлюють 60—90°. При товщиніметалу, що розріжеться, не менш 20 мм електрод втоплюють у метал, щорозріжеться на всю глибину й рівномірно переміщається з утворенням наскрізногопрорізу.
При різанні металу товщиною більше 20 мм електрод рівномірнопереміщають уздовж лінії різа й одночасно роблять поступально-зворотні рухинагору — долілиць. Періодично електрод висувають так, щоб виліт не перевищував10 мм.
Режими поверхневого повітряно-дугового різання наведені втабл. 17:2, а режими розділового різання — у табл. 17.3.
Таблиця 17.2
Орієнтовні режими поверхневогоповітряно-дугового різання (постійний струм, зворотна полярність) низкоуглеродистой і високолегованої сталіШирина канавки, мм Глибина канавки, мм Діаметр електрода, мм Сила струму, А Швидкість повітряно-дугового різання стали, мм/хв низкоуглеродистой високолеговано ї 1Х18Н9Т
• -' в-в- • 9-
«Д-ю »«И 8 16 66 290 240 300 500 390 610 11 12 13 18 9 8 10 350 420 500 300 500 300 390 640 390 10 410 500 640
Таблиця 17.3
Режимирозділового повітряно-дугового різання низкоуглеродистих сталейТовщина металу, що розріжеться, мм Сила струму, А Тиск повітря, МПа Діаметр електрода, мм Ширина різа, мм 5 25 200-240 370-390 0.6 0,5 48 6 10 25 500-580 0,6 12 14
Найбільша продуктивність досягається при роботі на постійномуструмі зворотної полярності. Кількість виплавлюваного з порожнини різа металупропорційно силі струму.
При повітряно-дуговому різанні повітря можна замінити киснем,що подається на розплавлений метал на деякій відстані від дуги, а вугільнийелектрод — металевим, для чого на звичайний електродотримач кріпиться кільцеванасадка, черіз яку до місця різа подається стиснене повітря.
Киснево-дугове різання
Киснево-дугове різання застосовують для вуглеводистих ілегованих сталей, кольорових металів і чавуну. Від дугового різання цей спосібвідрізняється тим, що на нагрітий до плавлення метал подають струмінь кисню, щоінтенсивно окисляє метал і видаляє з розрізу окисли, що утворяться. Призгорянні металу й струменю кисню утвориться додаткове тепло, що прискорюєпроцес різання. По чистоті обробки киснево-дугове різання не уступає кисневій,а по продуктивності в ряді випадків перевершує її. Різання ведуть трубчастимиметалевими, керамічними й звичайними електродами для ручного зварювання. Длястійкого горіння дуги на трубку наносять покриття. Трубчасті електродивикористовують для різання профільного прокату, пакетного різання й вирізкиотворів у сталевих конструкціях товщиною до 100 мм. Для різання кінецьелектрода при включеному джерелі харчування обпираються на поверхню, щорозріжеться під кутом 80—85° до неї. козирок, що утвориться на кінці електрода,з покриття забезпечує необхідну для різання довжину дуги.
При різанні звичайними електродами з покриттям доелектродотримача для ручного зварювання приєднують спеціальну приставку, задопомогою якої подається струмлячи ріжучого кисню.
Плазмене різання
Сутність процесу полягає у використанні як джерело нагріванняметалу стовпа, що розріжеться, стислої електричної дуги, що обдувається газом.У різультаті обдува внутрішня поверхня стовпа газу, що стикається з дугою,нагрівається й іонізується, тобто розпадається на позитивно й негативнозаряджені частки й перетворюється в потік плазми з високою щільністю енергії йтемпературою порядку 15 000°С.Стисла дуга інтенсивно розплавляє метал, щорозріжеться по лінії різа.
Процес плазмоутворення може вестися по двох схемах:
• плазменною дугою прямої дії, порушуваної між електродом і виробом,що включено в електричне коло;
• плазменним струменем, тобто дугою непрямої дії, порушуваної міждвома електродами, а виріб в електричне коло не включено.
Перша схема більше продуктивна й тому набагато частіше приміняється, чим друга, котра використовується в основному для плазменногонапилювання покриттів. Розділове плазменне різання виробляється на постійномуструмі прямої полярності. Поверхневе плазменне різання застосовується рідко.
З економічної точки зору, різання плазменною дугою доцільнідля обробки вуглеводних і легованих сталей товщиною до 50 мм, міді товщиною до80 мм, алюмінію і його сплавів товщиною до 120 мм, чавуну — до 90 мм.
Плазмоутворрючі гази. Для реалізаціїплазменного різання використовують різні плазмоутворюючі гази: активні (кисень,повітря) і неактивні (аргон, азот, водень і ін.).
Теплофізичні й хіміко-металургійні властивості робочих газівістотно впливають на якість і швидкість різання.
Вибір плазмоутворрючого середовища виробляється залежно відвластивостей і товщини металів, що розріжуться, призначення й умов різання.Так, активні плазмоутворрючі гази (киснезмістовні суміші) застосовуютьсяпереважно для різання чорних металів, а неактивні гази і їхньої суміші — длярізання кольорових металів і їхніх сплавів.
Устаткування.Для плазменного різання, як і для кисневого, використовуютьстаціонарні й переносні машини, а також напівавтоматичні установки для мащинного й ручногорізання.
Стаціонарні машини застосовуються для різання листовогопрокату більших розмірів. Переносні машини й напівавтомати доцільновикористовувати для різання листового прокату прямолінійної й криволінійноїформи із чорних і кольорових металів.
Комплекти апаратури КДП-1 і КДП-2 для ручного плазменногорізання призначаються для різання алюмінію, міді й високолегованих сталейтовщиною до 30—60 мм.
Комплект КДП-1 має різак РДП-1 з водяним охолодженням,призначений для різання алюмінію товщиною до 80 мм, нержавіючої сталі — до 60мм і міді — до 40 мм. Як газ використовуються аргон, азот і водень. КДП-2допускає різання алюмінію товщиною до 50 мм, стали — до 40 мм і міді — до 20мм. Різак цього комплекту РДП-2 має повітряне охолодження й може бутивикористаний на монтажних роботах при будь-яких температурах. КДП-1 і КДП-2варто укомплектовувати на час виконання робіт з різання прийнятнимизварювальними випрямлячами й перетворювачами. При цьому необхідно мати наувазі, що чинними правилами техніки безпеки для ручний плазменной різаннядозволена максимальна величина напруги холостого ходу джерела харчування 180 У.
Для машинного різання застосовують установки марок АПР-402,АПР- 404, УВПР «Київ», Опр-Б і др. Установка АПР-402 може робити різання чорнихі кольорових металів і їхніх сплавів товщиною до 160 мм. Вона призначена длякомплектування стаціонарних машин термічного різання й забезпечує розкрійлистового матеріалу, різання труб і круглого прокату.
Установка УВПР «Київ» призначена для різання металу товщиноюдо 60 мм (по алюмінію). Вона складається із блоку живлення, шафи керування йплазмотрона ВПР-9 з вихровою системою стабілізації дуги. Плазмоутворрючий газ —повітря. Установка використовується для комплектовки машин портального йпортально-консольного типів.
Плазмотрони. Основним ріжучимінструментом при плазменному різанні є плазмотрон. Існує велика розмаїтістьтипів і конструкцій плазмотронів.
Найбільше поширення одержали плазмотрони постійного струму згазовою стабілізацією дуги й зі стрижневими електродами — Катодами, щопереважно не плавляться.
Матеріалом катода при повітряно-дуговому різанні служитьлантанірований вольфрам або цирконій, запресований у мідну вставку.
Стабільність горіння плазменної дуги, як основної, так ічергової, залежить від витрати газу. Ця величина повинна бути оптимальної.
При недостатній витраті (тиску) газу при горінні основноїдуги він весь іонізується в об'ємі каналу сопла. Тому що ні «холодної»діелектричного прошарку плазмоутворюючого газу, то відбувається перекиданняосновної дуги на сопло (ефект подвійного дугоутворення). Це приводить доруйнування сопла й зупинці процесу різання.
При великій витраті газу він не встигає іонізуватисяусередині сопла, плазма не утвориться, дуга гасне.
Для іонізації аргону потрібна напруга до 100 У, азоту —150—160 У, повітря — 300 У. Цим положенням необхідно керуватися при виборіджерела струму. Для плазменного різання краще використовувати джерелапостійного струму із твердою характеристикою. Для різання на азоті можнавикористовувати випрямляч ВПР-401 з напругою холостого ходу 180 У, для різанняна повітрі — ВПР-402М, ВПР-602 з напругою холостого ходу 300 У.
Для різання на аргоні звичайно застосовуються два джерелапостійного струму, з'єднаних за паралельною схемою.
При різанні необхідно підтримувати постійним відстань міжторцем сопла плазмотрона й поверхнею листа, що дозволяється. 'Звичайно цявідстань становить 3—15 мм. Припинення різа здійснюється автоматично розривомдугового стовпа при сході плаз-мотрона з листа.
Швидкість різання задається технологічними режимами, щорекомендуються (табл. 17.4-17.6) — залежно від матеріалу, що розріжеться, йоготовщини й сили струму.
При швидкості різання менше оптимальної різ стає ширше внизу,а при швидкості більше оптимальної — різ звужується. Мінімальна різниця вширині різа між його верхніми й нижніми ділянками досягається при швидкостірізання, близької до оптимального.
Режими різання й склад плазмоутворюючих газів визначаютьсямаркою металу, що розріжеться, вимогами, пропонованими до якості різа, івикористовуваним устаткуванням.
Ручне різання виконується по розмітці або направляючої, амашинне різання — по шаблонах, фотокопірам і програмам контурного керування.
При виборі режиму різання необхідно враховувати, що зізбільшенням сили струму й витрати повітря знижується ресурс роботи електрода йсопла плазмотрона.Необхіднозавжди прагнути до роботи на мінімальному струмі, що забезпечує заданупродуктивність.
Плазменне різання низковуглеводних сталей робитьсяпереважно із застосуванням повітряно-плазменних методів. Цей процесраціональний для ручного різання сталі товщиною до 40 мм і машинного різаннялистів товщиною до 50-60 мм.
Орієнтовні режими машинного різання низковуглеводистої сталіз використанням установки типів «Київ» і АПР наведені в табл. 17.4.
Таблиця 17.4
Орієнтовнірежими воздушно-плазменной різання низкоуглеродистойстали*Сила струму дуги, А Швидкість різання стали (м/хв) при товщині листа, мм 10 20 30 40 50 60 200 1,9 0,9 — — 300 3,1 1,6 0,9 0,5 400 3,7 2,4 1,5 0,7 0,5 0,4
* Діаметр сопла 3,0 мм при різанні стали товщиноюдо 30 мм, 4,0 мм при різанні сталі товщиною більше 30 мм; витрата повітря 6мУч.
Різання високолегованих сталей. Плазменнерізання раціонально використовувати для обробки легованих сталей товщиною менш100 мм. При більшій товщині металу звичайно використовують киснево-флюсоверізання.
Найбільше застосуванняпри машинному різанні корозійно-стійких сталей одержало повітряно-плазменнерізання. Стиснене повітря використовується для різання товщин до 50-60 мм. Дляручного різання цих же товщин може бути використаний чистий азот, а длямашинного різання товщин більше 50-60 мм — суміші азоту з воднем або киснем.Зразкові дані про повітряно-плазменного різання високолегованих сталей наведенів табл. 17.5.
Таблиця 17.5
Зразковірежими воздушно-плазменной машинного різаннякоррозионно-стійких сталейТовщина металу, що розріжеться, мм Діаметр сопла, мм Сила струму, А Витрата повітря, мУч Напруга, В„ Швидкість,, м/хв 5-15 2 250-300 2,4-3,0 140-160 5,5-2,6 16-30 3 250-300 2,4-3,0 160-180 2,2-1,0 31-50 3,-,: л 250-300 2,4-3,0 170-190 1,0-0,3
* Дані наведені для установки«Київ».
Різання алюмінієвих сплавів. Плазменнерізання застосовується для обробки листів з алюмінієвих сплавів товщиною до200 мм. Різання алюмінієвих сплавів товщиною 5—20 мм можна виконувати звикористанням азоту або повітря в якості плазмоутворюючого газу. При обмеженихвимогах по якості й деякому зниженні продуктивності варто застосовувати повітрязамість азоту. При цьому діапазон розріджуваних товщин може бути розширений утри рази.
Різання алюмінієвих сплавів товщиною від 20 до 100 мм доцільновиконувати в азотно-водневих сумішах зі змістом 65— 68 % азоту й 32—35 % водню.У цьому випадку більший зміст водню приводить до насичення поверхні різаводнем.
Орієнтовні режими машинної повітряно-плазменного різанняалюмінієвих сплавів наведені в табл. 17.6.
Таблиця17.6
Орієнтовні режимиповітряно-плазменного різання алюмінієвих сплавів*Струм дуги, А Швидкість різання алюмінію (м/хв) при товщині листа, мм 10 20 зо 40 50 60 70 200 3,0 1,6 0,8 — — — — 300 5,3 2,9 1,8 1,3 0,8 0,6 — 400 11,1 4,0 2,5 1,6 0,9 0.7 0.6
* Дані наведені для установки типу АПР-404.
5. ВПРОВАДЖЕННЯЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧИХ ТЕХНОЛОГІЙ
Без зварювання неможливо собі уявити розвиток техніки,будівництва та промисловості. Успіхи в галузі автоматизації та механізаціїзварювальних робіт дали можливість докорінно змінити технологію будівництва тавиготовлення важливих об'єктів з метою економії затрати матеріалів таелектроенергії.
Зварювання від робітника вимагає засвоєння спеціальних знань.Він повинен освоїти передові методи роботи, прагнути раціоналізувати процесизварювання, проявляти ініціативу й винахідливість, шукати нові шляхи підвищенняпродуктивності праці, поліпшення якості виробів, збільшення випуску продукціїза одиницю часу, економії матеріалів та зниження собівартості зварних виробів.Продуктивність праці зварювальника може бути підвищена завдяки організаційним ітехнічним заходам.
У ряді випадків у використанні зварювання є принципововажливим напрямом автоматизація і механізація процесу. Для газового зварюванняв її сучасному стані цей шлях хоча і можливий, але не знаходить широкоговикористання у зв'язку із заміною газового зварювання іншими процесами вмасовому виробництві, в яких виправдовується використання спеціалізованих автоматів.
При індивідуальних і дрібносерійних роботах використовуванняспеціалізованих автоматів нераціональне, тому слід розглянути шляхи можливогопідвищення продуктивності ручного газового зварювання, що використовуютьсязварювачами-передовиками.
При ручному зварюванні можливе використання великихпотужностей полум'я, чим користуються звичайно. Проте це вимагає високоїкваліфікації зварювачів і приводить до підвищення продуктивності праціприблизно на 20% при збільшенні потужності полум'я близько 50%. Питання про раціональністьвикористання цього методу повинне розв'язуватися в кожному окремому випадку.
Використання жорсткого полум'я (тобто полум'я з підвищенимишвидкостями викиду горючої суміші з пальників) приводить до більшоїконцентрації нагріву і тим самим до збільшення продуктивності зварювання. Прицьому швидкість викиду в універсальних пальниках може бути гранично збільшенана 20—30% від нормальних швидкостей викиду. Зварювання жорстким полум'ям щебільш важке, ніж зварювання полум'ям підвищеної потужності, у зв'язку зпосиленим видуванням металу із зварювальної ванни.
Більш ефективним є використання «активованого» полум'я, тобтополум'я з дещо підвищеною кількістю кисню. При цьому одночасно з підвищеннямефективності прогрівання і розплавлення відбуватиметься і окисленнярозплавленого металу. Для розкислювання рідкого металу необхідно у ваннувводити достатню кількість розкислювачів (при зварюванні вуглецевих сталейзвичне Бі і Мп), які, як правило, вводяться ~ з присадним металом (наприклад,для сталі застосовується присадний дріт із вмістом Б і 0,5—0,8% і Мп 0,8—1%).Добиваючись підвищення продуктивності зварювання, слід враховувати збільшеннявартості присадного металу.
Поширеними формами підвищення продуктивності газовогозварювання є також використовування місцевого або загального попередньогопідігріву перед зварюванням із застосуванням дешевого палива (печі накоксівному газі, сурми і ін.). Ці методи особливо ефективні при масовомувиробництві або зварюванні браку литих — деталей.
Деякі зварювачі при зварюванні дрібних деталей, вмілорозташовуючи їх на зварювальному (поворотному) столі, використовують дляпопереднього підігріву тепло відходів газів полум'я, що підігрівають наступнудеталь при зварюванні попередньої. Це приводить до підвищення продуктивностізварювання на 20-40% без якого-небудь збільшення витрати матеріалів.
Раціональні методи підвищення економічності газовогозварювання повинні вишукуватися у кожному окремому випадку її використання./>
6. ОХОРОНА ПРАЦІ І ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ ПРИПРОВЕДЕННІ ЗВАРЮВАЛЬНИХ І РІЗАЛЬНИХ РОБІТ/> 6.1 Безпека праці при дуговому зварюванні
Основні небезпеки та шкідливості, що призводять до виробничихтравм при зварюванні:
ураження електричним струмом при електрозварювальних роботах;
ураження зору та відкритої поверхні шкіри випромінюваннямелектричної дуги;
отруєння організму шкідливими газами, пилом та випарами, щовиділяються при зварюванні;
травхми від вибухів балонів стиснутого газу, ацетиленовихгенераторів і посудин з-під горючих речовин;
пожежна небезпека та опіки;
механічні травми при заготівельних і складально-зварювальнихопераціях;
небезпека радіаційного враження при контролі зварних з'єднаньрадіаційними методами.
Електробезпека. Враженняелектричним струмом відбувається при дотику до струмоведучих частинелектропроводки та зварювальної апаратури, що застосовується для дуговогоконтактного та променевого видів зварювання. Струми, що проходять через тілолюдини, більші ніж 0,05 А (при частоті 50 Гц), можуть викликати важкі наслідкий навіть смерть (>0,1 А). Опір людського організму залежно від його стану(втомленість, вологість шкіри, стан здоров'я) змінюється в широких межах від1000 до 20 000 Ом. Напруга холостого ходу джерел живлення нормальної дугидосягає 90 В, а обтиснутої дуги — 200 В. Тому при поганому самопочутті зварникачерез нього може пройти струм, близький до граничного, — 0,09 А.
Електробезпека забезпечується:
виконанням вимог електробезпеки електрозварювальногообладнання, надійною ізоляцією, застосуванням захисних огорож, автоблокуванням,заземленням електрообладнання та його елементів, обмеженням напруги холостогоходу джерел живлення (генератори постійного струму до 90 В, трансформатори до75 В). Довжина проводів між мережею живлення і пересувним зварювальнимагрегатом не повинна перевищувати 15 м. При роботі в утруднених умовах або взакритих посудинах зварювальна установка повинна мати блокуючий пристрій дляавтоматичного вимкнення зварювального кола або зниження напруги при обриві дугидо 12 В. При зварюванні на змінному струмі можна використовувати пристрій длязниження вторинної напруги джерела живлення типу БСНТ-4. Корпуси зварювальнихапаратів, каркаси розподільних щитів і шаф необхідно заземлювати міднимпроводом перерізом не менше 6мм2 чи сталевим перерізом не менше 12мм2.Температура нагріву окремих частин зварювального агрегату не повиннаперевищувати 75° С;
індивідуальними засобами захисту (робота в сухому та міцному спецодязіта рукавицях, у черевиках без металевих шпильок та гвіздків);
додержанням умов роботи (припинення роботи під час дощу тасильного снігопаду, коли немає укриття; користування гумовим килимком, гумовимшоломом та калошами при роботі всередині місткості, а також переносною лампоюнапругою не більше 12 В; ремонт електрозварювального обладнання та апаратуриспеціалістами- електриками).
Захист зору та відкритої поверхні шкіри. Електричназварювальна дуга створює три види випромінювання: світлове, ультрафіолетове,інфрачервоне.
Світлові промені засліплюють, бо їх яскравість значноперевищує допустимі норми. Ультрафіолетове випромінювання навіть призахворювання. Особливу увагу слід звертати на концентрацію марганцю, бо йогонаявність в повітрі більше 0,3 мг/'м3 може викликати важкі захворюваннянервової системи.
Найшкідливішим є зварювання покритими електродами, а приавтоматичних методах зварювання кількість шкідливих виділень значно менша.
Основними заходами, спрямованими на захист від отруєнняшкідливими виділеннями при зварюванні та поліпшення умов праці, є: застосуваннямісцевої та загальнообмінної вентиляції; механізація та автоматизаціязварювальних процесів; заміна шкідливих процесів і матеріалів менш шкідливими(наприклад, заміна електродів з кислим покриттям з великим вмістом оксидумарганцю на рутилові);
застосування ізолюючих та захисних пристроїв;
в особливо небезпечних випадках використання індивідуальнихзасобів захисту (респіратори з хімічним шоломом, протигази).
Пожежна безпека. Причинами пожежіпри зварювальних роботах можуть бути іскри та краплі розплавленого металу ташлаку, необережне поводження з полум'ям пальника при наявності горючихматеріалів поблизу робочого місця зварника. Небезпеку пожежі особливо слідвраховувати на будівельно-монтажних майданчиках і при ремонтних роботах унепристосованих для зварювання приміщеннях.
Основні вимоги пожежної безпеки викладено в „Правилахпожежної безпеки при проведенні зварювальних та інших вогневих робіт наоб'єктах народного господарства“. Місця, де виконується зварювання, маютьбути оснащені вогнегасниками, ящиками з піском, лопатами та совками, бочками чивідрами з водою. Дерев'яні конструкції, розташовані ближче 5 м від зварювальнихпостів, обштукатурюють або оббивають листовим азбестом чи листовою сталлю поповсті, змоченій в глинистому розчині. В зоні попадання бризок металу та іскорне має бути займистих предметів. Легкозаймисті та вибухонебезпечні матеріалимають бути на відстані не менш як ЗО м від місця зварювання. Дерев'яні підлоги,настили, помости при потребі захищають від іскор і крапель розплавленого металута шлаку листами азбесту чи заліза. Зварників забезпечують спецодягом, взуттям,рукавицями та головним убором.
Для забезпечення вибухобезпеки зварювальні роботи вмісткостях з-під горючих продуктів виконують лише після їх ретельної очисткивід залишків продуктів і дво-, трикратного промивання гарячим 10 %-ним розчиномлугу з наступним продуванням парою чи повітрям. Газопроводи можна ремонтуватитільки після їх ретельного продування.
Травми (удари, порізи) буваютьпри заготівельних і складально- зварювальних операціях. Такі травмиспричинюються недодержанням техніки безпеки під час роботи на металорізальномуобладнанні при заготівельних операціях, відсутністю пристроїв для транспортуванняі складання важких деталей; несправністю транспортних засобів — візків,ланцюгів, тросів, захоплювачів, недотриманням персоналом основних правил зтакелажних робіт; несправністю інструменту — кувалд, молотків, зубил, ключів іт. ін.
Основними заходами зі зниження травматизму є продумані зточки зору безпеки робіт технологія заготівлі, складання та зварювання,правильне оснащення робочих місць та додержання персоналом основних правил зтехніки безпеки./> 6.2 Вимоги безпеки праці при газозварюванні тарізанні
Основними джерелами небезпеки при газовому зварюванні є:вибухи ацетиленових генераторів від зворотних ударів полум'я, коли неспрацьовує водяний затвор;
вибухи кисневих балонів у момент їх відкривання, якщо наштуцері
балона чи на клапані редуктора є масло;
небезпека пожежі в приміщенні, займання волосся та одягу,опіки зварника при необережному поводженні з пальником;
опіки очей у разі, коли зварники не користуютьсясвітлофільтрами; отруєння шкідливими газами, що накопичилися, коли немаєприпливно-витяжної вентиляції в приміщеннях.
Безпечна робота при газовому зварюванні і різанні можливалише при правильному поводженні з матеріалами, обладнанням та апаратурою згідноз „Правилами техніки безпеки та виробничої санітарії при виробництвіацетилену, кисню та газополуменевій обробці металів“. До виконаннягазозварювальних і газорізальних робіт допускаються робітники не молодше 18років, які пройшли спеціальне навчання з перевіркою знань безпечної роботи.
Забороняється працювати без водяного затвора чи принесправному водяному затворі; не можна до одного водяного затвора приєднуватикілька пальників або різаків.
Потрібно строго додержуватися правил поводження та догляду заацетиленовими генераторами згідно з інструкцією з експлуатації.
Треба бути обережним при роботі з карбідом кальцію: зберігатийого в сухих, добре провітрюваних, вогнестійких приміщеннях; на місці виконанняробіт зберігати карбід кальцію в непошкоджених барабанах із щільно закритоюкришкою; розкривати барабани з карбідом кальцію слід лише спеціальнимінструментом, що запобігає можливості утворення іскор; треба захищати барабанивід поштовхів і ударів.
Слід захищати кисневі балони від поштовхів і ударів притранспортуванні та зберіганні. Для забезпечення вибухобезпеки транспортуватибалони дозволяється на ресорних транспортних засобах, спеціальних ручних візкахі носилках, у спеціальних контейнерах. Балони слід надійно кріпити увертикальному положенні на значній відстані від нагрівальних приладів, узахищеному від дії сонячних променів місці. Сумісне зберігання балонів згорючими газами та киснем не допускається.
Експлуатація брудних, із вм'ятинами та подряпинами,несвоєчасно випробуваних балонів не допускається. Особливо слід звертати увагуна відсутність масла чи бруду на штуцері вентиля кисневих балонів.
Під час газополуменевої обробки зварники повинні працювати вспецодязі, рукавицях і захисних окулярах із стеклами Г-1, Г-2, Г-3, а допоміжніробітники — в окулярах із стеклами В-1, В-2, В-3. Зі збільшенням потужностіполум'я треба застосовувати скло з більшим номером, якнайтемніше.
При виконанні газополуменевих робіт всередині відсіків, ям тарезервуарів, де можливі накопичення шкідливих газів, мають працювати переносніприпливно-витяжні вентилятори.
До виконання робіт з рідким пальним можуть допускатися лишеспеціально навчені робітники, що мають відповідні посвідчення. Застосуваннярідкого пального на стапельних роботах і в закритих приміщеннях (котли,цистерни та ін.) забороняється. Неприпустиме застосування етилованого бензинута бензину з великим октановим числом. При роботі на рідкому пальному можнакористуватися лише бензомаслостійкими шлангами згідно з ГОСТ 9356-75 ізвнутрішнім діаметром 6 мм та довжиною не менше 5 м./> 6.3 Надання першої медичної допомоги при нещаснихвипадках
У всіх нещасних випадках перш за все треба викликати швидкудопомогу, після чого негайно приступити до подавання допомоги власноручно.
Допомога неспеціалістів у галузі медицини обмежуєтьсязупинкою кровотечі, перев'язкою рани чи опіку, штучним диханням, накладаннямнерухомої пов'язки при переломі, переносом і перевезенням потерпілого. Ваптечці першої допомоги на ділянці чи в бригаді мають бути: розчин йодуспиртовий, бинти, вата, розчин борної кислоти, цинкові краплі, піпетки дляочей, нашатирний спирт, сода, марганцевокислий калій, ефірно- валеріановікраплі, складні фанерні шини, подушка з киснем або карбогеном.
При враженні електричним струмом треба звільнити потерпілоговід електропроводів (з додержанням техніки безпеки), забезпечити доступ свіжогоповітря, при втраті свідомості негайно викликати швидку медичну допомогу, а доприбуття лікаря робити штучне дихання.
При електроофтальмії на очі необхідно покласти вату, змоченув холодній воді, а краще в слабому розчині питної соди чи в 2 %-ному розчиніборної кислоти, а потерпілого бажано перевести в темне приміщення.
При загорянні на людині одягу треба накинути на неї будь-якуріч — брезент, мішок, ковдру і притиснути до тіла, а при наявності води — облити її водою. Якщо людина знепритомніла, треба винести її на свіже повітря.При тяжких опіках обережно зняти одяг і взуття (краще розрізати їх), обпаленемісце змазати, покрити стерильним матеріалом, накласти вату і перев'язати.Опіки хімічними речовинами змочують водою протягом 10-15 хв. При опікахкислотою роблять примочки з содового розчину, лугом — з розчину борної кислотичи слабкого розчину оцту.
При отруєнні газами треба перш за все винести потерпілого насвіже повітря, розстібнути одяг. Дати понюхати нашатирний спирт, розтертишкіру, зігріти, коли холодно, зробити штучне дихання, дати подихати киснем(особливо при отруєнні СО).
У разі перегріву при роботі влітку на відкритому повітрі(тепловий удар) потерпілого слід перенести в прохолодне місце, зняти одяг,змочити голову і ділянку серця холодною водою, дати понюхати нашатирний спирт.При зупинці дихання зробити штучне дихання; коли потерпілий опритомніє, датийому випити води із сіллю.
ВИСНОВКИ
Значення зварювального виробництва в машинобудуванні дужевелике — зараз важко назвати народного господарства, де не використовувався бтой чи інший вид зварювання.
Із застосуванням зварювання стало можливим створення такихконструкцій і апаратів, які практично неможливо було виготовити іншимиспособами. Зварювання внесло докорінні зміни в конструкцію і технологіювиготовлення багатьох виробів.
Зварювання значно знижує трудомісткість, оскільки потребуєменшого об'єму робіт, ніж при клепанні або литті. Виключаються такі роботи, якрозмітка, свердління отворів, складна формовка та ін. Особливо відчутнезниження трудомісткості при виготовленні крупно габаритних виробів: при замінілитих корпусів і станин зварнолитими, а штампованих виробів складної формиштампозварювальними знижує вартість виготовлення багатьох виробів.
Сучасний агропромисловий комплекс насичений складноютехнікою, його механо- і енергооснащеність постійно підвищуються. Підтримкатехніки в справному стані являє собою важливе завдання, у рішенні якоїзварювання займає провідне місце серед інших технологічних процесів.
/>ЛІТЕРАТУРА
1. Сапиро Л.С. Справочник сварщика: пособие для сварщиков, мастеров,технологов. М.: Машиностроение, 1984.
2. ШебекоЛ.П. Производственное обучение электросварщиков. М.: Машиностроение, 1990.
3. НикифоровН.И. Справочник молодого газосварщика и электросварщика. М.: Высшая школа, 1987.
4. Руге Ю. Техника сварки.М.: Машиностроение, 1989.
5. Геворкян В.Г. Основысварочного дела. М.: Высшая школа, 1991.
6. Биховський О.Г., Піньковський I.В. Довідникзварника. К.:Техніка,2002.
7. Шинкарев Б.Н. Электро- и газосварочные работы.М.: Металлургия, 1986.
8. КигаевА.М., Китаев Я.Н. Справочная книга сварщика. М.: Машиностроение, 1982.