594704

ГЛАВА 21. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ

21.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВАРОЧНЫХ ПОСТАХ

При выполнении производственных операций за рабочим или бригадой рабочих закрепляется рабочее место в виде определенного участка производственной площади, оснащенной, согласно требованиям технологического процесса, соответствующим оборудованием и необходимыми принадлежностями. Рабочее место электросварщика называют сварочным постом, оборудованным всем необходимым для выполнения сварочных работ. Сварочные посты могут быть стационарными или передвижными. От правильной организации рабочего места в значительной степени зависят как обеспечение высокой производительности труда сварщиков, так и стабильное качество сварных швов и соединений.

Рабочие места сварщиков в зависимости от выполняемой работы и габаритов свариваемых конструкций могут располагаться в специальных сварочных кабинах или непосредственно у этих изделий.

При сварке небольших изделий рабочие места оборудуются свароч-

ными кабинами (рис. 21.1, 21.2) размером 2000x2000 или 2000х3000 мм.

Каркас кабины изготовляется металлическим из стальных труб или профильного проката. Стены кабин делают высотой 1800–2000 мм, для лучшей вентиляции не доводя их до пола на 200–300 мм. В качестве материала для стен используют тонколистовую сталь, асбоцементные плиты или другие несгораемые материалы. Стены окрашивают в светлые тона огнестойкой краской – цинковыми или титановыми белилами, желтым кроном и др., хорошо поглощающими ультрафиолетовые лучи сварочной дуги. Окраска стен в более темные тона не рекомендуется, так как ухудшается освещенность во время перерывов в горении сварочной дуги. Дверной проем в кабине закрывают брезентовым занавесом на кольцах, пропитанным огнестойким составом.

Рис. 21.1. Кабина электросварщика

291

Рис. 21.2. Планировка сварочной кабины: 1 – источник питания дуги;

2 – заземление; 3 – пуск источника питания дуги; 4 – прямой провод; 5 – обратный провод; 6 – стол; 7 – вентиляция; 8 – коврик; 9 – электроды;

10 – щиток; 11 – держатель; 12 – стул; 13 – ящик для отходов

Полы в кабинах настилают из огнеупорного материала: кирпича, цемента или бетона. Кабины должны хорошо освещаться дневным или искусственным светом и хорошо вентилироваться. С этой целью, кроме общей вентиляции, устраивают местные отсосы, поглощающие вредные газы и сварочную пыль непосредственно из зоны их образования. Для сборки и сварки деталей внутри кабины устанавливают сварочный стол высотой 500–600 мм для работы сидя и около 900 мм для работы стоя. Крышку стола площадью около 1 м2 изготовляют или из листовой стали толщиной 15–20 мм, или из чугунной плиты толщиной 20–25 мм, что лучше, так как чугунная крышка не деформируется от нагревания. К нижней части крышки или к ножке стола приваривают стальной болт, служащий для крепления токоподводящего провода от источника сварочного тока и для провода заземления стола. Сбоку стола имеются гнезда для хранения электродов или присадочной проволоки. В выдвижном ящике стола хранится инструмент, а также технологическая документация. Для удобства работы в кабине устанавливают металлический стул с подъемным винтовым сиденьем, изготовленным из неэлектропроводного материала (дерево, пластмасса и др.). Под ногами у сварщика должен находиться резиновый коврик.

При механизированной или автоматической сварке в кабине дополнительно устанавливают аппаратный ящик. Один из основных видов оборудования сварочных постов – источники питания дуги. Они могут быть однопостовыми или многопостовыми. На рабочем месте обычно размещают однопостовые источники питания. При питании сварочных постов от многопостовых источников сварочный ток разводят по кабинам с помощью токоподводящих проводов или шин. В кабине устанав-

292

ливается рубильник или магнитный пускатель для включения сварочного тока.

Кроме того, важным видом оборудования для механизированной и автоматической сварки являются полуавтоматы и автоматы для дуговой сварки, устанавливаемые совместно с необходимым для их успешной работы вспомогательным сварочным оборудованием и приспособлениями. Схемы сварочных постов для различных видов дуговой сварки приведены на рисунке 21.3.

Рис. 21.3. Оборудование рабочего места электросварщика при механизированной сварке в среде защитных газов:

1 – баллон защитного газа; 2 – источник питания дуги; 3 – горелка полуавтомата; 4 – подающий механизм; 5 – деталь

Для дуговой сварки используют как переменный, так и постоянный ток. Источниками переменного тока являются сварочные трансформаторы, а постоянного – сварочные выпрямители, преобразователи и агрегаты. В настоящее время промышленность выпускает различные конструкции всех видов сварочных источников питания.

21.2. СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Сварочные трансформаторы являются понижающими и преобразуют переменный ток одного напряжения подводящей электрической сети (более высокого) в переменный ток другого напряжения (более низкого) той же частоты и служат для питания сварочной дуги. Кроме того, они осуществляют регулирование силы тока и зависимости от требований сварочного режима. Сварочный трансформатор (рис. 21.4) состоит из корпуса 1, внутри которого укреплен замкнутый магнитопровод 2, собранный из пластин электротехнической стали толщиной 0,5 мм. На сердечнике магнитопровода располагают первичную 7 и вторичную 6 обмотки.

293

Рис. 21.4. Сварочный трансформатор

В свою очередь, каждая из обмоток выполнена из двух катушек, расположенных на боковых стержнях сердечника. Соединение их может быть последовательным или параллельным. Между первичной и вторичной обмотками существует индуктивная связь. Пропускание по первичной обмотке, имеющей большее число витков, переменного тока от сети напряжением 220 или 330 В в сердечнике трансформатора создает переменный магнитный поток, который, взаимодействуя с вторичной обмоткой, имеющей меньшее число витков, индуцирует в ней переменный ток той же частоты, но меньшего напряжения и большей силы. Для надежного зажигания дуги вторичное напряжение сварочных трансформаторов обычно не менее 60 В и не более 80 В. Катушки первичной обмотки укреплены неподвижно и включаются в сеть переменного тока.

Катушки вторичной обмотки могут перемещаться вдоль сердечника, и от них сварочный ток подается на дугу. Регулирование сварочного тока производится изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. Регулирование осуществляется винтом 4 и ходовой гайкой 5, жестко связанной с катушками вторичной обмотки. Вращением рукоятки 3 можно перемещать вторичные обмотки вверх или вниз в зависимости от направления вращения винта. При приближении вторичной обмотки к первичной сварочный ток возрастает, при удалении обмоток – уменьшается. Последовательное или параллельное соединение катушек первичной и вторичной обмоток позволяет получать два диапазона регулирования силы тока. Диапазоны силы тока переключают с помощью выведенной на крышку корпуса специальной рукоятки.

294

Сварочные выпрямители служат для преобразования переменного тока в постоянный, предназначенный для питания сварочной дуги. С этой целью в выпрямителях используются полупроводниковые (селеновые, кремниевые или германиевые) выпрямительные элементы. Сварочный выпрямитель (рис. 21.5) состоит из понижающего трехфазного трансформатора 3 с подвижными катушками, выпрямительного блока 2 с охлаждающим вентилятором 1, пускорегулирующей и защитной аппаратурой, смонтированной в общем корпусе.

Рис. 21.5. Сварочный выпрямитель

Понижающий трехфазный трансформатор снижает напряжение сети до необходимого рабочего, а также служит для регулирования сварочного тока изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. Внутри сердечника трансформатора проходит ходовой винт с закрепленной на нем первичной обмоткой. Сварочный выпрямитель имеет два диапазона регулирования сварочного тока.

Сварка выпрямленным током может производиться на прямой и обратной полярности. При прямой полярности деталь подсоединяется к зажиму «+» источника, а электрод – к зажиму «-» источника, при обратной полярности – наоборот.

Сварочный преобразователь. Постоянный непульсирующий ток получают с помощью коллекторных машинных генераторов, выпускаемых в виде сварочных преобразователей или агрегатов. Сварочный преобразователь состоит из генератора постоянного тока и электродвигателя переменного тока, размещенных обычно в общем корпусе и на общем валу. Электродвигатель преобразует энергию переменного тока в механическую, а сварочный генератор преобразует механическую энергию в электрическую постоянного тока, питающего сварочную дугу. В агрегатах используют двигатели внутреннего сгорания. Сварочный

295

генератор состоит из статора с магнитными полюсами и ротора с обмоткой и коллектором (рис. 21.6).

Рис. 21.6. Сварочный преобразователь: 1 – корпус; 2 – электродвигатель;

3 – генератор; 4 – статор; 5 – ротор; 6 – коллектор; 7 – щетки

При работе ротор вращается электродвигателем в магнитном поле статора. В нем возникает переменный ток, который с помощью коллектора преобразуется в постоянный и направляется в сварочную цепь. Сила сварочного тока регулируется реостатом, включенным в обмотку возбуждения статора. Сварочные преобразователи и агрегаты строятся по различным схемам.

Основные обязанности сварщика по обслуживанию источников питания дуги.

1.Перед включением источника питания дуги необходимо очистить его от пыли и грязи, проверить надежность изоляции сварочных проводов, точность их подключения и затяжки гаек на зажимах, а также оградить место сварки щитами, ширмами или брезентовыми занавесями. При обнаружении дефектов в источнике и в сварочных проводах сообщить об этом производственному мастеру, наладчику сварочного оборудования или электромонтеру для их устранения.

2.Убедиться в наличии провода заземления источника и его надежности.

3.При работе на открытой площадке обеспечить защиту оборудования от атмосферных осадков.

4.Включить источник питания дуги магнитным пускателем или рубильником.

5.Во время сварки работать в спецодежде и спецрукавицах.

296

В сырую погоду или в сыром помещении пользоваться резиновыми ковриками.

21.3. ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ СВАРЩИКА

Для выполнения сварочных работ сварщик должен иметь определенный набор инструментов и принадлежностей.

Для крепления покрытого электрода и подвода к нему сварочного тока используют электродвигатели. Предусмотрены три типа электрододержателей в зависимости от силы сварочного тока: до 125 А, на

125–315 и на 315–500 А.

Для защиты глаз и лица электросварщика от прямых излучений сварочной дуги, брызг расплавленного металла и искр применяют защитные щитки. Предусмотрены два типа защитных щитков: ручные с непрозрачным корпусом (тип РН) и наголовные с непрозрачным корпусом (тип НН). Корпус щитков изготовляют из токонепроводящего и невоспламеняющегося материала, стойкого к брызгам расплавленного металла. Обычно применяют черную фибру. В зависимости от силы сварочного тока щитки комплектуют защитными стеклами – светофильтрами. Светофильтры темно-зеленого цвета обеспечивают защиту глаз и кожи лица от излучений в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра дуги при сварке на токах 20–1000 А. Они изготовляются 13 классов (C1, C2, С3 и т.д.). Класс светофильтра выбирается в зависимости от силы сварочного тока. Размер светофильтра 52x102 мм. Светофильтр вставляется в рамку щитка. Для защиты его от брызг снаружи дополнительно вставляют прозрачное стекло, которое сменяется по мере загрязнения и забрызгивания.

Для подвода сварочного тока от источника питания дуги к электрододержателю и детали применяют сварочные провода. Электрододержатели присоединяются к гибкому с медными жилами проводу ПРГД или ПРГДО. При отсутствии значительных механических воздействий можно использовать провод АПРГДО с алюминиевыми жилами. Медный провод ПРГД может противостоять воздействию ударных нагрузок, а также трению о металлические конструкции, абразивные материалы. Длина гибкого провода, к которому присоединяется электрододержатель, обычно равна 2–3 м, остальная часть его может быть заменена проводами марок КРПТ, КРПТН, КРПГ и другими с медными жилами и АКРПТ, АКРПТН с алюминиевыми жилами. Соединение проводов разных марок выполняется муфтами, пайкой или медными кабельными наконечниками и болтами. Провод, соединяющий свариваемое изделие с

297

источником питания, может быть менее гибким и более дешевым. В этом случае применяют провод марки ПРГ.

Для соединения при дуговой сварке горелок, автоматических или полуавтоматических сварочных установок с источниками питания дуги применяют гибкие силовые кабели с алюминиевыми или медными жилами с резиновой изоляцией и оболочкой. Сечение кабелей и проводов выбирают в зависимости от силы сварочного тока в пределах установленных нормативов для электротехнических установок.

Помимо отмеченных принадлежностей сварщику приходится пользоваться набором инструментов: стальными щетками для зачистки кромок перед сваркой и удаления с поверхности швов остатков шлака; мо- лотком-шлакоотделителем для удаления шлаковой корки; зубилом; набором шаблонов для проверки размеров швов и формы подготовки кромок; стальным клеймом, метром, угольником, чертилкой, ящиком для хранения и переноски инструмента.

Спецодежда сварщиков (куртка, брюки, рукавицы) шьется из плотной и трудновоспламеняемой ткани (брезент, сукно и др.).

ВОПРОСЫ

1.Что понимается под понятием «сварочный пост»?

2.Как оборудуются сварочные посты для ручной и механизированной дуговой сварки?

3.Какие источники питания сварочным током используют при дуговой сварке?

4.Назовите принадлежности и инструмент сварщика.

5.Почему для выполнения сварочных работ применяют разные сварочные посты?

6.Что ожидает сварщика при выполнении ручной дуговой сварки без применения щитка со светофильтром?

7.Для чего необходим источник питания дуги при дуговой сварке?

298

ГЛАВА 22. ОХРАНА ТРУДА, ПРОТИВОПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

ИЭКОЛОГИЧЕСКАЯЗАЩИТА

22.1.ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Охрана труда представляется комплексом технических и организационных мероприятий, направленных на создание безопасных и здоровых условий труда работающих. Охрана труда, прежде всего, предусматривает предотвращение производственного травматизма. Главной материальной основой улучшения условий труда являются новые методы производства, новая техника, комплексная механизация и автоматизация производства. Трудовым законодательством предусмотрен ряд льгот для рабочих-сварщиков. К сварочным работам допускаются лица не моложе 18 лет после сдачи техминимума по правилам техники безопасности. Продолжительность рабочего дня сварщика, работающего внутри замкнутых сосудов – 6 часов. Сварщикам ежегодно предоставляется дополнительный оплачиваемый отпуск в зависимости от условий работы. Им выдаются спецодежда, защитные щитки и маски. При тяжелых и вредных работах сварщики получают специальное питание. Обязанность создания нормальных условий труда сварщикам непосредственно на производственных участках и рабочих местах возлагается на мастеров и начальников участков. Организация каждого рабочего места должна обеспечивать безопасное выполнение работ. Рабочие места должны быть оборудованы различного рода ограждениями, защитными

ипредохранительными устройствами и приспособлениями. При правильно организованном производстве, обеспечении условий охраны труда и соблюдении правил техники безопасности и производственной санитарии сварка не представляет собой особо вредного и опасного технологического процесса. Однако для создания безопасных условий работы сварщиков необходимо учитывать, кроме общих положений техники безопасности на производстве, также и особенности выполнения различных сварочных работ. Такими особенностями являются возможные поражения электрическим током, отравления вредными газами

ипарами, ожоги излучением сварочной дуги и расплавленным металлом, поражения от взрывов баллонов со сжатыми и сжиженными газами.

Электробезопасность. Поражение электрическим током происходит при соприкосновении человека с токоведущими частями оборудования.

Сопротивление человеческого организма в зависимости от его состояния (утомленность, влажность кожи, состояние здоровья) меняется

299

в широких пределах от 1000 до 20 000 Ом. Напряжение холостого хода источников питания дуги достигает 90 В, а сжатой дуги – 200 В. В соответствии с законом Ома при неблагоприятном состоянии сварщика через него может пройти ток, близкий к предельному: I=0,09А. Для предупреждения возможного поражения электрическим током при выполнении электросварочных работ необходимо соблюдать основные правила.

1.Корпуса оборудования и аппаратуры, к которым подведен электрический ток, должны быть надежно заземлены.

2.Все электрические провода, идущие от распределительных щитов и на рабочие места должны быть надежно изолированы и защищены от механических повреждений.

3.Запрещается использовать контур заземления, металлоконструкций зданий, а также трубы водяной и отопительной системы в качестве обратного провода сварочной цепи.

4.При выполнении сварочных работ внутри замкнутых сосудов (котлов, емкостей, резервуаров и т.п.) следует применять деревянные щиты, резиновые коврики, перчатки, галоши. Сварку необходимо проводить с подручным, находящимся вне сосуда. Следует помнить, что для осветительных целей внутри сосудов, а также в сырых помещениях применяют электрический ток напряжением не выше 12 В, а в сухих помещениях не выше 36 В. В сосудах без вентиляции сварщик должен работать не более 30 мин с перерывами для отдыха на свежем воздухе.

5.Монтаж, ремонт электрооборудования и наблюдение за ним должны выполнять электромонтеры. Сварщикам категорически запрещается исправлять силовые электрические цепи.

При поражении электрическим током необходимо немедленно выключить ток первичной цепи или освободить от его воздействия пострадавшего, обеспечить к нему доступ свежего воздуха, вызвать врача,

апри необходимости до прихода врача сделать искусственное дыхание.

Защита зрения и открытой поверхности кожи. Электрическая

сварочная дуга излучает яркие видимые световые лучи и невидимые – ультрафиолетовые и инфракрасные. Световые лучи оказывают ослепляющее действие, так как их яркость значительно превышает норму, допускаемую для человеческого глаза (до 10000 раз). Ультрафиолетовые лучи даже при кратковременном воздействии в течение нескольких секунд вызывают заболевание глаз, называемое электроофтальмией. Оно сопровождается острой болью, резью в глазах, слезоточением, спазмами век. Продолжительное действие ультрафиолетовых лучей приводит к ожогам кожи. Инфракрасные лучи при длительном воздействии вызывают помутнение хрусталиков глаз (катаракта), что может

300