Введение

Место прохождения практики: Томский Коммунальный Строительный Техникум.

Прохождения практики: 2недели .

Цель научиться: сварки.

Задачи практики: изучить теоретическую часть и практическую.

Лабораторная работа №1

техники безопасности при проведении сварочных работ

Газопламенная обработка связана с использованием горючих взрывоопасных газов. Это требует строгого соблюдения следующих правил техники безопасности:

Запрещается производить работы в непосредственной близости от легковоспламеняющихся, горючих материалов, таких как бензин, керосин, стружка и др.

Сварку внутри резервуаров и в плохо вентилируемых помещениях и емкостях следует вести с применением систем принудительной вентиляции и с перерывами в работе. Снаружи должен находиться второй человек, который способен оказать помощь в случае необходимости.

При резке металлов больших толщин следует применять резаки с удлиненными трубками для уменьшения влияния высокой температуры на рабочего.

Выполнение газопламенных работ и применение открытого огня допускается на расстоянии не менее 10м от перепускных рам и передвижных ацетиленовых генераторов и 5м от отдельно стоящих баллонов с горючими газами.

При сварке можно применять только редукторы с исправными манометрами.

Кислородные редукторы следует предохранять от попадания на них смазочных материалов.

При пуске газа в редуктор нельзя стоять перед редуктором.

Все соединения редуктора должны быть герметичны.

Запрещается использование переходников, тройников для одновременного питания нескольких горелок.

Во время транспортировки баллонов с газом на них необходимо навернуть защитные колпачки для предотвращения от случайных повреждений и загрязнения. Переносить или передвигать их следует на специальных устройствах (тележках, носилках), во избежание их падения либо ударов друг о друга. Можно перемещать баллоны кантовкой, слегка наклоняя, но только на короткие расстояния.

На месте сварки хранить кислородные баллоны можно только при непосредственном проведении сварочных работ. На рабочем посту разрешается хранить 2 баллона: 1-й рабочий, 2-ой запасной. Неполные баллоны следует хранить только в вертикальном положении и закрытыми, чтобы избежать возможности их падения и механического повреждения. Пустые же баллоны разрешается хранить штабелями, но высотой не более 4 рядов. Баллоны, хранящиеся на строительных площадках, должны храниться во временном складе из огнеупорного материала.

Вентили кислородных баллонов следует предохранять от попадания на них масел, пленки которых могут самовоспламеняться при контакте со сжатым кислородом. Запрещается работать с баллонами, давление в которых ниже рабочего, установленного редуктором данного баллона.

Баллоны для газов-заменителей окрашивают в красный цвет и эксплуатируют в соответствии с правилами обращения с баллонами со сжатым или сжиженным газом. В процессе хранения и эксплуатации нельзя подвергать баллоны с газами нагреву, так как это приводит к повышению давления в них и может привести к взрыву.

Поражение электрическим током. При дуговой сварке используют источники тока с напряжением холостого хода от 45 до 80 В, при постоянном токе от 55 до 75 В, при переменном токе от 180 до 200 В при плазменной резке и сварке. Поэтому источники питания оборудуются автоматическими системами отключения тока в течение 0,5 ... 0,9 с при обрыве дуги. Человеческое тело обладает собственным сопротивлением и поэтому безопасным напряжением считают напряжение не выше 12 В.

При работе в непосредственном контакте с металлическими поверхностями следует соблюдать следующие правила техники безопасности:

Надежная изоляция всех токоподводящих проводов от источника тока и сварочной дуги.

Надежное заземление корпусов источников питания сварочной дуги (рис. 1.1).

Применение автоматических систем прерывания подачи высокого напряжения при холостом ходе.

Надежная изоляция электрододержателя для предотвращения случайного контакта с токоведущими частями электрододержателя с изделием.

При работе в замкнутых помещениях (сосудах) кроме спецодежды следует применять резиновые коврики (калоши) и источники дополни тельного освещения.

Не допускается контакт рабочего с клеммами и зажимами цепи высокого напряжения.

Каждый сварочный пост должен быть огорожен негорючими материалами по бокам, а вход - асбестовой или другой негорючей тканью во избежание случайных повреждений других рабочих.

Краска, применяемая для окрашивания стен и потолков постовых кабин, должна быть матовой, чтобы уменьшить эффект отражения светового луча от них.

Поражение лучами электрической дуги. Сварочная дуга является источником световых лучей, яркость которых может вызывать ожоги незащищенных глаз при облучении их всего в течение 10 ... 15 с. Более длительное воздействие излучения дуги может привести к повреждению хрусталика глаза и полной потере зрения. Ультрафиолетовое излучение вызывает ожоги глаз и кожи (подобно воздействию прямых солнечных лучей), инфракрасное излучение может вызвать помутнение хрусталика глаза. Стены кабины должны быть окрашены в светлые тона для ослабления контраста с яркостью дуги. При работе вне кабины применяются специальные ширмы и защитные щиты.

Техника безопасности при сварке электронным лучом

При использовании сварочных аппаратов с применением электронного луча техника безопасности указывается в сопровождающей документации на это оборудование.

Пожаробезопасность при проведении сварочных работ

При дуговой электросварке и особенно резке брызги расплавленного металла разлетаются на значительные расстояния, что вызывает опасность пожара. Поэтому сварочные цеха (посты) должны сооружаться из негорючих материалов, в местах проведения сварочных работ не допускается скопление смазочных материалов, ветоши и других легковоспламеняющихся материалов.

При газовой сварке и резке возможность взрывов и пожаров обусловлена применением горючих газов и паров горючих жидкостей, которые в смеси с воздухом могут взрываться при повышении температуры или давления. Ацетилен образует соединения с медью, серебром и ртутью, которые могут взрываться при температуре выше 120 °С от ударов и толчков.

При воспламенении карбида при хранении или транспортировке и ацетиленового генератора для тушения необходимо использовать сжатый азот или углекислотный огнетушитель. Для быстрой ликвидации очагов пожаров вблизи места сварки всегда должны быть емкости с водой или песком, лопата, а также ручной огнетушитель.

Пожарные рукава, краны, стволы, огнетушители должны находиться в легкодоступном месте. Пожар может начаться не сразу, поэтому по окончании сварки следует внимательно осмотреть место проведения работ, не тлеет ли что-нибудь, не пахнет ли дымом и гарью.

Требования безопасности при проведении сварочных работ

При конструировании и изготовлении источников учитывают положения Системы стандартов безопасности труда (ССБТ), а также ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004 «Источники питания для сварки. Требования безопасности», идентичного стандарту Международной электротехнической комиссии IEC 60974-1:1998 подобного названия. По этому стандарту входные цепи источников рассчитывают на подключение к сети переменного тока напряжением не более 1000 В, обычно — на 380 В. Бытовые источники обычно подключают к сети 220 В. Если источник работает в среде без повышенной опасности поражения электрическим током, то напряжение холостого хода не должно превышать 113 В пикового значения. Например, для источника переменного тока это соответствует 80 В действующего (среднеквадратичного) значения. Если источник переменного тока предназначен для работы в среде с повышенной опасностью, то его напряжение холостого хода ограничивается 48 В действующего значения. Напряжение холостого хода при механизированной сварке может достигать 141В пикового значения (для переменного тока 100 В действующего значения). Для специальных способов, например, плазменной резки допускается напряжение 500 В. Подключение источника к сети выполняется на доске зажимов, выполненной из прочного изоляционного материала. Провода питающего кабеля присоединяются к стальным зажимам гайками или болтами с шайбами, а сам кабель дополнительно крепится к корпусу. Доска имеет надпись «сеть» и закрывается крышкой с помощью винтов. Если у источника предусмотрена возможность подключения к разным сетям питания, например, 220 В и 3 х 380 В, то зажимы маркируются, чтобы предотвратить путаницу. Если источник укомплектован постоянно подключенным кабелем, то его длина не должна превышать 2 м, а провода снабжаются маркировкой, в частности провод для подключения к нейтрали сети может быть полосатым желто-зеленым.

Устройства для включения-выключения питания (контактор, автоматический выключатель) должны переключать все фазные провода и давать видимую информацию о включенном состоянии (положение рукоятки, сигнальная лампа и т. д.). Не должно быть гальванической связи входной и сварочной цепей — их связь осуществляется только через трансформатор. Не допускается внутреннего соединения сварочной цепи с заземлением, корпусом и другими металлическими деталями. Внутренние провода должны иметь двойную изоляцию (основную и дополнительную на случай повреждения основной) или усиленную основную изоляцию и соответствующее расчетным токам сечение. Провода закрепляют, чтобы избежать их разматывания и касания друг друга и корпуса. Подвижные катушки и шунты, а также неизолированные провода сварочных цепей располагают с достаточным воздушным зазором от остальных частей.

Подключение сварочных проводов к источнику выполняется с помощью быстродействующих байонетных разъемов или винтовым соединением на доске зажимов, отдельной от доски зажимов входной цепи. Разъемы и зажимы маркируются знаками « —» и « + » или символами электрододержателя (горелки) и струбцины (детали). Корпус источника должен иметь болт на защищенном от коррозии участке с определенным символом или надписью «Земля» (РЕ —point of earthing) для крепления внешнего защитного провода (заземления).

Если корпус источника выполнен в форме шкафа, то он должен иметь электрическую блокировку дверей или запираться на замок. Конструкцией осциллятора предусматривается блокировка, исключающая его работу при снятом кожухе, и не допускается непосредственный контакт цепей высокой и низкой частоты. Если в составе источника имеются конденсаторы, то при выключении источника необходимо предусмотреть их автоматический разряд ниже 60 В в течение 1 с.

Источники, как и другие виды электротехнических изделий, по способу защиты человека относят к одному из пяти классов: 0, 0I, I, II и III. Классу 0 соответствуют источники, имеющие по крайней мере рабочую (основную) изоляцию и не имеющие заземления. Таковы, например, агрегаты с двигателями внутреннего сгорания. Большая часть источников относится к классам 0I и I, они имеют по крайней мере рабочую изоляцию и болт для заземления. Бытовые источники соответствуют классу II, в них предусматривается двойная изоляция, поскольку бытовая сеть обычно не имеет линии заземления.

Кожух источника должен обеспечивать защиту сварщика от прикосновения к токоведущим и вращающимся частям, а также защиту источника от попадания внутрь него воды и твердых тел. По этим признакам устанавливается степень защиты IP (index protection) источника. Большинство источников имеют степень защиты IP 22. Это означает, что кожух защищает от попадания внутрь источника пальцев и твердых тел диаметром более 12 мм, а также от капель воды, падающих под углом до 15° к вертикали.

Эргономические требования относятся, в частности, к наружной окраске источников. Принято окрашивать источники питания в немаркие нейтральные цвета — серый, стальной, темно-зеленый. Источники повышенного напряжения, например, для плазменной резки, для привлечения внимания, наоборот, окрашивают в яркий цвет — желтый или красный. Крупные фирмы, как правило, пользуются своей гаммой цветов, позволяющей выделить их оборудование среди прочих. Приборы и органы управления источников располагают на высоте от 600 до 1800 мм от пола на передней вертикальной или горизонтальной поверхности. Кнопка «аварийный стоп» выполняется в виде красного грибка диаметром не менее 40 мм, удобной для нажатия формы. Источники для механизированной сварки снабжаются пультом дистанционного управления.

Лабораторная работа №2

Ручная дуговая сварка

При ручной дуговой сварке (РДС) покрытыми электродами возбуждение сварочной дуги, поддержание постоянства ее длины в процессе образования шва, перемещение дуги вдоль свариваемых кромок со скоростью сварки и подача электрода по мере его плавления осуществляется сварщиком вручную. Поэтому качество сварного соединения определяется в основном квалификацией сварщика (умения возбудить дугу, поддерживать постоянство ее длины, выполнять требуемые колебательные движения электрода, сваривать швы в разных пространственных положениях, видеть и контролировать формирование сварочной ванны и шва и т. д.).

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами в настоящее время широко используется при изготовлении сварных конструкций, как в нашей стране, так и за рубежом. Это объясняется универсальностью процесса, простотой и мобильностью применяемого оборудования, возможностью выполнения сварки в разных пространственных положениях.

Существенным недостатком ручной дуговой сварки покрытыми электродами является невысокая производительность процесса и зависимость качества сварного шва от практических навыков сварщика.

К электроду и свариваемому изделию для возбуждения и поддержания сварочной дуги от источника питания подводится постоянный или переменный ток (рис. 2.1.). Дуга расплавляет металлический стержень электрода, его покр тие и основной металл. Расплавляющееся покрытие образует шлак и газы. Шлак обволакивает капли металла, образующиеся при плавлении электродной проволоки. В сварочной ванне электродный металл смешивается с расплавленным металлом изделия, а шлак всплывает на поверхность ванны.

Расплавленный шлак, покрывая капли электродного металла и поверхность сварочной ванны, способствует предохранению их от контакта с воздухом и участвует в металлургической обработке расплавленного металла.

При расплавлении и распаде покрытия газы оттесняют воздух из зоны дуги и способствуют созданию лучших условий для защиты расплавленного металла сварочной ванны.

Электроды для РДС

Для РДС плавящимся электродом применяют электроды, представляющие собой стержни из сварочной проволоки (длиной 225-450 мм) с электродным покрытием.

Электродное покрытие предназначено для повышения устойчивости горения дуги, образования комбинированной газошлаковой защиты, легирования и рафинирования металла.

Для изготовления покрытий применяют различные материалы (компоненты):

Газообразующие компоненты – органические вещества: крахмал, пищевая мука, декстрин либо неорганические вещества, обычно карбонаты (мрамор СаС0₃, магнезит MgC0₃ и др.).

Легирующие элементы и элементы – раскислители: кремний, марганец, титан и др., используемые в виде сплавов этих элементов с железом, так называемых ферросплавов. Алюминий в покрытие вводят в виде порошка-пудры.

Ионизирующие или стабилизирующие компоненты, содержащие элементы с низким потенциалом ионизации, а также различные соединения, в состав которых входят калий, натрий, кальций, мел, полевой шпат, гранит и др.

Шлакообразующие компоненты, составляющие основу покрытия - обычно это руды (марганцовая, титановая), минералы (ильменитовый и рутиловый концентраты, полевой шпат, кремнезем, гранит, мрамор, плавиковый шпат и др.).

Связующие – водные растворы силикатов натрия и калия, называемые натриевым или жидким калиевым стеклом, а также жидким натриево-калиевым стеклом.

Формовочные добавки – вещества, придающие обмазочной массе лучшие пластические свойства, – бентонит, каолин, декстрин, слюда и др.

Для повышения производительности сварки, увеличения количества дополнительного металла, вводимого в шов, в покрытии электродов может содержаться железный порошок до 60% массы покрытия. Многие материалы, входящие в состав покрытия, одновременно выполняют несколько функций, обеспечивая и газовую защиту в виде газа СO₂, и шлаковую защиту в виде СаО и т. д.

Газовая защита образуется в результате диссоциации органических веществ при температурах выше 200°С, диссоциации карбонатов при температуре ~ 900°С

, ,

а также последующей диссоциации С0₂

.

Состав шлакообразующих может быть различным. Это оксиды СаО, MgO, MnO, FeO, A1₂0₃, Si0₂, Ti0₂, Na₂O, галогены CaF₂ и др.

Плавящиеся штучные электроды (с покрытием) согласно ГОСТ 9466 - 75 классифицируют:

по назначению,

типам,

толщине и виду покрытия,

группам,

роду и полярности тока,

допустимым пространственным положениям сварки.

Согласно этой классификации электроды маркируют.

Оснащение стационарного поста для РДС

В стационарных условиях сварочного цеха, участка или лаборатории для выполнения работ ручной дуговой сваркой покрытыми электродами оборудуют специальные посты РДС. Пример комплектации стационарного поста РДС. П ост представляет собой отдельную кабину размером 2×2,5 м и 2×2м. Кабины обязательно имеют стенки для защиты от излучения дуги соседних рабочих мест.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. Стационарный пост для РДС: 1 – источник питания; 2 – сварочный стол; 3 – вентиляционный отсос; 4 – ящик для инструмента; 5 – электрододержатель; 6 – ящик с электродами. Вентиляционный отсос 3 (рис. 2.2.) располагают так, чтобы газы, выделяющиеся при сварке, проходили мимо сварщика.Сварку деталей производят на рабочем столе 2 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 источником питания 1 (генератором, выпрямителем или сварочным трансформатором).Обязательным условием выполнения сварочных работ является использование защитных щитков сварщика, которые обязательно имеются на рабочих местах и применяют для защиты глаз и лица электросварщика от прямого излучения электрической дуги, брызг расплавленного металла и искр. Их изготовляют по ГОСТ 12.4.035 из токонепроводящего, нетоксичного и невоспламеняющегося материала. Внутренняя сторона корпусов щитков должна иметь матовую гладкую поверхность черного цвета. Щиток имеет ручку овального сечения длиной не менее 120 мм, или снабжен устройством, удерживающим ее на наголовнике не менее чем в двух фиксированных положениях: опущенном (рабочем) и откинутом назад. Щитки должны иметь массу не более 0,6 кг. Они комплектуются светофильтрами. Светофильтр выбирается в зависимости от мощности дуги (сварочного тока). Нельзя пользоваться случайными цветными стеклами, так как они не могут надежно защищать глаза от невидимых лучей сварочной дуги, вызывающих хроническое заболевание глаз. Электрододержатели для закрепления электрода и подвода к нему тока при ручной дуговой сварке. Электрододержатели допускают захват электрода не менее чем в двух положениях: перпендикулярно и под углом не менее 115⁰ к оси электрододержателя. Токоведущие части электрододержателя необходимо надежно изолировать от случайного соприкосновения со свариваемым изделием или руками сварщика. Схемы некоторых конструкций электрододержателей

Типы электрододержателей

а – вилочный; б- щипцовый; в – завода «Электрик»; г – с пружинящим кольцом. 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. Для клеймения швов, вырубки дефектных мест, удаления брызг и шлака служат клейма, зубила и молотки. Для хранения электродов при сварке используют специальные ящики 6. Сварочные провода служат для подвода тока от сварочной машины или источника питания к электрододержателю и свариваемому изделию. Применять провод длиной более 30 м не рекомендуется, так как это вызывает значительное падение напряжения в сварочной цепи.