2.1. Організація робочого місця зварника.

Зварювальний пост (мал..1) – робоче місце зварника, обладнане всім необхідним для виконання зварювальних робіт й отримання високоякісного зварного шва.

Зварювальні пости можуть бути стаціонарні й пересувні.

Пересувні пости використовують при зварюванні великих виробів безпосередньо на виробничих ділянках.

Стаціонарні пости – це відкриті зверху кабіни для зварювання виробів невеликих розмірів. Каркас кабіни висотою 1800-2000мм виготовляють із сталі. Для кращої вентиляції їх не доводять до підлоги на 200-300мм. В якості матеріалу для стін застосовують тонколистову сталь, азбестові плити або інші не горючі матеріали. Стіни фарбують в світлі відтінки вогнестійкою фарбою - цинковими або титановими білилами, жовтим кроном, які добре поглинають ультрафіолетові випромінювання зварювальної дуги. Двері кабін закривають брезентовою ширмою. Кабіни повинні освітлюватись денним і штучним світлом й мати хорошу вентиляцію.

Зварювальний пост для ручного дугового зварювання.

Зварювальний пост складається з :

1 – джерела живлення;

2 – зварювальних кабелів;

3 – електродотримача;

4 – ящика для електродів;

5 – зварювального стола;

6 – складально-зварювальних

пристроїв.

Мал.1

Згідно теми дипломної роботи зварна кришка виготовляється ручним дуговим та газовим зварюванням.

Ручне дугове зварювання – це зварювання плавкими, штучними електродами, де подача електроду й переміщення дуги вподовж зварювальних кромок виконується вручну.

Дуга горить між електродом і основним металом. Під дією дуги електрод і основний метал плавляться, утворюючи металеву зварювальну ванну. Краплі рідкого металу з електроду переносять у ванну через дуговий проміжок. Разом із стрижнем плавиться покриття , утворюючи газовий захист навкруги дуги і рідкої шлакової ванну на поверхні розплавленого металу. У міру руху дуги метал рідкої зварювальної ванни застигає, утворюючи шов; рідкий шлак, остигаючи, утворює на поверхні шва шлакову корку , яка віддаляється після охолодження шва.

Основним елементом зварювального поста для ручного дугового зварювання є джерело живлення дуги.

Джерела живлення, залежно від роду струму, бувають:

- на змінному струмі – трансформатори;

- на постійному струмі – випрямлячі, перетворювачі, генератори.

Д ля виготовлення кришки застосовуємо зварювальний трансформатор типу ТСК-500 (мал.2).

1 – корпус; 2 – магнітопровід (осереддя); 3 – рукоятка;

4 – регулюючий гвинт; 5 – гвинтовий механізм;

6 – вторинна обмотка; 7 – первинна обмотка;

Мал.2

Зварювальний трансформатор – це пристрій, що служить для пониження напруги тієї ж частоти і служить для живлення зварювальної дуги.

Зварювальний трансформатор ТСК-500 – відноситься до 2-ої групи з підвищеним магнітним розсіянням, з рухомою котушкою, при переміщенні якої регулюється зварювальний струм (Мал.. 2). В нижній частині осереддя (2) знаходиться первинна обмотка (7), що складається з двох котушок, які насаджені на осереддя. Котушки первинної обмотки (7) закріплені нерухомо. Вторинна обмотка (6) розташована на відстані від первинної. Первинна і вторинна обмотки сполучено паралельно. Вторинна обмотка рухома і переміщається по осереддю за допомогою гвинта (4) і рукоятки (3), що знаходиться на кришці кожуха трансформатора (1).

Струм регулюється зміною відстані між первинною і вторинною обмотками. Межі регулювання зварювального струму:

Iзв = 165-650 (А).

Якщо котушки з'єднати послідовно, то отримаємо малі струми:

Iзв = 40-165 (А).

Для підвищення коефіцієнта потужності зварювальний трансформатор ТСК-500 має в першому ланцюзі конденсатор великої потужності. Кожне джерело живлення повинне мати свою вольт амперну (ВАХ) характеристику.

Зовнішньою вольт амперною характеристикою джерела живлення називається залежність між напругою на його вхідних клемах і струмом в зварювальному ланцюзі. Зовнішні вольт-амперні характеристики можуть бути крутоспадаючими, похилоспадаючими, жорсткими і зростаючими. Зовнішня вольт-амперна характеристика трансформатора ТСК-500 крутоспадаюча 1 (мал.3а).

U – напруга джерела живлення (В);

I – зварювальний струм (І);

1 – статична вольт-амперна характеристика дуги (Мал.3б);

2 – зовнішня вольт-

амперна характеристика джерела живлення;

а) Мал.3 б)

А; В – точки перетину вольт-амперних характеристик (процес зварювання);

А – точка стійкого горіння дуги, дуга горить без обривів;

(U_В - U_А) – напруга на дузі (В).

Для запалення дуги потрібна підвищена напруга. У вторинній обмотці трансформатору ТСК-500 створюється електрорухома сила (ЕРС). Вона дорівнює напрузі на затисках зварювального ланцюга.

При навантаженні струм II обмотки створює магнітний потік в осередді. Цей магнітний потік створює ЕРС самоіндукції або реактивну ЕРС розсіяння. В обох випадках це приводить до підвищення індуктивного опору обмоток і падіння напруги на дузі, тобто до створення спадаючої характеристики (мал. 3а).

Технічна характеристика зварювального трансформатора ТСК-500 (Табл.1).

Табл.1

№ п/п	Характеристика	Величина
1	Потужність трансформатора, кВа	32
2	Первинна напруга, В	380
3	Напруга холостого ходу, В	60
4	Номінальний зварювальний струм, А	500
5	Межі регулювання зварювального струму, А	170.650
6	КПД	0,86
7	Cos φ	0,68
8	Вага, кг	280
9	Довжина× ширина × висота, мм	840×575×1060
10	Робоча напруга, В	35

Для затискання електроду і підведення до нього зварювального струму служить електродотримач. Електродотримачі бувають: пружинні, гвинтові, пластинчаті, вилкові. Для виготовлення зварної кришки застосовуємо вилковий електродотримач. Залежно від сили зварювального струму електродотримачі випускаються трьох типів:

- I тип – для Ізв = 125А;

- II тип – для Iзв = 125-315А;

- III тип – для Iзв = 315-500А.

Щитки і маски виготовляються з чорної фібри або пластмаси з матовою поверхнею. Маса щитка - 0,48кг, маса маски – 0,50кг.

Захисне скло (світофільтри) призначені для захисту очей і шкіри обличчя від проміння дуги, бризгів металу і шлаку. Розмір світлофільтру 52×102 мм. Світлофільтр вставляється в рамку щитка або маски. Сам світлофільтр захищають від бризок зовні звичайною шибкою.

Зварювальний кабель служить для підведення струму від джерела живлення до електродотримача і виробу. Кабель може бути мідним типу ПРГД або ПРГДО і алюмінієвим типу АПРГДО. Довжина кабелю 2÷3 м. З’єднання дротів здійснюється муфтами, паянням або мідними наконечниками і болтами. Перетин мідних дротів складає 5÷2 А/мм², при I = 100÷300 А.

О дяг зварника – куртка і брюки з брезенту. Брюки одягаються поверх взуття для запобігання опіків ніг. В одяг входять брезентові рукавиці, кирзові черевики, головний убір (підшоломник). При виконанні ручного дугового зварювання необхідний наступний інструмент (Мал.4): сталева щітка для зачистки кромок перед зварюванням і для видалення з поверхні шва залишків шлаку; молоток-шлаковіддільник для видалення шлакової кірки; зубило; набір шаблонів для перевірки розмірів шва; клеймо; метр; схил; сталева лінійка;

Мал.4 косинець; рисувалка; ящик для зберігання і перенесення інструменту.

Пост для газового зварювання.

Для організації газозварювального поста необхідні: кисневий балон з редуктором; ацетиленовий балон з редуктором або ацетиленовий генератор із запобіжним затвором; гумові рукави для подачі кисню і горючого газу в пальник; зварювальні пальники з набором наконечників; зварювальний стіл й пристосування для складання; інструмент та прилади для зварювання; відро з водою для охолодження пальника; протипожежні засоби.

Пост для газового зварювання зображений на малюнку 5. 1 – балон з ацетиленом або 3 – ацетиленовий генератор; 2 – ацетиленовий редуктор; 4 – балон з киснем; 5 – кисневий редуктор; 6 – гумові рукави; 7 – пальник; 8 – присаджувальний дріт.

Мал.5

Ацетиленові генератори – це апарати, призначені для одержання ацетилену з карбіду кальцію за допомогою води. Для захисту генераторів від зворотних ударів застосовуються запобіжні водяні затвори. Дія водяного затвору заснована на тому, що вибухова хвиля і полум’я, що рухаються на зустріч потоку горючого газу, виводяться в атмосферу або гасяться всередині затвора.

Б алони (Мал.6) призначені для зберігання та транспортування газів

Кисневий балон являє собою металевий сосуд циліндричної форми, призначений для зберігання і перевезення кисню. Верхня частина балону має конусоподібну горловину на яку нагвинчується захисний ковпак. На нижню частину балону насаджений башмак. Кисневі балони фарбують у синій колір. Ємність балону 40л, вага 68кг, наповнюють балон до тиску - 150ат., робочий тиск – 15МПа; випробувальний тиск – 22,5МПа; розмір – 1390 х 219 х 8 мм.

Мал.6

А цетиленовий балон – заповнюють пористою масою (деревне вугілля, пемза, інфузорна земля) - це необхідно для безпечного зберігання ацетилену під тиском. Цю масу заповнюють ацетоном, який розчиняє ацетилен. Колір балону – білий; напис червоний - «ацетилен»; місткість балону – 40л; робочий тиск – 1,6 МПа; випробувальний – 3,0МПа; розмір – 1390 х 219 х 7 мм; маса – 52кг без газу.

Редуктори (мал.7) – призначені для пониження тиску газу до робочого та автоматичного підтримання заданого робочого тиску постійним. Корпус редуктора фарбують у той же колір, що й балон.

Мал.7

Рукави – для підведення газу до пальника. Виготовляють з вулканізованої гуми з однією або двома тканинними прокладками. Шланги розраховані для роботи при температурі навколишнього середовища від +50 до – 35⁰С. Для роботи при нижчих температурах використовують шланги з морозостійкої гуми, яка витримує до – 65⁰С.

Рукава виготовляють з внутрішнім діаметром : 6, 9, 12 і 16мм.

Довжина рукавів – не більше 20м і не менше 4,5м. При монтажних роботах допускається довжина – 40м. Кріпляться рукава хомутами, або м'яким відпаленим дротом.

Існує 3 типи рукавів: І, ІІ, ІІІ.

І – ацетилен, пропан, бутан; робочий тиск - 0,63МПа; червоного кольору.

ІІ – рідке паливо; робочий тиск – 0,63МПа; жовтого кольору.

ІІІ – кисень; робочий тиск – 2МПа; синього кольору.

На практиці всі шланги можуть бути чорного кольору, але обов’язково мати дві кольорові смужки.

Манометри - призначені для вимірювання тиску газу, приєднують до камер високого і робочого тиску гайковим ключем.

Зварювальні пальники (мал.8) – призначені для змішування горючого газу або парів рідини з киснем і одержання зварювального полум’я. Кожний пальник має пристрій, що дозволяє регулювати потужність, склад і форму полум’я.

Мал.8

1,16 – кисневий і ацетиленовий ніпелі; 2 – рукоятка; 3,15 – киснева і ацетиленова трубка; 4 – корпус; 5,14 – кисневий і ацетиленовий вентилі; 6 – ніпель наконечника; 7, 8 – мундштук; 9 – штуцер;10 – підігрівач; 11- трубка горючої суміші;12 – змішувальна камера; 13 – інжектор.

Приладдя для зварювання. Зварників забезпечують спецодягом і захисними окулярами з темним склом (світлофільтри):

С-3 – при роботі різаками;

С-4 – при зварювальних роботах. Світлофільтри підбираються залежно від характеру роботи і потужності газового полум’я.

Інструмент зварника - набір ключів; молоток; зубило; сталеві щітки; лінійка; кутник; рисувалка та ін.

Відро з водою – для охолодження пальника.

Висновок. Для виготовлення зварної кришки, що складається з кришки, стаканів, ребер, з сталі 09Г2С, товщиною 30мм використовуємо джерело живлення змінного струму, типу ТСК-500. Він пасує за усіма параметрами, а саме: потужності, напрузі, струму, к.к.д., є оптимальним варіантом для отримання високоякісного зварного шва, а також застосування для механізованого зварювання.