Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Источники питания сварочной дуги. Учебное пособие
.pdf
101
ния дуги. При сварке аппаратом с постоянной скоростью подачи проволоки,
а)
б)
U
I U I
работающим по принципу саморегулирования дуги, источник должен иметь
жесткую или пологопадающую характеристику (рис. 6.1, а). При этом обеспечивается достаточная устойчивость системы «источник-дуга» и высокое быстродействие процесса саморегулирования.
Рис. 6.1. Характеристики источника при механизированной сварке под
флюсом для аппарата с постоянной скоростью подачи проволоки (а)
и для аппарата с автоматическим регулированием напряжения дуги (б)
При сварке аппаратом с автоматическим регулированием напряжения
дуги источник должен иметь крутопадающую характеристику (рис. 6.1, б).
При механизированной сварке плавящимся электродом в защитном газе
требования к источнику питания зависят от применяемого газа (аргон или углекислый газ) и от вида переноса электродного металла (капельный, струйный,
управляемый).
После определения необходимой внешней вольт-амперной характеристики источника выбирают диапазон регулирования сварочного тока и напряжения, необходимый для выполнения процесса сварки данного изделия. Если источник рассчитан на сварку однотипных узлов, то выбирается источник с относительно узким диапазоном регулирования. Диапазон регулирования тока и
напряжения предусмотрен стандартами и указан в основных технических данных источника.
При выборе источника необходимо учитывать климатические условия, в
которых он будет работать (в странах с холодным (ХЛ), умеренным (У) или
тропическим (Т) климатом). В зависимости от места использования источника
102
для дуговой сварки он может быть подвижным (при работе в цехе) или переносным (при сварке на монтаже и в быту).
Окончательный выбор источника принимается в основном по соображениям экономичности и мобильности. Сварочные трансформаторы в 2-4 раза
дешевле выпрямителей, просты в обслуживании и неприхотливы в эксплуатации. В то же время выпрямители как источники постоянного тока обеспечивают более устойчивое горение дуги и, следовательно, более высокое качество
сварки при токе менее 200 А. Их целесообразно использовать при сварке элементов малой толщины. Агрегаты используются на монтаже и в строительстве
при отсутствии сети электрического тока.
6.2. ОБСЛУЖИВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ
6.2.1. Плановый ремонт источников
Высокое качество сварки определяется постоянством заданных источнику параметров режима сварки (в основном Iд и Uд) как в процессе сварки, так и
в течение всего срока службы источника. Поэтому в промышленности и строительстве создана система технического обслуживания и плановопредупредительного ремонта (ППР), которая обеспечивает бесперебойную и
длительную работу электросварочного оборудования. В эту систему входят
электромонтеры – наладчики, которые осуществляют пуск и обслуживание источников, а также периодические осмотры (через 1-2 месяца) и мелкий текущий
(Т) ремонт. Плановые средний (С) и капитальный (К) ремонты выполняются
электроремонтным участком с определенной периодичностью. При планировании периодичности текущего, среднего и капитального ремонтов берутся показатели надежности источника, гарантируемые заводом-изготовителем. Так,
наработка на отказ для разных типов современных источников составляет не
менее 1000-4000 часов при доверительной вероятности 0,8. Ресурс работы источников до капитального ремонта устанавливается на уровне 13-20 тысяч часов. Средний срок службы агрегатов до списания составляет 3-4 года, а трансформаторов и выпрямителей – 5-8 лет. Межремонтный цикл от одного капитального ремонта до другого составляет 2-3 года.
Для источников промышленного назначения в течение межремонтного
цикла рекомендуется следующая последовательность плановых ремонтов:
К – Т – С – Т – С – Т – С – Т – К.
То есть в течение межремонтного цикла выполняют 4 текущих и 3 средних ремонта источника с периодичностью между ремонтами 3 (при двухсменной работе) и 4 месяца (при односменной). До списания источника обычно выполняют 2-3 капитальных ремонта. Дальнейшая эксплуатация источника экономически нецелесообразна.
Процедуры обслуживания и ремонта обычно указываются в технических
инструкциях на источник. Состояние источника питания должно ежедневно
103
проверяться внешним осмотром и периодически – замером его основных параметров.
Ежедневное обслуживание источника выполняется сварщиком перед
началом работы. Он осматривает источник для выявления внешних повреждений, проверяет наличие заземления, крепление сварочных кабелей, герметичность газовых и водяных коммуникаций.
Периодическое обслуживание один раз в месяц выполняется электромонтером-наладчиком. Источник очищают от пыли, зачищают контакты от нагара,
измеряют сопротивление изоляции. Раз в три месяца проверяют аппаратуру
управления и входные фильтры. Каждые шесть месяцев меняют смазку в подшипниках, смазывают ходовые винты и другие трущиеся части, подтягивают
болтовые соединения, проверяют состояние проводов, пайки и изоляции.
Текущий ремонт, как правило, выполняется наладчиком на посту сварки с
отключением источника от сети.
Средний и капитальный ремонты выполняются на ремонтном участке
или специализированном ремонтном предприятии.
6.2.2. Меры безопасности при эксплуатации источников
Проектирование и изготовление источников осуществляется в соответствии с требованиями Системы стандартов безопасности труда (ССБТ), а также
ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004 «Источники питания для сварки. Требования безопасности». Этот ГОСТ идентичен стандарту Международной электротехнической комиссии IEG 60974-1:1998.
Условия безопасной работы сварщика должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.3.003-75 «Работы электросварочные. Общие требования безопасности», а также «Правилам устройств электроустановок». В соответствии с
«Правилами технической эксплуатации электроустановок - потребителей»
сварщики по электробезопасности относятся к группе II. Для них обязательны
элементарное техническое знакомство с электроустановками, четкое представление об опасности электрического поражения, знание мер предосторожности
при работе, практические навыки оказания первой помощи пострадавшим. К
работам по эксплуатации и обслуживанию источников сварщик допускается
после инструктажа на конкретном оборудовании и проверки знаний. Работы,
связанные с подключением и ремонтом источников, сварщику запрещены.
Одной из причин электротравматизма при сварке является поражение
сварщика высоким входным напряжением (220 или 380 В) вследствие повреждения изоляции входной цепи. Для предотвращения такой ситуации предусмотрено заземление корпуса источника и зажима сварочной цепи, соединенного со свариваемым изделием.
В процессе эксплуатации исправного источника возможно поражение
сварщика током низким (сварочным) напряжением при холостом ходе. Опасность такого поражения возникает с повышенной влажностью, например, при
104
сварке на открытом воздухе, где в результате выпадения атмосферных осадков
влажность воздуха может превысить 75 %, а также при высокой температуре
воздуха. Высокая влажность воздуха и пот сварщика снижают электросопротивление кожи сварщика, снижается также электросопротивление изоляции
сварочных принадлежностей. Поражение сварщика током низкого напряжения
возможно также в стесненных условиях, так как из-за ограниченной свободы
движения сварщик может касаться токоведущих деталей незащищенными
предотвращения таких случаев у источников ограничивают напряжение холостого хода или комплектуют специальными устройствами, снижающими
напряжение холостого хода в межэлектродном пространстве до 12 В через 1 с
после размыкания сварочной цепи.
Организация обслуживания, эксплуатации источников питания и выполнения мер безопасности является залогом успешного прохождения одной из
обязательных процедур аттестации сварочного производства – аттестации
сварочного оборудования.
6.3. АТТЕСТАЦИЯ СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Согласно международной системе менеджмента качества ISO 9001 сварка
отнесена к числу специальных процессов, для которых конечный результат
нельзя полностью проверить последующим контролем и испытанием продукции.
Для продукции, получаемой с использованием специальных процессов,
соответствие ее установленным требованиям достигается непрерывным регулированием всех этапов производства. В этом случае применяются специальные системы, правила и процедуры сертификации (аттестации). Такой системой
применительно к продукции, получаемой с широким применением сварочных
процессов, является разработанная Национальным Агентством Контроля Сварки (НАКС) система аттестации (сертификации) сварочного производства
(САСв).
Идеологической основой системы аттестации (сертификации) сварочного
производства является независимость сертификационных процедур от заказчика и исполнителей работ. Это соответствует международным стандартам и требованиям Закона РФ «О сертификации продукции и услуг».
Система сертификации (аттестации) сварочного производства (САСв)
включает проведение следующих аттестационных процедур:
аттестацию персонала, выполняющего сварочные работы (сварщиков) и
осуществляющих руководство и технический надзор за выполнением
сварочных работ (ИТР);
аттестацию сварочного оборудования (в том числе источников питания
сварочной дуги);
аттестацию сварочных материалов;
105
аттестацию сварочных технологий.
Нормативные документы, по которым осуществляются эти процедуры
(ПБ 03-273-99, РД 03-495-03, РД 03-613-03, РД 03-614-03, РД 03-615-03),
утверждены Ростехнадзором, зарегистрированы в Минюсте РФ и обязательны к
исполнению в организациях, осуществляющих производство продукции и
строительство с применением сварки.
Организационно структура системы сертификации (аттестации) свароч-
ного производства (САСв) включает в себя: Саморегулируемую организацию
Некоммерческое Партнерство «Национальное Агентство Контроля Сварки»
(СРО НП НАКС) и исполнительные органы системы - аттестационные центры
по аттестации персонала, оборудования, сварочных материалов и сварочных
технологий.
Аттестационные центры (АЦ) – независимые от потребителя услуг орга-
низации любой организационно-правовой формы и формы собственности, аккредитованные СРО НП НАКС на осуществление соответствующих аттестационных процедур. В своей деятельности они руководствуются действующим законодательством РФ и руководящими документами СРО НП НАКС.
6.3.1. Аттестация сварочного оборудования (источников питания)
Аттестацию сварочного оборудования проводят в целях проверки возможности обеспечивать заданные технологические характеристики для различных способов сварки, определяющие требуемое качество сварных соединений
при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств
различного назначения.
В соответствии с РД 03-614-03 «Порядок применения сварочного оборудования при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических
устройств производственных объектов» аттестацию сварочного оборудования
подразделяют на первичную, периодическую, дополнительную и внеочередную.
Первичной аттестации подлежат:
- ранее не аттестованное сварочное оборудование;
- сварочное оборудование, не выпускаемое ранее данным производителем;
- сварочное оборудование импортного производства.
По результатам первичной аттестации сварочного оборудования устанав-
ливается метод сварки и группа технических устройств, для которых возможно
применение аттестованного оборудования.
Периодическую аттестацию проходит сварочное оборудование, прошедшее первичную аттестацию, через каждые 3 года эксплуатации.
Дополнительную аттестацию проходит сварочное оборудование, про-
шедшее первичную аттестацию, в случаях:
- расширения области использования на другие группы технических устройств
производственных объектов;
- расширения области применения для других способов сварки;
106
- при введении в действие новых или внесение изменений в действующие нор-
мативные документы, связанные с дополнительными требованиями к применяемому сварочному оборудованию.
Внеочередной аттестации подвергают сварочное оборудование в случаях:
- поступления на завод-изготовитель обоснованных рекламаций на аттестован-
ное сварочное оборудование;
- повторяющегося неудовлетворительного качества выполняемых этим обору-
дованием сварных соединений;
- изменения рабочих параметров сварочного оборудования при эксплуатации
более чем на 10 % от номинальных значений;
- после капитального ремонта сварочного оборудования;
- после простоя сварочного оборудования в течение 1 года без проведения пла-
новых работ по диагностированию;
- после модернизации или изменения конструкции сварочного оборудования,
заключающейся в придании сварочному оборудованию новых сварочнотехнологических свойств.
6.3.2. Аттестационные испытания сварочного оборудования
Аттестационные испытания сварочного оборудования проводят в соответствии с Технологическим регламентом, изложенным в РД 03-614-03. Согласно этому документу все типы сварочного оборудования для дуговой сварки
при аттестации должны проходить два вида испытаний – специальные и прак-
тические.
Специальные испытания проводят в 3 этапа.
На первом этапе проверяется документация (паспорта, сертификаты и
т.п.) и комплектность сварочного оборудования.
На втором этапе специальных испытаний выполняется проверка соответ-
ствия сварочного оборудования инструкции по безопасной эксплуатации и
охране труда, приведенной в паспорте сварочного оборудования, и проверка
соответствия требованиям нормативной документации на сварочные работы
конкретных технических устройств.
На третьем этапе испытаний производят измерение электрических, технологических и массогабаритных параметров сварочного оборудования. В перечень таких параметров в зависимости от типа оборудования могут входить:
- номинальный сварочный ток;
- пределы регулирования сварочного тока и параметров импульсов;
- напряжение питающей сети;
- напряжение холостого хода;
- режим работы (ПН и ПВ);
- вид внешней вольтамперной характеристики;
- вес и габаритные размеры оборудования;
- другие.
107
Практические испытания заключаются в оценке показателей сварочных
свойств сварочного оборудования по ГОСТ в соответствии со способом сварки
и типом оборудования. Сварка выполняется на контрольных сварных соединениях (КСС), соответствующих заявленной области аттестации.
Испытания проводят по программе, включающей карты технологических
процессов сварки КСС. Программа разрабатывается аттестационным центром
(АЦ) с учетом требований нормативных документов, регламентирующих процессы сварки при изготовлении, реконструкции, монтаже и ремонте технических устройств производственных объектов, и технологических особенностей
выполнения сборочно-сварочных операций. При сварке контрольного сварного
соединения (наплавки) должны выполняться все требования карты технологического процесса.
Сварка КСС производится на аттестуемом сварочном оборудовании
сварщиками не ниже 5-го разряда, аттестованными по Правилам аттестации
сварщиков и специалистов сварочного производства.
Оценка качества КСС для всех видов сварочного оборудования осуществляется с помощью визуально-измерительного контроля (ВИК).
Для каждого из контрольных сварных соединений оценивают:
- начальное зажигание дуги;
- стабильность процесса сварки;
- разбрызгивание металла;
- качество формирования шва;
- эластичность дуги.
Оценка производится дифференциальным методом в соответствии с таб-
лицей.
По итогам специальных и практических испытаний аттестационной ко-
миссией составляется протокол испытаний сварочного оборудования. На основании выводов, сделанных в этом протоколе, Национальное Агентство Контроля Сварки принимает решение о выдаче или невыдаче Свидетельства об аттестации сварочного оборудования.
108
Таблица
Показатель сварочных свойств
Оценка
в бал-
лах
Краткая характеристика показателя
1.Начальное
зажигание дуги
1
Плохое. Редкое зажигание или отсутствие зажигания
2
Трудное. Зажигание после многократных соприкосновений
электрода с изделием и привариваний электрода
3
Удовлетворительное. Зажигание после нескольких (трех, четырех)
соприкосновений электрода с изделием
4
Хорошее. Зажигание после легкого движения электрода по металлу
5
Легкое. Зажигание сразу после прикосновения электрода к изделию
2. Стабильность
процесса сварки
1
Плохая. Неустойчивое горение дуги с частыми обрывами
2
Низкая. Неравномерно горящая, вибрирующая дуга с редкими обрывами.
3
Удовлетворительная. Неравномерно горящая, вибрирующая дуга
без обрывов
4
Хорошая. Равномерно горящая дуга с незначительной вибрацией и
хрустящим шумом (треском)
5
Высокая. Спокойно, равномерно горящая дуга без вибрации (мягкое шипение)
3. Разбрызгивание металла
1
Очень большое. Очень много крупных, трудноудаляемых брызг
вблизи шва
2
Большое. Много крупных, трудноудаляемых брызг вблизи шва
3
Повышенное. Умеренное количество крупных и мелких, легкоудаляемых брызг вблизи шва
4
Умеренное. Мелкие брызги, равномерно распределенные вблизи шва
5
Малое. Мало мелких брызг на поверхности образца
4.Качество
формирования
шва
1
Плохое. Валик неравномерный по ширине и высоте, крупночешуйчатый, с видимыми шлаковыми включениями и порами
2
Низкое. Валик неравномерный по ширине и высоте, крупночешуйчатый
3
Удовлетворительное. Валик крупночешуйчатый с отдельными неровностями по высоте и превышениями по кромкам шва
4
Хорошее. Валик мелкочешуйчатый с редкими небольшими неровностями по высоте и небольшими превышениями по кромкам шва
5
Очень хорошее. Валик равномерный, гладкий или мелкочешуйчатый с плавным переходом к основному металлу
5. Эластичность
дуги
1
Плохая. При удлинении дуга сразу обрывается
2
Низкая. Требуется постоянное поддержание короткой дуги, при незначительном удлинении дуга обрывается
3
Удовлетворительная. Дуга удлиняется до двойного диаметра электрода
4
Хорошая. Дуга удлиняется до тройного диаметра стержня электрода, пространственное положение стабильно
5
Высокая. Дуга удлиняется до тройного или более диаметра стержня
электрода, пространственное положение отличается высокой стабильностью
Показатели сварочных свойств сварочного оборудования для дуговой сварки
с балльной оценкой по дифференциальному методу
109
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что называют внешней вольтамперной характеристикой (ВАХ) источни-
ка питания дуги?
2. Какая ВАХ должна быть у источника питания, предназначенного для
ручной дуговой сварки?
3. Из каких узлов состоит сварочный трансформатор типа ТД?
4. Как регулируется сила сварочного тока в трансформаторах с подвижны-
ми обмотками?
5. Какой должна быть внешняя ВАХ источника питания дуги для сварки
под флюсом?
6. Из каких основных узлов состоят однопостовые выпрямители для ручной
дуговой сварки?
7. Какие преимущества и недостатки присущи инверторным и вентильным
источникам питания?
8. Какая внешняя ВАХ должна быть у выпрямителей для дуговой сварки
плавящимся электродом в защитном газе?
9. Из чего состоят выпрямители для дуговой сварки плавящимся электро-
дом в защитном газе?
10. Зачем при питании нескольких дуг от многопостового выпрямителя при-
меняют дроссели?
11. Как устроен сварочный генератор?
12. В чем состоит особенность конструкции инверторных источников пита-
ния дуги?
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изучение настоящего пособия позволяет получить представление об основных свойствах электрической дуги как источника нагрева при дуговой сварке, о требованиях к источникам питания дуги с точки зрения обеспечения
устойчивости горения дуги и постоянства параметров режима сварки, о конструктивных особенностях и особенностях эксплуатации сварочных трансформаторов, выпрямителей, генераторов, инверторных источников питания, сформировать навыки выбора источников питания в зависимости от способа сварки
и характера производства, ознакомиться с документацией и практикой аттестации источников питания дуги в соответствии с требованиями системы аттестации сварочного производства.
Полученные знания могут быть использованы для разработки технологии
сварки разнообразных конструкций при выполнении практических заданий,
курсовых и дипломных работ.
110
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Болдырев, А.М. Сварочные работы в строительстве : учебник / А.М.
Болдырев, А.С. Орлов. – М.: Издательство Ассоциации строительных высших
учебных заведений, 1994. – 432 с.
2. Болдырев, А.М. Источники питания для электродуговой сварки :
конспект лекций / А.М. Болдырев, А.И. Шевцов. - Воронеж.: Воронежский политехнический институт, 1976. – 56 с.
3. Браткова, О.Н. Источники питания сварочной дуги : учебник / О.Н.
Браткова. – М.: Высшая школа, 1982. – 182 с.
4. Теория сварочных процессов / А.В. Коновалов [и др.]. – М.: Изд-во
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. – 752 с.
5. Милютин, В.С. Источники питания для сварки / В.С. Милютин,
М.П. Шалимов, С.М. Шанчуров. – М.: «Айрис-пресс», 2007.- 384 с.
6. Никитин, В.П. Электрические машины и трансформаторы для свар-
ки / В.П. Никитин. – М-Л.: ОНТИ-Энергоиздат, 1934.- 260 с.
7. Сварка в машиностроении: справочник в 4 томах (том 4) / под ред.
Ю.Н. Зорина.- М.: Машиностроение, 1979.- 512 с.
8. Славянов, Н.Г. Труды и изобретения / Н.Г. Славянов.- Пермь.:
Пермское книжное издательство, 1988.- 298 с.
9. ПБ 03-273-99 Правила аттестации сварщиков и специалистов сва-
рочного производства. – М.: ПИО ОБТ, 2004. – 27 с.
10. РД 03-495-02 Технологический регламент проведения аттестации
сварщиков и специалистов сварочного производства. – М.: ПИО ОБТ, 2004. –
107 с.
11. РД 03-613-03 Порядок применения сварочных материалов при изго-
товлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных производственных объектов. М.: ФГУП «Научно-технический центр по
безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2004.- 32 с.
12. РД 03-614-03 Порядок применения сварочного оборудования при
изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для
опасных производственных объектов. М.: ФГУП «Научно-технический центр
по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2004.- 40 с.
13. РД 03-615-03 Порядок применения сварочных технологий при изго-
товлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных производственных объектов. – М.: ФГУП «Научно-технический центр по
безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2004.- 36 с.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]