|
Сваркой называется процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частям, при их нагревании и расплавлении или пластическом деформировании.
Сварка позволила внести коренные изменения в технологии производства, создать принципиально новые конструкции машин. Например, применение сварных конструкций вместо клёпанных в строительстве позволило сэкономить около 20% металла, снизить на 5 - 30% трудоёмкость изготовления конструкции.
Основным видом сварки является дуговая сварка. Основоположниками сварки являются русские учёные и инженеры - В.В.Петров (1761-1834), Н.Н.Бенардос (1842-1905) и Н.Г.Славянов (1854-1897).
При дуговой сварки для нагрева и расплавления используют электрическую дугу, которую открыл в 1802 г. профессор физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии В.В.Петров и указал на возможность её применения для освещения и плавления металлов. В 1882 г. русский изобретатель Н.Н.Бенардос применил электрическую дугу для плавления и сварки металла неплавящимся угольным электродом с дополнительной присадочной проволокой. В 1888 г. инженер-изобретатель Н.Г.Славянов разработал и применил способ дуговой сварки металлическим электродом, при котором не требовалось металлического прутка, так как плавящийся электрод, включенный в сварочную цепь, подводил ток к дуге и, расплавляясь, заполнял зазор между соединяемыми частями как присадочный металл. Расплавленной дугой жидкий металл детали, электрода или присадочного прутка легко смешивается, образуя общую ванночку. При её охлаждении металл затвердевает и укрепляется его межатомные связи.
Несмотря на большие масштабы использования в промышленности различных видов механизированной сварки, объём применения ручной дуговой сварки сегодня не только не снижается, но и возрастает, что связано с созданием новых материалов и нового оборудования для ручной дуговой сварки.
Создаются новые марки электродов для сварки металлических конструкций, изготавливаемых из самых различных марок стали; высокопроизводительные электроды с железным порошком в покрытии; специальные марки электродов, позволяющих выполнить сварку в различных пространственных положениях, включая сварку сверху вниз и сварку наклонным электродом.
Большое внимание уделяется разработке и созданию нового сварочного оборудования, включая источники питания сварочной дуги, оснастку и другие.
На современном этапе развития сварочного производства в связи с развитием научно-технической революции резко возрос диапазон сварочных толщин, материалов, видов сварки. В настоящее время сваривают материалы толщиной от нескольких микрон (в микроэлектронике) до нескольких метров (в тяжелом машиностроении). Наряду с традиционные конструкционными сталями сваривают специальные стали и сплавы на основе титана, циркония, молибдена, ниобия и других материалов, а также разнородные материалы.
Дуговая сварка занимает ведущее место в сварочном производстве. Повышенное качество и производительность при изготовлении сварных конструкций можно достичь как путём совершенствования и разработки новых технологических процессов ручной дуговой сварки, так и в результате роста уровня механизации и автоматизации сварочных работ. Важнейшая роль в этом принадлежит разработке и освоению в производстве оборудования, отвечающего современным требованиям.
Рабочие кабины. Для защиты рабочих от излучения дуги в постоянных местах сварки устанавливают для каждого сварщика отдельную кабину размером 2 х 2,5 м и 2х2 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 стали (из трубы или уголка). Пол в кабине должен быть из огнестойкого материала (кирпич, бетон, цемент). Стены 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 м ч на каждого рабочего.
Вентиляционный отсос располагают так, чтобы газы, выделяющиеся при сварке, проходили мимо сварщика.
Сварку деталей производят 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 заменяется манипулятором, на котором изделие собирается и сваривается в удобном для сварщика положении. Сварочный пост оснащен генератором, выпрямителем или сварочным трансформатором.
Щитки и маски применяют для защиты глаз и лица электросварщика от прямого излучения электрической дуги, брызг расплавленного металла и искр. Их изготовляют по ГОСТ 12.4.035— 78 из токонепроводящего, нетоксичного и невоспламеняющегося 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 ручку 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. Щитки и маски должны иметь массу не более 0,6 кг. Они комплектуются светофильтрами.
Светофильтр выбирается в зависимости от мощности дуги (сварочного тока).
По ГОСТ 12.4.080-79 выпускают стеклянные светофильтры следующих марок:
Для вспомогательных рабочих при электросварке используются светофильтры В-1; В-2; В-3.
По заказу потребителя щитки и маски комплектуются покровным стеклом по ГОСТ 111—78 для защиты светофильтра от брызг металла и защитным стеклом из оргстекла, которое нужно 2—3 раза в месяц заменять новым. Рамка щитков и масок, предназначенная для установки стекол, должна иметь размеры в свету 40 х 90 мм. Нельзя пользоваться случайными цветными стеклами, так как они не могут надежно защищать глаза от невидимых лучей сварочной дуги, вызывающих хроническое заболевание глаз.
Электрододержатели применяют для закрепления электрода и подвода к нему тока при ручной дуговой сварке по ГОСТ 14651—78Е. Основные параметры электрододержателей должны соответствовать указанным в табл. 20.
Электрододержатели допускают захват электрода не менее чем в двух положениях: перпендикулярно и под углом не менее 115° к оси электрододержателя. Токоведущие части электрододержателя необходимо надежно изолировать от случайного соприкосновения со свариваемым изделием или руками сварщика. Сопротивление изоляции 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 более 55 °С. Поперечное сечение рукоятки на длине, охватываемой ладонью сварщика, должно вписываться в круг диаметром не более 40 мм. Схемы некоторых конструкций электрододержателей показаны на рис. 1.
Рис. 1. Типы электрододержателей:
а - вилочный; б-щипцовый; в — завода «Электрик» г - с пружинящим кольцом
Дополнительный инструмент сварщика. Для присоединения провода к изделию применяют винтовые зажимы типа струбцин, конец провода в которые впаивают твердым припоем.
Зажимы должны обеспечивать плотный контакт со свариваемым изделием.
Для зачистки швов и удаления шлака применяют проволочные щетки — ручные и с электроприводом.
| 
