Полуавтоматическая сварка втулки (25Х3МВФ)
Содержание
Полуавтоматическая сварка втулки (25Х3МВФ)
1. Перспективы развития полуавтоматической сварки
2. Организация рабочего места сварщика
3. Характеристика свариваемой стали
4. Выбор и характеристика сварочных материалов
5. Сборка детали под сварку
6. Выбор режима, оборудования для сварки и сварка изделия
7. Дефекты сварных
швов и способы их
8. Контроль качества сварных швов
9. Расходные материалы для полуавтоматической сварки
10. Охрана труда и пожарная безопасность
1. Перспективы развития полуавтоматической сварки
История развития полуавтоматической сварки
Развитие полуавтоматической сварки
происходило в несколько этапов
по мере появления новых разработок
в области сварочных
Развитие получают и использующиеся в полуавтоматической сварке защитные газы. Первым из них был (используется и в настоящее время) углекислый газ. В настоящее время в качестве защитного газа используются двух- и трехкомпонентные газы.
Метод полуавтоматической сварки позволяет качественно и быстро сваривать изделия из большого спектра металлов и их сплавов в различных отраслях промышленности от пищевой до космической.
Первоначально шланговые полуавтоматы предназначались для сварки открытой дугой голой электродной проволокой диаметром 4-5 мм. Работа велась на малых сварочных токах. Вследствие значительного диаметра проволоки шланг был тяжелым, недостаточно гибким, неудобным в работе. Малые токи не позво-ляли значительно повысить производительность сварки по сравнению с ручной сваркой, поэтому шланговые полуавтоматы, хотя и были известны, не находили применения.
Созданию практически пригодного шлангового полуавтомата способствовал переход к способу сварки под флюсом электродной проволокой малых диаметров, не превышающих 2-2,5 мм. Применение флюса позволило увеличить сварочный ток, что улучшило устойчивость дуги и резко повысило производительность сварки. С уменьшением диаметра проволоки снизился вес шланга и увеличилась его гибкость. Схема установки для шланговой полуавтоматической сварки типа ПШ-5, разработанной в Институте электросварки им. Е. О. Патона, показана на рисунке выше.
Электродная проволока диаметром 1,6-2 мм, смотанная в бухту, находящуюся в коробке или кассете 1, проталкивается подающим механизмом 2 через гибкий шланг 3 в держатель 4, находящийся в руке сварщика. Сварочный ток подводится к держателю через гибкий шланг от сварочного трансформатора 5 с дроссельной катушкой. Включающая аппаратура и электроизмерительные приборы смонтированы в аппаратном ящике 6.
Подающий механизм работает по принципу постоянной скорости подачи электродной проволоки.
Подача производится асинхронным электродвигателем переменного трехфазного тока мощностью 0,1 кет через червячную и две цилиндрические пары зубчатых колес. Скорость подачи проволоки изменяется перестановкой зубчатых колес в пределах 80-600 м/ч. Через гибкий шланг сварочный ток подводится к держателю и электродная проволока подается в зону дуги.
Для пропуска электродной проволоки внутри специального гибкого шланга находится гибкая стальная проволочная спираль, отделенная от токоведущей части шланга сдоем изоляции. Поверх спирали расположены гибкие медные провода, по которым поступает сварочный ток. В провода заложены два изолированных проводника для цепи управления. Токоведущая часть защищена хлопчатобумажной оплеткой и прочной резиновой изоляцией 6. Нормальная длина шланга 3,5 м. Шланг заканчивается держателем-наконечником. На держателе смонтирована воронка-бункер для флюса и кнопка для включения механизма полуавтомата и сварочного тока. Электродная проволока, пройдя гибкий шланг, поступает в наконечник и направляется в зону дуги.
Сварочный ток по проводникам гибкого шланга поступает в держатель и по трущемуся о металл мундштука концу электродной проволоки направляется в зону дуги. Универсальный держатель ДШ-5 к шланговому полуавтомату (рис.) состоит из изолированного от других частей криволинейного трубчатого мундштука 1, воронки для флюса 2 с заслонкой 3 и ручки 4, внутри которой смонтированы пусковая кнопка и присоединение шланга к держателю. Опорный костыль 5 или специальная насадка фиксируют расстояниемежду мундштуком и изделием и позволяют копировать конфигурацию шва. Существует целый набор специальных держателей к полуавтомату для сварки в труднодоступных местах, обварки труб и фланцев и пр. Флюс для сварки засыпается вручную в воронку держателя.
Сварка полуавтоматом нормально производится на переменном токе, но иногда и на постоянном токе, например при работе в полевых условиях, при сварке тонкого металла и т. п. Полуавтомат рассчитан на проволоку диаметром 2 мм, ток 200-650 а и скорость сварки (перемещение дуги по шву) 15-40 м/ч. Может применяться проволока диаметром 1,6 мм при токах 150-450 а и проволока диаметром 1,2 мм при токах 100-170 А. Несмотря на сравнительно малые сварочные токи, при шланговой полуавтоматической сварке получается глубокое расплавление основного металла (до 10- 12 мм), что обеспечивает возможность сварки металла не только малых, но и больших толщин. Значительная глубина расплавления объясняется большой плотностью тока.
Шланговые полуавтоматы часто оказываются выгоднее автоматической и ручной сварки. Они пригодны для сварки металла толщиной от 2-3 мм до самых больших толщин, встречающихся на практике, для сварки всех видов стыковых швов - одно- и двусторонних, со скосом и без скоса кромок, угловых швов в тавровом и нахлесточном соединениях, а также и прорезных швов. Шланговыми полуавтоматами можно выполнять не только сплошные, но и прерывистые швы; они успешно применяются как в заводских, так и в полевых условиях на открытом воздухе, например при сварке стыков трубопроводов, при сооружении строительных металлоконструкций, каркасов высотных зданий и т. д.
Различие между автоматами и шланговыми полуавтоматами довольно условно. Установив неподвижно держатель полуавтомата и перемещая под ним изделие прямолинейно или вращая его, получают дуговой автомат. Существуют шланговые автоматы; в них проволока из шланга поступает не в ручной держатель, а в компактную самоходную сварочную головку, перемещающуюся по линии сварки.
Перспективы развития полуавтоматической сварки
По мнению специалистов, перспективы украинского рынка сварочного оборудования и материалов выглядят весьма заманчиво – к 2013 г. его емкость должна удвоится. На отечественном рынке представлен широкий ассортимент традиционного электросварочного оборудования: трансформаторы, выпрямители, полуавтоматы, установки для аргонодуговой сварки, сварочные агрегаты. Есть и оборудование, которое представляет собой современный вид электросварочной техники на базе высокочастотных преобразователей, – инверторы. Преимущества традиционного и инверторного оборудования объединяют чопперы – они состоят из классического трансформаторного преобразователя, основного силового узла и электронных модулей (инверторов) европейских производителей.
Самые простые из представленных образцов – классические трансформаторы, вырабатывающие переменный ток и предназначенные для ручной дуговой сварки. Мощные трансформаторы представляют собой громоздкие и тяжелые аппараты, масса которых порой превышает 100 кг. Специалисты оценивают их как надежные, но с посредственными динамическими характеристиками аппараты. Более компактные трансформаторы рассчитаны на меньшую мощность.
Для тех же видов работ
(но с более высокой степенью ответственности),
что и трансформаторы, используются
выпрямители. Инверторы отличаются
от традиционных выпрямителей и трансформаторов
большей компактностью и
Разбрызгивания металла при сварке становится меньше. Соответственно улучшается качество соединения. Инвертор незаменим, если напряжение в сети нестабильно или его вообще нет.
В настоящее время
в Украине выпускаются
Из сварочного оборудования зарубежного производства в Украине представлена продукция ТМ Polysoude (Франция), Elektra Beckum, Abicor Binzl (Германия), «Эсаб», «ИТС» (Россия), Lincoln Electric-Bester, ASPA (Польша) и др.
Электродные материалы
При электрической сварке плавлением применяют следующие сварочные материалы: сварочная проволока, неплавящиеся и плавящиеся электродные стержни, покрытые электроды. Стальная сварочная проволока, предназначенная для сварки и наплавки классифицируется по группам и маркам стали на низкоуглеродистую, легированную и высоколегированную. Сварочную проволоку выпускают в мотках (бухтах). Ее выправляют и нарезают на части требуемой длины.
По данным операторов
рынка, не менее 90% внутреннего спроса
на покрытые флюсом плавкие электроды
обеспечивается продукцией отечественного
производства. В сегменте электродной
проволок доля импортной продукции
значительно выше – до 40%. Сварочные
материалы в Украине производят Артемовский
машиностроительный завод «Вистек», ООО
ПИИ «Бинцель Украина ГмбХ», ООО ПНФ «Галэлектросервис»,
ОАО «Днепропетровский экспериментально-
Патона, ЗАО «Сварочные металлы», ООО «Технолазер» НПФ «Элна», ЗАО «Электрод» и др.
Рыночная ситуация
По информации консалтинговой компании Frost & Sullivan (Лондон), в Украине рост направленных на экспорт отраслей промышленности и моральный износ существующего оснащения увеличивают спрос на современное сварочное оборудование и материалы. Благодаря этим факторам украинский рынок сварочного оборудования и материалов вырастет с $184,9 млн в 2011 г. до $310,8 млн в 2013 г., считают эксперты Frost & Sullivan. Развитие экспортных отраслей промышленности, в свою очередь, рождает внутренний спрос на продукцию, при производстве которой также используется сложное сварочное оборудование и материалы (в том числе и строительство). И хотя немало производителей все еще работают с устаревшими сварочными аппаратами, многие предприятия начинают инвестировать средства в высококачественное и современное оборудование. В России цикл его замены уже начался, а в Украине его начало ожидается в 2009-20014 гг.
Определяющим фактором при выборе сварочного оборудования и расходных материалов отечественными потребителями продолжает оставаться их стоимость. Более низкие цены на продукцию украинских и российских производителей определяют их доминирование на внутреннем рынке.
Хотя отечественные
производители делают ставку не только
на низкую стоимость своей продукции.
В частности, для повышения
Украинский рынок достаточно активно пополняется новыми разработками в области сварочного оборудования и материалов. В частности, в конце 2008 г. компания Abicor Binzl представила новое поколение сварочных горелок серии «MB GRIP» с диапазоном сварки от 180 до 320 А воздушного охлаждения и 300-500 А жидкого охлаждения. Данная серия дополнила хорошо зарекомендовавшие себя на украинском рынке серии RF и ABIMIG. В свою очередь, сварочные горелки «MB GRIP» заменили предыдущее поколение «MB ERGO», как подверженное наиболее массивному копированию со стороны азиатских производителей. Появился также идеальный ручной инструмент для дома, дачи, гаража и малых производств (3,6 кг) – плазменный аппарат Плазар АП022 для резки, сварки, пайки и термической обработки, работающий на воде.
В конце прошлого года Abicor Binzl вывела на украинский рынок и новые материалы для сварки – омедненные угольные электроды серии ABIARC для строжки канавок и удаления дефектов. Отечественные производители сварочного оборудования ведут активную работу по освоению новых рынков сбыта и поиску потенциальных клиентов как в регионах Украины, так и за рубежом. Так, «Фирма СЭЛМА» планомерно увеличивает экспорт продукции. Реализация сварочного оборудования, производимого этим предприятием, за пределы Украины составляет более 70% от общего объема. Основными зарубежными партнерами «СЭЛМы» являются компании в странах СНГ, Швеции, Сингапуре, Иордании, Сирии, ОАЭ, Вьетнаме и др.
Кроме увеличения объемов продаж, широкая сеть региональных представительств позволяет производителям не на словах, а на деле сопровождать свою продукцию сервисным обслуживанием на местах как в течение гарантийного срока, так и на весь период эксплуатации.
Среди крупнейших компаний, предлагающих на отечественном рынке сварочное оборудования и материалов, стоит выделить: ООО «Донтехмет», ООО «Контакт СВ», МЧП НПФ «Корба», СП «Торговый Дом Сварка», ВГП «Экотехнология», ООО «Экопроминвест» и др.
Структура рынка
Структура украинского рынка сварочной техники вполне соответствует мировой – по объемам продаж (в денежном выражении) сварочные материалы более чем в два раза превосходят оборудование (70% и 30% соответственно).
Специалисты делят представленное
на отечественном рынке сварочное
- DIY-класс (или hobby-класс)
– включает модели для
- Полупрофессиональное
и профессиональное
- Многофункциональные
установки с программным
Для работы на них не надо выставлять все параметры режима сварки (ток, напряжение, скорость подачи проволоки, импульс, его частоту). Это делает встроенный компьютер. Сварщику достаточно выбрать лишь номер программы. Ее параметры компьютер подберет автоматически. В нестандартных ситуациях параметры можно выставлять самостоятельно. Мультисистемы удобны тем, что могут сваривать все виды материалов, избавляют от необходимости использования многочисленного сварочного оборудования. Для автоматизации процесса источники могут подключаться к персональному компьютеру.
Лидирующие позиции на украинском рынке в настоящее время занимает наиболее дешевое оборудование, предназначенное для бытового использования. За ним идет полупрофессиональное и профессиональное оборудование. А высокотехнологическое оборудование с программным управлением пока пользуется наименьшим спросом.
Особенности сбыта
Реализация сварочного
оборудования и материалов конечному
потребителю может
По мнению операторов, в продвижении сварочного оборудования на украинском рынке наиболее эффективны ценовые скидки, предоставление дополнительного сервиса и гарантий на продукцию. Дополнительный сервис может представлять собой испытания оборудования на его рабочей площадке, постгарантийное обслуживание, консультации по сварочным технологиям и т.д. Как правило, крупные производители предлагают гибкую систему скидок для оптовых и постоянных покупателей. Для действующих и потенциальных партнеров предусматривается особая ценовая политика, создающая условия для долгосрочного и взаимовыгодного сотрудничества. В результате стоимость сварочного оборудования и материалов, реализуемых дилером, может не превышать их заводскую цену. Столь заманчивые условия позволили крупным предприятиям сформировать широкую дилерскую сеть во всех регионах Украины.
Продажа сварочного оборудования осуществляется по 100% предоплате. На этом рынке продажи в кредит или на условиях лизинга не прижились.
Перспективы рынка
Операторы рынка сварочного оборудования и материалов отмечают его активное развитие – к 2013 г. его емкость должна перевалить отметку в $310 млн. Отечественным производителям оптимизма добавляет и рост спроса на внешних рынках (в частности, в России). Серьезное влияние на его развитие окажет внедрение новых технологий. В частности, Институтом электросварки им. Е.О.Патона (Киев) разработаны новые технологии – сварка взрывом и высокоскоростным ударом.
2. Организация рабочего места сварщика
Рис. 1 Рабочее место сварщика
Места проведения сварочных работ разделяют на постоянные и временные. Постоянные (стационарные) места предназначены для работ, которые выполняются в специально оборудованных цехах, мастерских и т.д. Устанавливают сварочный аппарат в защищенном от атмосферных воздействий, стол сварщика, манипулятор, вытяжку и т.д. в хорошо проветриваемом помещении площадью не менее 3 м2. Лучше всего, если пол бетонный, а стены помещения не должны отражать сварочные блики, что может представлять опасность для глаз. Рабочее место сварщика должно располагаться в специальной кабине.
Постоянным рабочее место закрепленное за рабочим или бригадой рабочих, оснащенной в соответствии с требованиями определенного технологического процесса оборудованием, инструментом, приспособлениями и т. д.
При обслуживании
рабочего места необходимо
- своевременность получения сменных заданий, нарядов, чертежей;
- поддержание оборудования в работоспособном состоянии;
- своевременность и способы доставки на рабочее место материалов, за готовок, электродов и т. п.;
- контроль качества изготовляемой на рабочем месте продукции;
- поддержание на рабочем месте надлежащего порядка.
Электросварщик обязан
выполнять Работы на
В цехах, где имеется небольшое количество сварочных постов по сварке малых и средних изделий, Работы электросварщик обязан производить в кабинах с открытым верхом с высотой стенок кабины не менее 2 м, зазором между полом и стенками кабины не менее 50 мм, при сварке с использованием защитных газов – не менее 300 мм. Этот зазор должен быть огражден сеткой из негорючего материала с размером ячеек не более 1х1мм.
Электросварщик обязан
учитывать, что в процессе
Электросварщики
- электросварщики ручной дуговой сварки – костюм брезентовый, перчатки диэлектрические (дежурные), щиток защитный (маску), ботинки кожаные, рукавицы брезентовые;
- электросварщики
Для удаления сварочной
пыли и газов должна
При временном или аварийном отключении от общей вентиляции или местных отсосов при сварке, наплавке в помещениях и на открытых площадках, где концентрация газов не превышает предельно допустимые нормативные нормы, а запыленность воздуха высокая, для защиты органов дыхания применять противопылевые респираторы ШБ-1 "Лепесток" или "Астра-2".
Рабочие кабины.
Для защиты рабочих от излучения дуги в постоянных местах сварки устанавливают для каждого сварщика отдельную кабину размером 2X2,5 м. Стенки кабины могут быть сделаны из тонкого железа, фанеры, брезента. Фанера и брезент должны быть пропитаны огнестойким составом, например раствором алюмокалиевых квасцов. Каркас кабины изготовляют из трубы или из угловой стали. Пол в кабине должен быть из огнестойкого материала (кирпич, бетон, цемент). Стенки окрашивают в светло-серый цвет красками, хорошо поглощающими ультрафиолетовые лучи (цинковые или титановые белила, желтый крон). Освещенность кабины должна быть не менее 80—100 лк. Кабину оборудуют местной вентиляцией с воздухообменом 40 м3/ч на каждого рабочего. Вентиляционный отсос должен располагаться так, чтобы газы, выделяющиеся при сварке, проходили мимо сварщика.
Сварку деталей
производят на рабочем столе.
Крышку стола изготовляют из
чугуна толщиной 20—25 мм. Сварочный
пост оснащен генератором,
Шлемы (маски) применяют для защиты лица сварщика от вредного действия лучей сварочной дуги и брызг расплавленного металла. Их изготовляют по ГОСТ 1361 из фибры черного матового цвета или специально обработанной фанеры. Щитки и шлемы должны иметь массу не более 0,6 кг. В щиток или шлем вставляют специальный светофильтр, удерживаемый рамкой размером 120 x 60 мм.
Нельзя пользоваться случайными цветными стеклами, так как они не могут надежно защищать глаза от невидимых лучей сварочной дуги, вызывающих хроническое заболевание глаз.
Защитные светофильтры
имеют различную плотность.
Электрододержатели должны допускать возможность захвата электрода не менее чем в двух положениях: перпендикулярно и под углом не менее 115° коси электрододержателя. Конструкция электрододержателя должна обеспечить время на смену электрода не более 4 с. Токове-дущие части электрододержателей должны быть надежно изолированы от случайного соприкосновения со свариваемым изделием или руками сварщика. Сопротивление изоляции должно быть 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 должно быть более 55° С. Поперечное сече¬ние рукоятки на длине, охватываемой ладонью сварщика, должно вписываться в круг диаметром не более 40 мм.
Электрододержатели должны обладать достаточной механической прочностью.
Дополнительный инструмент сварщика.
Для присоединения провода к изделию применяют винтовые зажимы типа струбцин, в которые конец провода впаивают твердым припоем. Зажимы должны обеспечивать плотный контакт со свариваемым изделием.
Для зачистки швов и удаления шлака применяют проволочные шетки — ручные и с электроприводом.
Для клеймения швов, вырубки дефектных мест, удаления брызг и шлака служат клейма, зубила* молотки.
Для хранения электродов
при сварке на монтаже
Электросварщик должен
быть снабжен комплектом вспо¬
- пневмошлифмашинка;
- молоток с заостренным концом для отбивания шлака;
- стальные щетки (
широкая и узкая) для очистки
свариваемых кромок и
- слесарный молоток по ГОСТ 2310-77 и зубило длинной не менее 150 мм по ГОСТ 7211 для вырубки мелких дефектов;
- набор шаблонов для промера размеров швов;
- персональное клеймо для клеймения швов.
Электросварщик при выполнении автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом должен быть снабжен комплектом вспомогательных инструментов, в который входят :
- набор гаечных ключей по ГОСТ 2838;
- отвертка (ГОСТ 10754) ;
- напильник (ГОСТ 1465);
- плоскогубцы комбинированные по ГОСТ 5547-75; - молоток № 8 по ГОСТ 2310;
- зубило длиной не менее 150 мм или пневмозубило;
- тара для флюса;
- совок;
- пневмошлифмашинка с зачистными кругами по ГОСТ 21963;
- персональное клеймо для клеймения швов.
Сварочные провода служат для подвода тока от сварочной машины или трансформатора к электроде держателю и свариваемому изделию. Э1ектрододержатели снабжают гибким изолированным проводом ПРГ (провод резиновый гибкий) или ПРГН (провод резиновый гибкий нейритовый), сплетенным из большого количества медных, отожженных и пролуженных проволочек диаметром 0,18—0,2 мм.
Подготовка рабочего места сварщика.
- убрать все лишние
предметы с рабочего места,
не загромождая при этом
- убедиться в исправности
сварочного оборудования и
- расположить сварочные
провода таким образом, чтобы
они не подвергались