книги из ГПНТБ / Глебов А.З. Организация труда электросварщиков-полуавтоматчиков

и безаварийное снабжение сварочных постов углекислым газом высокой чистоты. Углекислый газ, получаемый в газификационных установках, имеет чистоту около 100%, что обеспечивает высокое качество сварных швов.

Экономический эффект, получаемый в результате пе­ рехода на безбаллонное снабжение углекислотой, дости­ гается в результате сокращения удельных расходов на транспортирование, сокращения затрат рабочего време­ ни, необходимого для подключения и отключения бал­ лонов, продувки их и удаления из них влаги; устранения потерь углекислоты; снижения стоимости углекислоты в связи с исключением затрат на ремонт и профилактиче­ ский осмотр баллонов. Стоимость перевозки 1 т жидкой углекислоты в изотермической емкости в 2,8 раза ни­ же, чем в баллонах. Система централизованного обес­ печения сварочных постов СОг с использованием изотер­ мических цистерн была бы более совершенной, если бы обеспечение предприятий углекислотой было организо­ вано по территориальному принципу от районных газораздаточиых станций-хранилищ. Примером такой цент­ рализованной системы может служить снабжение пот­ ребителей сжиженными горючими газами.

ЭКОНОМИЯ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА

Себестоимость сварки 1 м шва зависит от расхода сва­ рочных материалов: проволоки и углекислого газа. Сверхнормативный расход сварочных материалов увели­ чивает'стоимость изготовления сварных конструкций и снижает эффективность применения полуавтоматической сварки. Расход сварочных материалов характеризуется количеством израсходованной проволоки и углекислого газа на единицу веса наплавленного металла.

При полуавтоматической сварке необходимо .строго соблюдать номинальные размеры сварных швов. Уста­ новлено, что увеличение расхода углекислого газа и сва­ рочной проволоки происходит за счет превышения сече­ ния наплавленного металла. Так, по данным замеров [15], сечение наплавленного металла угловых швов при сварке в углекислом газе в ряде случаев превышает но­ минальный размер в 1,5—2,5 раза.

Расход углекислого газа на рабочем месте зависит от многих факторов и в первую очередь от типа свари­ ваемой конструкции и сварного .соединения, вида газо-

снабжения, положения шва в пространстве, наличия или отсутствия электромагнитного клапана в газовой маги­ страли, а также от индивидуального навыка электросвар­ щика-полу автоматчика.

При сварке изделий с большим числом коротких швов, расположенных в разных пространственных поло­ жениях и требующих кантовки изделия в процессе свар­ ки, расход углекислого газа повышается, на 20—60%. Минимальный расход углекислого газа наблюдается при сварке швов с большой протяженностью и большим се­ чением в нижнем положении. Это объясняется тем, что отношение времени горения дуги ко времени подачи газа при сварке в вертикальном и горизонтальном положе­ ниях будет меньше, чем при сварке в нижнем положе­

независимо от системы газоснабжения должны быть снабжены отсекателями газа. На серийно выпускаемых промышленностью сварочных полуавтоматах установле­ ны электромагнитные газовые клапаны. Однако наряду с электромагнитными применяются механические отсекатели конструкции различных предприятий. Работа кла­ пана должна беспечивать обдув газом жидкого метал­ ла, ванны в момент кристаллизации после прекращения процесса сварки, а также подачу газа, несколько опере­ жающую возбуждение дуги. Такая подача газа преду­ преждает появление пор в начале сварки и в кратере после ее окончания. Основным требованием, предъявляе­ мым к конструкции газовых клапанов, является долго­ вечность и надежная герметичность рабочей камеры, предотвращающая утечку газа во время перерывов в ра­ боте. В газовой сети клапан необходимо располагать как можно ближе к зоне сварки для надежной защиты ме­

клапан желательно устанавливать на подающем меха­ низме.

Включение электромагнитного клапана с опережением подачи проволоки должно быть предусмотрено электри­ ческой схемой. Если клапан расположен в непосредст­ венной близости к месту сварки, например на подающем

100

механизме, то он может включаться одновременно с дви­ гателем подачи электродной проволоки. Защита метал­ ла в начале сварки осуществляется в результате увели­ чения давления перед клапаном за время перерывов. Ес­ ли в кратерах швов образуются поры, то для улучшения истечения газа после прекращения подачи проволоки можно установить ресивер.

Основным недостатком электромагнитных газовых клапанов, устанавливаемых на полуавтоматах ПДПГ300, ПДПГ-500, А-547 и А-537, является плохая герметич­ ность рабочей камеры. Так, при работе клапана КЭГ-3-24

быстро истираются штоком уплотнительные кольца. Ре­ монт клапана, вышедшего из строя, довольно сложен. За­ водами, эксплуатирующими сварочные полуавтоматы, разработаны новые конструкции газовых клапанов [27, 34], лишенные перечисленных недостатков.

Электромагнитный клапан состоит из цилиндрическо­ го корпуса 2 (рис. 45), входного и выходного штуцеров/, штока 5, резиновой мембраны 4, пробки штока 8 и крышки клапана 3. Конец штока, входящий в клапан, выполнен в виде специальной головки, в которую вставляется резиновая пробка. Мембрана на штоке кре­ пится с обратной стороны с помощью шайбы 7 и гайки 6. В нерабочем состоянии резиновая пробка штока плот­ но закрывает штуцер входного отверстия газа, так как шток электромагнита удерживается двумя пружинками^ расположенными вне клапана. В момент включения шток электромагнита смещается, натягивает мембрану, и газ

101

ка легко заменяется повой. Клапан прост, надежен и долговечен в работе.

При модернизации полуавтоматов типа ПШ-5 и ПШ54 для сварки в углекислом газе применяют.отсекатель газа, устанавливаемый в аппаратном ящике на свароч­ ном контакте типа КТЭ. При включении контактора его подвижная часть освобождает пружину б (рис. 46), ко­

зоне сварки, встраивая в сварочные горелки. В основном применяют механические клапаны рычажного типа. Ры­ чагом открывается клапан й включается кнопка пуска полуавтомата. Ход рычага рассчитывают так, чтобы в начале его движения открывался газовый клапан и осуществлялся обдув зоны сварки, а в конце хода вклю­ чался микровыключателем полуавтомат. При отпуска­ нии рычага прекращается подача проволоки, дуга гас­ нет, а газ продолжает идти в зону сварки до тех пор,, пока рычаг не достигнет своего исходного положения.

Основным недостатком клапанов рычажного типа яв­ ляется" сравнительная их сложность, большое число де­ талей и ненадежность в работе. Металлические клапан

102

и седло требуют тщательной притирки и быстро выходят из строя. Недолговечен также клапан, у которого пода­

J

Рис. 47. Механический газовый клапан

ля полуавтомата А-547 в месте, где прежде был штуцер для ввода газа в горелку. В корпус клапана 2 по трубке / подается углекислый газ. На корпус отсекателя навин­ чивают крышку 3. В крышке установлены клапан 6 и пружина 5. Под действием пружины клапан мембраной 4 плотно закрывает отверстие трубки. При нажатии на рычаг 8; вращающийся вокруг оси 7, клапан сжимает пружину, мембрана 4 под давлением газа отходит в сто­ рону. Газ через корпус клапана, сварочную горелку, сопло поступает в зону горения дуги. Резиновая мемб­ рана одновременно служит уплотнением между корпусом отсекателя и крышкой. Производственные испытания_показали, что конструкция отсекателя полностью исклю­ чает утечку газа, проста и безотказна в эксплуатации.

Применение отсекателей на постах полуавтоматиче­ ской сварки позволяет уменьшить расход углекислого га­ за на 30—50%.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОЧИХ МЕСТ ЭЛЕКТРОДНОЙ ПРОВОЛОКОЙ

Большое значение в сокращении потерь рабочего време­ ни и повышении производительности труда электросвар­

к и

щиков имеет обеспечение рабочих мест сварочной про­ волокой и качество ее подготовки. Потерн рабочего вре­ мени сварщика на доставку и смену кассет с проволокой составляют иногда 4,9%, а налаживание подачи прово­ локи, вызванное некачественной намоткой и очисткой, — 1,4% [15]. Если проволоку в кассеты наматывает элект­ росварщик, то потери времени будут еще больше.

Потери времени, связанные с доставкой электродной проволоки, могут быть сокращены путем организации централизованной обработки проволоки и доставки ее на рабочие места. Качественная очистка и намотка про­ волоки в кассеты обеспечивается при выполнении этой операции на специальных станках.

Поверхность электродной проволоки после длитель­ ного хранения в большинстве случаев бывает загрязне­ на. Наличие на поверхности проволоки технологической смазки, органических антикоррозионных загрязнений приводит к засорению шлангов, нарушению стабильности подачи проволоки и, как следствие, к выходу из строя шлангов и горелок. Кроме этого, наличие на поверхности проволоки нитрита «атрия и органических смазок мо­ жет вызвать неустойчивость процесса сварки, повышен­ ное разбрызгивание жидкого металла, насыщение шва газами и образование пор. При сварке неочищенной проволокой содержание газов (кислорода, водорода и азота) в наплавленном металле, определенное методом вакуум-плавки, увеличивается в 5 раз по сравнению с металлом, наплавленным очищенной проволокой [36]. Сварка неочищенной проволокой приводит к изменению параметров режима сварки и размеров шва.

Проволока при намотке должна укладываться рав­ номерно виток к витку по всей ширине кассеты. Нерав­ номерная укладка приводит к перехлестыванию и запу­

Проталкивание изогнутой проволоки, особенно малых диаметров, в шланг и направление ее непосредственно в стык затруднительно и может привести к нарушению по­ дачи.

Очистку поверхности проволоки выполняют различ­ ными способами в зависимости от состояния поверхности. Проволока должна поставляться на завод чистой и глад­ кой, без окалины и ржавчины на поверхности, в* водо­ непроницаемой упаковке. Операция очистки совмещена

104

с намоткой проволоки на станках. Станки для наыотки проволоки' имеют узлы очистки, которые могут произво­ дить обработку поверхности проволоки за одну, две или три операции. Например, очистка проволоки может про­ изводиться за три операции. Грубая очистка от слоя ржавчины производится стальным тросиком диаметром 1,5—2,5 мм или напильником. От смазок проволоку очи­ щают в бензине, а тонкую очистку, предназначенную для удаления остатков грязи и жира, производят круга­ ми из кошмы или фетра [17]. Недостатком очистки про­ волоки из приведенной схемы является ложароопасность и недостаточная надежность узла грубой очистки.

Более надежна очистка поверхности проволоки рез­ цами, расположенными попарно в двух взаимно перпен­ дикулярных плоскостях [50, 52], и несколькими фильера­ ми [50]. После снятия резцами рыхлого слоя ржавчины с поверхности проволоку можно дополнительно протя­ гивать через камеру тонкой очистки, наполненную сва­ рочным флюсом или крошками абразива, и протирать войлочными фильерами.

Отсутствие, до последнего времени, централизован­ ного изготовления оборудования для очистки и намотки в кассеты электродной проволоки привело к изготов­ лению отдельными предприятиями станков собственной конструкции. В настоящее время Ильницким заводом машиностроительных узлов централизованно выпускает­ ся станок с высокой производительностью для очистки и рядовой, намотки сварочной проволоки диаметром от 0,8 до 2 мм в кассеты открытого типа. Особенностью конструкции станка является неподвижная установка бухты. Сматывание проволоки с бухты производится сво­ бодно вращающимся вокруг нее челноком. Вращение чел­ нока обусловлено натяжением проволоки, наматываемой на кассету. Очистку поверхности проволоки осуществля­ ют протягиванием ее через фильеро-резцовый механизм. Станок имеет механизм рядовой раскладки проволоки и автоматическое отключение при окончании намотки кас­ сеты. Механизация процесса укладки и автоматическое отключение не требуют присутствия рабочего у станка в процессе намотки и позволяют одному рабочему об­ служивать 2—3 станка при централизованной подготов­ ке сварочных материалов на крупных заводах.

В массовом и крупносерийном производстве с боль­ шим объемом применения полуавтоматической сварки

число полуавтоматов, имеющих кассеты различных типо­ размеров, с различными присоединительными узлами, с внутренней и наружной намоткой. Это создает неудоб­ ства при централизованном обеспечении проволокой ра­ бочих мест. При разработке конструкции кассеты необ­ ходимо руководствоваться отраслевой нормалью элект­ ротехники, регламентирующей размеры и конструктив­ ные особенности, а также предусмотреть установку в кассеты готовых катушек. Число типов кассет, применяе­ мых на заводе, должно быть минимальным.

На рабочем месте, кроме кассеты, установленной на полуавтомате, должны быть запасные, которые периоди­ чески меняются на полные, поставляемые на рабочие места вспомогательными рабочими. Периодичность за­ мены пустых кассет полными зависит от расхода прово­ локи на рабочих местах, организации работ по подго­ товке проволоки и определяется исходя из конкретных условий производства. При расчете потребного числа кассет для цеха или участка необходимо учитывать, кро­ ме кассет на рабочих местах, кассеты, находящиеся в намотке.

Для облегчения труда вспомогательных рабочих, за­ нятых намоткой проволоки и доставкой кассет на ра­ бочие места, необходимо механизировать разгрузку бухт и их установку на станок, а также транспортирование кассет в цехе.

При небольшом числе сварочных постов в мелкосе­ рийном и штучном производстве электросварщик может наматывать проволоку на запасные кассеты. Для этого в цехе на специально отведенной площади устанавлива­ ется намоточно-очистной станок. Там же на стеллажах постоянно хранится запас сварочной проволоки необхо­ димых диаметров. Для уменьшения потерь времени при намотке проволоки станок должен иметь высокую про­

в бухтах. В зависимости от мощности подающего меха­ низма на вертушку устанавливают полностью бухту или ее часть.

Обеспечение рабочих мест электродной проволокой

106

значительно упрощается, если На заводе организована поставка проволоки с омедненной поверхностью в ка-

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОЧИХ МЕСТ СВАРОЧНЫМ ТОКОМ

В настоящее время существуют две системы снабжения рабочих мест сварочным током: от индивидуальных и многопостовых источников. Наиболее широкое распрост­ ранение получила система питания от одиопостовых источ­ ников тока. Однако в связи с постоянным увеличением объема сварочных работ, выполняемых полуавтоматиче: ской сваркой в углекислом газе, проведены большие ра-г

боты по исследованию многопостовых систем и органи­ зован пока еще в небольшом объеме выпуск источников питания.

При выборе однопостового источника питания необхо­ димо выдерживать максимальное совпадение требуемых по технологическому процессу силы тока и напряжения с номинальными данными источника. Выполнение этого требования обеспечит устойчивость режимов сварки и наиболее экономичную эксплуатацию оборудования.

Использование источников тока большой мощности приводит к перерасходу электроэнергии и ухудшению ко­ эффициента мощности. Работа при небольшой силе то­ ка снижает коэффициент полезного действия.

До последнего времени сварку в углекислом газе осуществляли при питании полуавтоматов от однопостовых генераторов и выпрямителей. Однопосховые источ­ ники тока в процессе работы, как правило, недогружены. Это приводит к значительным потерям электроэнергии, снижению коэффициента полезного действия и cos ср.

При концентрации сварочного оборудования на не­ большой производственной площади отдельными группа­ ми можно применять систему питания группы постов от одного многопостового источника. Многопостовая сис­ тема питания имеет ряд преимуществ по сравнению с питанием от однопостовых источников. Во время пере­ рывов, связанных с обслуживанием оборудования, сбор­ кой узлов, переходами и кантовкой, однопостовой источ­ ник питания не выключается и работает вхолостую. Средний коэффициент загрузки оборудования при однопостовом питании не превышает 60—70 %. Многопосто­ вой источник питания может быть загружен на полную мощность и может почти не иметь холостого хода. Это достигается подключением к источнику такого числа постов, суммарная мощность которых больше полной мощности многопостового источника. Такое подключе­ ние возможно потому, что все посты не работают одно­ временно. Следовательно, многопостовая система пита­ ния позволяет повысить коэффициент использования оборудования, уменьшить потери электроэнергии и по­ высить cos ф. Кроме этого, уменьшаются расходы на ре­ монт и обслуживание источников питания дуги, а так­ же улучшается планировка рабочих мест и условия тру­ да электросварщиков, лучше используется производст­ венная площадь.

J08