Оборудование электросварочного поста ручной дуговой сварки

Введение

Сваркой называется процесс  получения неразъёмных соединений путём установления межатомных связей между свариваемыми частями при  их нагревании или пластическом реформировании, или совместном действии того или  другого.

Сварки электрической  дугой называются в настоящее  время самым распространённым способом неразъёмного соединения металлов. Электрическую  дугу впервые наблюдал в 1802 году русский  учёный В.В. Петров. Он уже указал на возможность использования образующегося  при горении дуги тепла для  нагрева металла до температуры  плавления.

В 1882 году русский изобретатель Н.Н. Бенардос впервые в мире разработал способ электродуговой сварки металлов с применением не плавившегося угольного электрода, и сварки металлическим электродом были изобретены инженером металлургом Н.Г. С Ливановым. Дуговая сварка получила распространение в резервуаростроении, вагоностроении, су- достроении, и также на первых крупнейших стройках нашей страны Днепрогэсе, Магнитогорском и Кузнецком металлургических комбинатах и др.

За последние годы в  России достигнуты значительные успехи в разработке новых прогрессивных  методов сварки, создание высоко экономических  сварных конструкций, разработке новых  сварных материалов и освоение сварки многих специальных сталей, известных  металлов и сплавов. По уровню сварочной  техники, глубине разработки технологических  процессов и объёму применения сварки наша страна занимает первое место  в мире. Современный уровень развития сварочной техники в РФ является прочной базой для дальнейшего  её развития и эффективного использования  как модного средства значительного  повышения производительности труда, экономии материалов, повышения качества и дешевизны продукции.

 

1. Основная часть

 

1. Оборудование электросварочного поста для ручной сварки

 

Каждый пост для ручной дуговой сварки состоит из источника  питания дуги, сварочных изолированных  кабелей (проводов), электрододержателя, в котором закрепляют электрод, и зажимного приспособления (струбцины, клеммы и др.) для присоединения сварочного кабеля к свариваемому изделию, столу или к устройству, в котором размещается свариваемое изделие.

Оборудование сварочных  постов зависит от характера производства, размеров свариваемых изделий, принятой технологии изготовления изделий, размещения постов и целого ряда других факторов.

Из всех вариантов устройства сварочных постов можно выделить два: в одном сварочный пост располагается  в сварочной кабине; в другом расположен открыто в цехе для сварки громоздких изделий.

Кабины предназначены  для аварки сравнительно небольших  по размерам изделий (деталей), не требующих  специальных приспособлений для  сборки и сварки.

Сварочная кабина, помимо оборудования, необходимого для сварочной дуги, имеет: рабочий стол, стул сварщика, местную вытяжную вентиляцию, светильник, брезентовый занавес, закрывающий  вход в кабину. Свободная площадь кабины должна составлять 3-4 м². Стенки кабины для свободного притока воздуха не должны доходить до пола на 200- 250 мм. Стенки внутри кабины окрашиваются матовой краской в серый, голубой или желтый цвет.

Рабочий стол сварщика может быть неподвижным или вращающимся  с регулированием высоты стола. Высота стола для работы сидя должна быть 0,5-06 м, а для работы стоя около 0,9 м. Крышка стола изготовляется из листовой стали толщиной 10-15 мм или из чугуна толщиной около 25 мм (в этом случае не будет коробления крышки от нагревания при сварке). Площадь крышки стола должна быть около 1 м². К одной из ножек стола приваривают болт для присоединения сварочного кабеля от источника питания. Рядом со сварщиком на ножке стола располагается ящик для электродов. Два ящика используются для хранения инструмента и документации.

Рис. 1 Планировка сварочной  кабины.

 

1 – источник питания  дуги; 2 – заземление; 3 – пускатель  источника питания; 

4 и 5 – прямой и обратный  токопроводящие провода; 6 – стол; 7 – вентиляция; 8 – коврик; 9 –  электроды; 10 – щиток; 11 – электродержатель; 12 – стул; 13 – ящик для отходов; 14 – дверной проем.

 

Возможны и другие конструкции  сварочных столов, приспособленных  для сварки изделий определенной конструкции.

Источник питания дуги (сварочный  трансформатор или электросварочный агрегат постоянного тока) может  располагаться непосредственно  в кабине или находиться вне кабины при групповом размещении источников питания. В последнем случае усложняется  регулирование сварочного тока, но улучшаются условия ухода за сварочным  оборудованием.

При расположении сварочных постов вне кабины, когда сваривают крупные  изделия, не помещающиеся в кабинах, сварщик работает непосредственно  у изделия. Рабочее место сварщика в этом случае должно быть ограждено переносными щитами или ширмами высотой 1,2-1,5 м для защиты окружающих от света сварочной дуги. Если сварщик работает на некоторой высоте от пола, то применяются переносные щиты на высоких штативах.

При работе вне кабины источник питания  размещается непосредственно у  рабочего места сварщика. При групповом  размещении источников питания в  цехе устраиваются постоянные щитки, располагаемые  на определенном расстоянии друг от друга, с клеммами для присоединения  сварочных кабелей. Щитки соединяются  с источником питания постоянной проводкой.

2. Инструменты сварщика

 

Для защиты светофильтра от брызг металла используют покровные  органические стекла, которые по мере повреждения заменяют новыми.

Сварочные провода. Ток от силовой сети подводится к сварочным аппаратам по проводам марки КРПТ. От сварочных аппаратов к рабочим местам сварочный ток поступает по гибкому проводу марки ПРГ, АПР или ПРГД с резиновой изоляцией. К электрододержателю должен быть подключен гибкий медный провод марки ПРГД длиной не менее 3 м.

Длина проводов от сварочных  аппаратов к рабочему месту не должна быть более 30 ... 40 м, так как  при большой длине проводов напряжение в них значительно падает, что  приводит к уменьшению напряжения дуги. Для соединения сварочных проводов применяют специальные муфты, медные наконечники и болты. Температура нагрева проводов не более 70 градусов.

Для зажатия электрода  и подвода к нему сварочного тока служит электрододержатель. Более совершенными являются электрододержатели с пружинами.

Рис. 3 Типы электрододержателей:

a-с продольной пружиной, d-диаметр пружины, p-сила зажима электрода,

d = 3 мм, держатель закрыт с двух сторон текстолитовыми накладками;

б-с поперечной пружиной.

Применяются также винтовые, пластинчатые, вилочные и другие типы электрододержателей. Согласно ГОСТ 14651-69 электрододержатели выпускаются трех типов в зависимости от силы сварочного тока: 1 типа – для тока 125 А; 2 типа -125 -315 А; 3 типа – 315 – 500 А.

Электрододержатель должен выдерживать без ремонта 8000 зажимов электродов. Время смены электрода не должно превышать 4 с.

Рис. 4   Типы электрододержателей:

а – вилочный; б – щипцовый; в – завода «Электрик»; г –  с пружинным кольцом

 

Щитки и маски изготовляются  по ГОСТ 1361-69. Материалом служит черная фибра или пластмасса с матовой  поверхностью. Масса щитка не должна превышать 0,48 кг, маски – 0,50 кг.

Защитные стекла (светофильтры) предназначены для защиты глаз и  кожи лица от лучей дуги, брызг металла  и шлака. Размер светофильтра – 52 х 102 мм. Светофильтр вставляется в  рамку щитка или маски. Светофильтр  защищают от брызг снаружи обычным  оконным стеклом. Прозрачное стекло сменяется по мере загрязнения.

Одежда сварщика. В комплект одежды входят куртка, брюки и рукавицы.

Куртку и брюки шьют из брезента, сукна или асбестовой ткани. Одежду из прорезиненного материала не применяют, так как ее легко прожечь нагретыми металлическими частицами. Брюки должны прикрывать обувь для предохранения ног от ожога. Рукавицы могут быть брезентовыми или спилковыми.

Дополнительный инструмент сварщика. Для зачистки кромок перед  сваркой и удаления с поверхности  швов остатков шлака применяют стальные щетки - ручные или с электроприводом. Остывший шлак с поверхности шва  удаляют молотком-шлакоотделителем.

Рис. 5  Инструмент для  зачистки сварного шва и свариваемых  кромок:

а – металлическая щетка; б – молоток-шлакоотделитель.

 

Для подсоединения «массы»  к заготовке служат винтовые или  пружинные зажимы, в которые токопроводящий провод впаивают высокотемпературным  припоем или закрепляют механически.

Рис. 6  Токопроводящие зажимы:

а – быстродействующий с пружинным зажимом; б – с винтовым зажимом; в – с винтовой струбциной.

 

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, чертилок и специальных  приспособлений. При монтажных сварочных  работах сварщики используют надеваемые через плечо брезентовые сумки, в которые помещают электроды.

 

3. Однопостовые сварочные трансформаторы

 

Сварочные трансформаторы ТС и ТСК относятся к трансформаторам  с увеличенным магнитным рассеянием. Регулирование сварочного тока производится путем изменения расстояния между  первичной и вторичной обмотками  при перемещении катушек вторичной  обмотки. Трансформаторы ТСК отличаются от трансформаторов ТС наличием конденсаторов, обеспечивающих повышение коэффициента мощности (соз ср).

Трансформатор ТСП-l также построен с увеличенным магнитным рассеянием. Этот трансформатор в отличие от предыдущих не имеет подвижных катушек. Реулирование сварочного тока ступенчатое, т. е. осуществляется путем переключения количества витков вторичной обмотки на клеммовой доске трансформатора. Трансформатор имеет небольшой вес, благодаря чему очень удобен в эксплуатации.

Трансформаторы СТШ-300, СТШ-500 конструкции института 1 электросварки  им. Е. О. Патона имеют магнитные шунты; сварочный ток I регулируется изменением положения шунтов. Для удобства транспортировки  трансформаторы снабжены обрезиненными  колесами, убирающейся ручкой и рым-болтом.

Сварочный трансформатор  СТЭ. Этот тип сварочного трансформатора относится к группе трансформаторов  с отдельной реактивной катушкой. Сварочный трансформатор СТЭ  состоит из собственно трансформатора и индукционного регулятора.

Трансформатор однофазный имеет  две обмотки  - первичную, включаемую в силовую сеть зажимами А-Х, и вторичную - зажимами а-х, которая соединяется последовательно с регулятором и включается в сварочную цепь.

Как трансформатор, так и  регулятор имеют естественное воздушное  охлаждение. Кожухи трансформатора и  регулятора сделаны из тонкого листового  железа. Для облегчения передвижения трансформатор и регулятор

снабжены колесами.

Сердечник трансформатора собирается из листов трансформаторной стали толщиной 0,5 мм. Обмотки трансформатора выполнены в виде двух цилиндрических катушек, каждая из которых состоит из двух слоев изолированного медного провода марки ПБД (первичная обмотка) и одного наружного слоя голой шинной меди (вторичная обмотка).

Первичные обмотки для  напряжения 380 В соединяются между собой последовательно, а для напряжения 220 В - параллельно. Вторичные обмотки в обоих случаях соединяются последовательно.

На одной торцовой стенке кожуха трансформатора имеется клеммовая доска, к которой подведены концы первичной обмотки. На противоположной торцовой стенке имеется клеммовая доска вторичной обмотки. Каждый зажим снабжен кабельным наконечником, предназначенным для впаивания в него провода соответствующего сечения.

Сердечник регулятора также  собирается из трансформаторной стали  толщиной 0,5 мм. Обмотка регулятора сделана из голой шинной меди с  асбестовыми прокладками, пропитанными теплостойким лаком.

В верхней части сердечника имеется подвижный пакет, движением  которого регулируется воздушный зазор. Регулирование производится рукояткой, которая насажена на винт. Винт входит в гайку, вмонтированную в подвижный  пакет. Вращение рукоятки по часовой  стрелке вызывает увеличение воздушного зазора в сердечнике регулятора, уменьшение индуктивного сопротивления и, следовательно, увеличение сварочного тока. Вращение рукоятки против часовой стрелки  вызывает уменьшение сварочного тока.

Чтобы избежать сильной вибрации, подвижный пакет прижимается  двумя специальными пружинами. В  некоторых типах регуляторов  имеется специальный прижимной  винт.

На торцовой стенке кожуха, над винтом подвижного пакета, расположен

указатель тока, шкала которого градуирована в амперах. При номинальном  напряжении питающей сети и при рабочем  напряжении трансформатора (на его  вторичных зажимах) точность показаний  шкалы равна 10%.