Практические

ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПОСТА ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

1. Цель работы

Цель работы заключается в изучении вспомогательного оборудования, применяемого при ручной дуговой сварке.

2. Теоретический материал

Для выполнения ручной дуговой сварки в цехах оборудуют сварочные посты.

Специально оборудованное рабочее место для сварки называют сварочным постом. Сварочные посты могут быть стационарными и передвижными.

Стационарные сварочные посты (рисунок 1) размеща­ют в цехах’ для изготовления сварных конструкций. К посту подают собранную под сварку конструкцию, при выполнении швов сварщик передвигается, а источник питания током и пусковая аппаратура остаются непо­движными.

Рисунок 1 — Стационарный сварочный пост для ручной дуговой сварки:          1 — источник сварочного тока; 2 – сварочный стол; 3 — ящик для инстру­мента; 4 — рубильник; 5,6 — вытяжная камера; 7 — электрододержатель; 8 -стул сварщика: 9 — сварочные провода

Передвижения сварщика обусловлены длиной сварочного кабеля — не более 30-40 м; при большей длине падает напряженние в сварочной цепи, что затруд­няет процесс сварки.

При сварке небольших конструкций сварочный пост оборудуют в кабине размерами в плане примерно 2 х 2 м и высотой не менее 2 м. Стенки кабины могут быть изготовлены из негорючих и неэлектропроводящих материалов, например из асбестовых листов. При ис­пользовании фанеры и брезента их пропитывают огнестойким составом, например раствором алюмокалиевых квасцов. Стены окрашивают в светло-серый цвет красками, хорошо поглощающими ультрафиолетовые лучи (цинковые или титановые белила, желтый крон и др.). Освещенность кабины должна быть не менее     80 лк.  Кабину оборудуют местной вентиляцией с воздухооб­меном 40 м3/ч на каждого рабочего. Вход в кабину закры­вают брезентовыми шторами с огнестойкой пропиткой. Между стенками и полом должен быть зазор не менее 50 мм для вентиляции.

Для включе­ния источника сварочного тока в кабине имеется рубиль­ник или магнитный пускатель.

Каркас кабины изготовляют из стальной трубы или уголка. Пол в кабине должен быть выложен из огнестойкого материала (кирпича, бетона, цемента).

Детали сваривают на рабочем столе высотой 0,5-0,7 м. Крышку стола изготовляют из чугуна толщиной 20-25 мм. В ряде случаев на столе устанавливают различные приспособления для сборки и сварки изде­лий. Если выполняются однотипные работы, то стол заменяют мани­пулятором, на котором изделие собирают и сваривают в удобном для сварщика положении. Сварочный пост оснащен генератором, выпря­мителем или сварочным трансформатором.

Сварочный аппарат и пусковая аппаратура расположе­ны обычно в кабине, однако они могут быть вынесены и за ее пределы. В этом случае сварочные аппараты устанавли­вают на расстоянии не более 15м от кабины или места сварки в свободных промежутках между колоннами цеха.

Питание сварочным током может быть централизован­ным. В цехе устраивают машинный зал, оснащенный мощными сварочными аппаратами, от которых проводят медные шины вдоль колонн для подачи тока к 15-30 пос­там. Посты оборудуют распределительной пусковой аппа­ратурой, подсоединяемой к шине, и балластным реостатом для регулирования сварочного тока.

В кабине устанавливают металлический сварочный стол высотой 0,5-0,6 м для работы, сидя или высотой 0,9-1,1 м для работы стоя. Вместо стола можно использовать манипулятор, кантователь или другое механическое обору­дование, облегчающее поворот изделия при сварке швов. При работе применяют стул с подвижным сиденьем. Каби­на должна быть снабжена вентиляцией и консольным краном для подачи изделий.

Все участки, где производятся сварочные работы в ста­ционарных или монтажных условиях, должны хорошо освещаться дневным или искусственным светом.

2.1  Оборудование сварочного поста

Основным оборудованием сварочного поста являют­ся источник питания, балластный реостат, ограничитель напряжения холостого хода источника питания, пусковая аппаратура, рабочий стол сварщика, сварочный кабель, электрододержатель, приспособления для сборки и сварки.

Наиболее распространенными источниками питания для ручной дуговой сварки являются сварочные транс­форматоры. Обычно применяют трансформаторы типов ТД и ТДМ. Для сложных и ответственных сварочных ра­бот посты укомплектовывают источниками питания посто­янного тока — преобразователями ПД-502 или ПСО, а так­же однопостовыми выпрямителями ВД-401, ВД-501, ВДУ 504 и др.

В цехе или при сварке крупных металлоемких кон­струкций используются многопостовые источники пита­ния — преобразователь ПСМ-1001, выпрямитель ВДМ-1001 и др. В этом случае пост оборудуют балластными реостата­ми РБ-300 или РБ-500, которые подсоединяют к свароч­ному проводу (или шине), и  многопостовому ис­точнику питания сварочной дуги.

Балластный реостат формирует падающую характе­ристику источника питания и обеспечивает ступенчатое регулирование сварочного тока.

Ограничитель напряжения холостого хода источника питания снижает напряжение холостого хода сварочных трансформаторов до 12 В за время не более 1 секунды  после пре­кращения горения дуги. Он применяется при ручной дуго­вой сварке на открытом воздухе, в особо опасных помеще­ниях, внутри металлических резервуаров, в траншеях, при сварке в неудобной позе или лежа.

Включение однопостового источника питания в сило­вую электрическую сеть осуществляется с помощью пус­ковой и защитной электроаппаратуры, рассчитанной на напряжение до 1000 В. Это рубильники закрытого типа и плавкие предохранители или автоматические выключате­ли. Применяют также контакторы (аппараты дистанци­онного управления сварочным током) и кнопки управле­ния для включения и выключения контакторов.

В случае массовой сборки и сварки деталей в кабине устанавливают поворотный стол с пере­городкой посередине, а также дополнительный стул для сборщика. В то время как на одной половине стола свар­щик производит сварку, на другой — сборщик собирает де­тали под сварку. При сварке деталей с кольцевыми швами или сложной конфигурации в кабине устанавливают кан­тователь или манипулятор.

Вентиляция кабины осуществляется местным газоотсо­сом. Эффективность местного отсоса вредных газов и аэрозолей из зоны дыхания сварщика определяется правильным выбором вен­тилятора, максимальным приближением вытяжных пане­лей к месту горения дуги и уменьшением излишних подсо­сов воздуха в зону сварки.

Лучшим рабочим столом сварщика является стол с ре­шеткой и вытяжкой газов и сварочных аэрозолей в сторону или вниз.

2.2  Инструмент и принадлежности сварщика

2.2.1 Электрододержатели. Держатели электродов предназна­чены для закрепления электрода, подвода к нему сварочного тока и манипулирования электродом в процессе сварки. Электрододержатель должен удовлетворять определенным техническим требованиям, например обеспечивать смену электрода быстро (в течение не более 4 с), без затраты усилий на вставку электрода и удаление огарка. Длина огарка элек­трода должна быть минимальной. Держатели должны на­дежно фиксировать электрод при любом положении во вре­мя сварки. Кроме того, электрод должен закрепляться не менее чем в двух положениях: перпендикулярном и под уг­лом. Электрододержатель должен выдерживать без ремонта 8000-10 000 зажимов электрода.

Электрододержатели должны быть достаточно прочны, удобны в эксплуатации, иметь минимальную массу, на­дежный электрический контакт с электродом и простое надежное соединение со сварочным проводом. Они долж­ны быть пригодны для работы на открытом воздухе при температуре от -30 до + 55 °С.

Согласно ГОСТ 14651-78 электрододержатели выпускают для номинального то­ка 125, 200, 250, 315, 400 и 500 А. Масса их колеблется от 0,35 кг (для номинального тока до 125 А) до 0,75 кг (для номинального тока 500 А). Рукоятки электрододержателей и поверхности их деталей изолированы электро- и теплоизоляционными материалами. Они имеют разнооб­разные конструкции. В зависимости от способа закрепле­ния электрода различают вилочные, пассатижные, винто­вые, рычажные, защелочные, эксцентриковые и другие держатели электродов.

Электрододержатели вилочного типа (рисунок 2) имеют простую конструкцию и могут быть изготовлены в любой мас­терской. Они легкие, имеют хороший контакт с электродом.

 Рисунок 2 — Электрододер­жатели вилочного типа: а — пружинный; б — прос­той: 1 — электрод; 2 — вилоч­ный держатель; 3 — токоподвод; 4 — рукоятка

Электрододержатели ЭП пассатижного типа (рисунок 3) предназначены для сварки и наплавки швов во всех пространственных положениях на токах до 250 А (ЭП-2) и до 500 А (ЭП-3). Электрод зажимается между токоподводящей губкой 5 и рычагом 3. Усилие зажима электрода создается пружиной 2, защищенной пластмас­совыми колпачками 1. Удаление огарка из электрододержателя и замена его новым электродом производится на­жатием на рычаг 3. Электрическое контактное соедине­ние сварочного кабеля с электрододержателем осуще­ствляется путем заклинивания его между конусом 6 нижней губки и корпусом 7 резьбовой втулки. Такое со­единение обеспечивает надежный контакт между кабелем и электрододержателем. Кроме того, это соединение разъ­емное и позволяет быстро присоединить и отсоединить сварочный провод. Изоляция электрододержателей осу­ществляется теплостойкими пластмассовыми деталями 4.

Электрододержатели ЭД пассатижного типа имеют то же назначение, что и электрододержатели типа ЭП.

Они предназначены для сварки и наплавки швов во всех пространственных положениях на токах до 125 А (ЭД-125), до 315 А (ЭД-315) и до 500 А ( ЭД-500). Удаление огарка из электрододержателя и замену его новым элект­родом выполняют так же, как в электрододержателях ЭП. Сварочный кабель соединяют с электрододержателем с помощью кабельного наконечника.

Рисунок 3 — Электрододержатель ЭП пассатижного типа

Электрододержатели ЭДС защелочного типа (рисунок 4) предназначены для сварки и наплавки швов в нижнем и вер­тикальном положениях на токах до 125 А (ЭДС-125) и до 315 А (ЭДС-315). Особенностью электрододержателей ЭДС является то, что устройство для крепления электродов снаб­жено поворотной втулкой с фигурными выступами, которая, вращаясь вместе с муфтой 2, воздействует на прижимной стержень 1. Поворачивая муфту в любую сторону, можно за­жимать электрод и освобождать его огарок. Это упрощает экс­плуатацию электрододержателя, и специальные навыки сварщику не требуются. Сварочный кабель прикрепляется к электрододержателям с помощью специальных винтов.

Рисунок 4 — Электрододержатель ЭДС защелочного типа

Электрододержатели ЭВ винтового типа (рисунок 5) предназначены для сварки и наплавки швов в нижнем и вертикальном положениях на токах до 125 А (ЭВ-4), до 315 А (ЭВ-3) и до 500 А (ЭВ-2). Электрод зажимается под углом 70° к продольной оси электрододержателя между ползуном 2 и токоподводом 3. Электрододержатели изо­лированы с помощью теплостойких пластмассовых дета­лей: колпачка 1, накладки 4 и рукоятки 6. Соединение сварочного кабеля с электрододержателем неразъемное: оно выполняется путем опрессовки кабеля в токоподводе 3. Характерно введение в конструкцию специальной детали — радиатора 5, предназначенного для предотвраще­ния перегрева рукоятки электрододержателя.

Рисунок 5 —  Электрододержатель ЭВ винтового типа

Электрододержатели ЭР с рычажным зажимом (рисунок 6) предназначены для сварки и наплавки швов в нижнем и вертикальном положениях на токах до 300 А (ЭР-1) и до 500 А (ЭР-2).

Рисунок 6 —  Электрододержатель ЭР с рычажным зажимом

Электрод зажимается под углом 70° к продольной оси электрододержателя между токоподводящим наконечником 2 и рычагом 1 с помощью толкателя 3, пере­мещаемого в осевом направлении при вращении рукоятки 4. Изоляция электрододержателей осуществле­на с помощью теплостойких пластмассовых деталей.

2.2.2 Сварочные щитки и маски. Щитки (рисунок 7) применяют для защиты глаз и липа электросварщика от прямого излучения электрической дуги, брызг расплавленного метал­ла и искр. Их изготовляют по ГОСТ 12.4.035-78 из токонепроводящего нетоксичного и невоспламеняюшегося 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 рукоятку 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.

Щиток наголовный НН-С-701У1 (рисунок 7а ) представляет собой конструк­цию, состоящую из корпуса 1 и наголовника 2. В рамке 7, изготовлен­ной за одно целое с корпусом щитка, вставлены стекла 6 (покровное, светофильтр и защитное), а также пластмассовые прокладки. Стекла закреплены металлическим прижимом. Корпус щитка прикреплен к на­головнику через амортизатор болтами и гайками 4. Для регулирования по высоте (теменная часть) в наголовнике имеются ремни 5, в которых расположены отверстия, определяющие точные позиции, позволяющие устанавливать по вертикали светофильтр и защитные стекла щитка в удобное положение относительно глаз сварщика. С помощью замка 3 возможна бесступенчатая надежная подгонка обруча наголовника 2 по голове любого периметра в пределах 540—700 мм без применения инструмента.

Щиток наголовный ННП-С-701У1 представляет собой конструкцию с открывающимся светофильтром и предназначен для сварки в стес­ненных местах. Рамка для светофильтра и защитных стекол состоит из двух частей. Покровное стекло и светофильтр помещены в крышке рамки, а защитное стекло — в корпусе щитка. При проведении свароч­ных работ с применением щитка не обязательно поворачивать щиток назад. При подготовке изделия к сварке, а также при зачистке швов от шлака достаточно поднять крышку рамки вместе с покровным стеклом и светофильтром.

Рисунок 7 —  Защитные щитки для электросварщиков:

а— щиток наголовный НП-С-701У1; б— щиток наголовный ЩЭК-С-701У1, монтируемый на защитной каске «Дружба»

Щиток ручной РН-С-701У1 состоит из корпуса и рукоятки. Рамка, в кото­рой размещены светофильтр и защитные стекла, отлита за одно целое с корпусом щитка. В рамке размещены покровное стекло, светофильтр, защитное стекло и две пластмассовые прокладки. Металлический при­жим препятствует произвольному выпадению стекол из рамки. Ручной щиток РНО-С-701У1 по конструкции аналогичен щитку РН-С-701У1, за исключением того, что рамка в корпусе сделана для светофильтра увеличенных размеров.

Для монтажных работ, в основном на строительных площадках в различных климатических условиях, защитные каски должны также обеспечивать защиту головы от удара, электрического тока, охлаж­дения, перегрева, воздействия атмосферных осадков и др. Для этих условий разработана конструкция щитка, которая легко монтируется на защитном головном уборе «Дружба» ЩЭК-С-701У1.

Щиток представляет собой конструкцию, состоящую из корпуса 1 и кронштейна 2, с помощью которого щиток крепится к головному убору — каске 3 со стороны, противоположной козырьку 4 (рисунок 7б). Угол поворота щитка вперед и назад регулируется ограничителем.

Для защиты от вредных излучений на производстве рекомендованы светофильтры типа С (ГОСТ 12.4.080.79) темно-зеленого цвета. Зеленый цвет светофильтров благоприятно действует на органы зрения, не утом­ляет глаза и улучшает общее самочувствие сварщиков. Вместо пяти ранее существовавших классов типа Э рекомендуются 13 классов типа С для сварки на токах 13—900 А, что позволяет точнее подобрать необ­ходимую плотность светофильтра в зависимости от сварочного тока и вида сварки и обеспечить оптимальный контраст яркости, снизить напряжение и утомление зрения сварщика (таблица 1).

Щитки комплектуются покровным стеклом по ГОСТ 111-78 для защи­ты светофильтра от брызг металла и защитным стеклом из оргстекла, которое необходимо 2—3 раза в месяц заменять новым. Масса щитков без стекол – 0,4…0,60кг.

Таблица 1- Светофильтры для защиты глаз от излучения дуги (ГОСТ 12.4080—79)

Процесс Сила сварочного тока, А Обозначение Процесс Сила сварочного тока, А
Дуговая сварка покрытым электродом 15-30 30-60  60-150 150-275  275-350  350-600 С-1 С-2 С-3 С-4 С-5 С-6 С-7 Дуговая сварка в углекислом газе 30-60 60-100  150-150  150-175  175-300  300-400  400-600
Дуговая сварка неплавящимся электродом в инертных  газах   10-15 15-20  20-40  40-80  80-100  100-175 175-275 275-300  300-400 С-5 С-6 С-7 С-8 С-9 С- 10 Плазменная сварка 30-50 50-100 100-175 175-300  300-350 350-500
    С- 11 С-12 С- 13 Воздушно-дуговая резка, строжка, оплавление 500-700 700-900 Свыше 900

2.3 Клеммы заземления и зажимы

Соединение отрезков сварочного кабеля путем скручи­вания его оголенных жил, а также подсоединение кабеля к сварочному аппарату без специального подсоединителя или наконечника категорически запрещается, так как это может привести к несчастным случаям или пожару.

К источнику питания кабели подключают медными кабельными наконечниками или соединительной муфтой МС-3. Для быстрого и надежного заземления сваривае­мых деталей применяют инвентарные струбцины или спе­циальные клеммы заземления. Обратный кабель к зазем­ляемому изделию присоединяют клеммами заземления типа КЗ-2, КЗП,     КЗП-12 (рисунок 8-9).

            Для подсоединения сварочного провода к изделию слу­жат пружинные или винтовые зажимы, в которые токопроводящий провод впаивают высокотемпературным при­поем или закрепляют механически (рисунок10).

Рисунок 8 — Клемма заземления КЗ-2: 1 — проушина; 2 — стержень; 3 — наконечник; 4 — болт; а, 7 — губки; 6 — зазем­ляемый предмет

Рисунок 9 —  Поворотная клемма за­земления КЗП-12:

1 — скоба; 2 — муфта соединительная концевая МК-500; 3 – пружина

Рисунок 10 — Пружинный (а) и винтовой (б) зажимы

При продолжительной непрерывной работе сварочный аппарат, кабель и электрододержатель перегреваются. Се­чение кабеля выбирают с учетом возможности его нагрева при работе до 80 °С.

Для устранения перегрева устанавливают два свароч­ных аппарата, которые включают поочередно через каж­дые два часа работы. Аналогично поступают и для предот­вращения перегрева электрододержателя.

2.4 Одежда сварщика. Спецодежда предназначена для за­щиты частей тела электросварщика от брызг металла, шла­ка и вредных излучений дуги. Это куртка, брюки, рукави­цы, ботинки с высоким верхом из кожи, головной убор.

Куртки и брюки шьют из ткани, пропитанной специ­альным раствором. Одежда из прорезиненного материала не применяется, так как легко прожигается брызгами электродного металла. Брюки надевают поверх обуви для предохранения ног от ожогов брызгами металла. Рукави­цы могут быть брезентовыми или кожаными.

2.5 Вспомогательный  инструмент сварщика. Стальные щетки служат для зачистки места сварки от ржавчины и грязи перед свар­кой и удаления с поверхности швов остатков шлака и брызг металла. Для клеймения швов, вырубки дефектных мест, удаления брызг и шлака применяют соответственно клейма, зубила и молотки.

Сборочные операции перед сваркой выполняют с помо­щью шаблонов, отвесов, линеек, угольников и других приспособлений. Для проверки размеров швов использу­ют специальные шаблоны. Слесарный инструмент дол­жен быть уложен в переносной инструментальной ящик.

Зачистку шва и околошовной зоны производят ручны­ми пневматическими шлифовальными машинами.

Для сушки электродов служат специальные пеналы, подключаемые к сварочному источнику тока.

При монтажных сварочных работах сварщики держат электроды в брезентовых сумках, которые надевают на плечо.

  • Порядок выполнения работы
  • Изучить устройство и отличительные особенности сварочного поста для ручной дуговой сварки.
  • Изучить основное и вспомогательное оборудование сварочного поста в разделе 2.
  • Изучить конструкции электродержателей, применяемых для ручной дуговой сварки.
  • Изучить конструкции и технические характеристики сварочных щитков и масок.
  • Изучить типы клемм заземления и зажимов для присоединения к сварочному столу сварочного провода.
  • Изучить особенности специальной одежды электросварщика и инструмент.
  • Сделать зарисовки или ксерокопии иллюстраций изучаемого материала и составить отчет о практическом занятии.

Контрольные вопросы

  1. Из каких элементов состоит сварочный пост для ручной дуговой сварки?
  2. Какие источники питания дуги наиболее широко применяют при ручной дуговой сварке?
  3. Какие типы электрододержателей используют для ручной дуговой сварки?
  4. Из каких деталей состоит электрододержатель ЭП пассатижного типа?
  5. Из каких деталей состоит электрододержатель ЭВ винтового типа?
  6. Какие устройства применяют для защиты лица и глаз сварщика от излучения сварочной дуги?
  7. Какие классы светофильтров используют для защиты глаз и лица от излучения дуги?
  8. Какие марки гибких кабелей применяют для ручной дуговой сварки?
  9. Отличительные особенности специальной одежды электросварщиков.

Related posts

Leave a Comment