МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНЖЕНЕР-СВАРЩИК

Сварочное оборудование

Основным оборудованием сварочного поста являются источники питания. Наиболее распространены источники питания переменного тока - сварочные трансформаторы. Обыч­но применяют трансформаторы типа ТД и ТДМ. Для ответственных и сложных сварочных работ посты укомплектовываются источниками постоянного тока - преобразователями ПД - 502. или ПСО, а также однопостовыми выпрямителями ВД-401, ВД-501 и др.

В условиях цеха или на крупных металлоемких объектах может быть использован мно­гопостовой источник питания - преобразователь ПСМ-1001, выпрямитель ВДМ-1001 и др. В этом случае пост оборудуют балластным реостатом РБ-300 или РБ-500. подсоединяемым к сварочной шине (или проводу), идущей от многопостового источника.

Для включения постового источника питания в силовую электрическую сеть применяют пусковую и защитную электроаппаратуру на напряжение до 1000 В. К ней относятся рубиль­ники закрытого типа и плавкие предохранители или автоматические выключатели. Кроме того, используют контакторы - аппараты дистанционного управления сварочным током - и кнопки управпения, необходимые для включения и выключения контакторов.

Основным рабочим инструментом электросварщика является электрододержатель. служащий для удержания электрода, подвода к нему сварочного тока и манипулирования электродом в процессе сварки. Согласно действующему ГОСТ 14651, электрододержатели должны обеспечивать смену электрода в течение не более 4 с. Кроме того, закрепление электрода в электрододержателе должно быть не менее чем в двух положениях: перпенди­кулярном и под углом.

В процессе работы сварщик пользуется инструментами для зачистки кромок от ржав­чины и других загрязнений, а также для вырубки дефектов и зачистки швов от шлака. Для этого применяют металлическую проволочную щетку, зубило, молоток, комбинированное зубило с рукояткой, имеющее один заостренный конец, а другой конец в виде обычного зу­била. Такая форма зубила удобна для очистки от шлака отдельных слоев многослойного шва. Иногда применяют комбинированное зубило-щетку, но оно менее удобно, так как не имеет заостренного конца. У сварщика может быть личное клеймо для клеймения выпол­ненных швов.

Для измерения разделки кромок, зазора между стыками и сварных швов испопьзуют набор шаблонов. Шаблоны позволяют контролировать угол скоса кромок, размер притупле­ния, качество сборки под сварку, размер депланации (превышение одной кромки над другой) стыковых швов и величину зазора в стыковых и тавровых соединениях. В готовых сварных швах могут быть проверены высота выпуклости стыкового и углового шва, ширина шва, ве­личина катета углового шва. Применение шаблонов помогает улучшению качества подго­товки, сборки и сварки сварных соединений. Сечение сварочного кабеля, присоединяющего

источник питания к электрододержателю, подбирают в зависимости от наибольшей величи­ны сварочного тока: при токе до 240 А - 25 мм2; до 300 А - 35 мм2, до 400 А - 50 мм2, до 500 А - 70 мм2. Гибкий (медный) кабель используют на напряжение до 220 В. В случае использо­вания негибкого кабеля конец его, подсоединяемый к электрододержателю, длиной не ме­нее 1,5 - 3 м должен быть обязательно гибким. Общая длина сварочного кабеля должна быть не более 30 - 40 м, так как при более длинном кабеле ухудшается процесс сварки из-за падения напряжения в сварочной цепи.

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.

При проведении сварочных работ в особо опасных условиях (внутри металлических емкостей, на открытом воздухе и др.) для повышения электробезопасности сварщика при смене электрода трансформатор для ручной дуговой сварки должен быть снабжен устрой­ством снижения напряжения холостого хода (УСНТ). УСНТ является вспомогательным средством защиты от поражения током.

Согласно ГОСТ 12.2.007.8-75 УСНТ должно снижать действующее напряжение холо­стого хода на выходных зажимах сварочной цепи до значения, не превышающего 12В, не позже чем через 1 с после размыкания сварочной цепи.

К УСНТ предъявляются также дополнительные требования, обеспечивающие нор­мальную работу сварщика. Свариваемый металл может иметь различную степень загряз­ненности (ржавчина, окалина и т. п.). Поэтому УСНТ должно обладать определенной чувст­вительностью срабатывания, которая определяется максимальным сопротивлением сва­рочной цепи примерно 200 Ом. С другой стороны, для защиты человека при случайном его прикосновении к зажимам сварочной цепи УСНТ не должно срабатывать при сопротивлении сварочной цепи выше 500 Ом. Быстродействие срабатывания УСНТ должно составить 0,02 - 0,05 с.

Как правипо, УСНТ, предназначенные для комплектации трансформаторов с механи­ческим регулированием, выполняются отдельным блоком. В тиристорных трансформаторах функцию ограничения напряжения холостого хода выполняет схема управления, воздейст­вующая на характеристику источника питания должна быть крутопадающей. Чем больше крутизна па­дения внешней характеристики в рабочей части, тем меньше колебания тока при изменении длины дуги. При таких характеристиках напряжение холостого хода источника питания все­гда больше напряжения на дуге (U0 > 11я), что облегчает первоначальное и повторные зажи­гания дуги, особенно при сварке на переменном токе. Кроме того, при крутопадающей внешней характеристике ограничивается ток короткого замыкания, который по отношению к рабочему току находится в пределах:

Источники питания сварочной дуги должны обеспечивать возможность настройки раз­личных режимов сварки, которая заключается в установлении оптимальной силы тока при заданном напряжении дуги. Для этого источник питания должен иметь регулирующее уст­ройство. которое в определенном диапазоне регулирования дает несколько внешних харак­теристик, которые обеспечивают устойчивое горение дуги при заданных напряжении и токе.

Наиболее распространенным способом настройки режима сварки является комбини­рованное регулирование. Оно заключается в том, что весь диапазон регулирования по току разбивается на ряд ступеней (грубое регулирование), а в пределах каждой ступени осуще­ствляется плавное регулирование.

При изменении ступеней напряжение холостого хода источника питания может оста­ваться постоянным или несколько изменяться в зависимости от величины устанавливаемого сварочного тока. При этом необходимо учитывать, что при переходе на малые величины то­ка нежелательно снижать напряжение холостого хода источника питания.

Каждый источник питания рассчитывают на определенную нагрузку, при которой он работает, не перегреваясь выше допустимых норм. Ток и напряжение источника, при кото­рых он работает в данном режиме не перегреваясь, называются номинальными.

Номинальная сила сварочного тока различна при различном режиме работы источника питания дуги. Режим работы характеризуется отношением длительности сварки к сумме длительности сварки и длительности холостого хода, выраженным в процентах. Обычно ре­жим работы источников тока при дуговой сварке обозначают ПН или ПВ. %

Понятно, что чем больше ПН, тем тяжелее режим работы и тем меньше должна быть номинальная сила сварочного тока.

За номинальный режим работы однопостовых сварочных генераторов, трансформато­ров и выпрямителей принят режим при ПН = 20. 35 или 60% и многопостовых источников питания - при ПН = 100 %. Длительность рабочего цикла + tn в этих случаях принимается равной 5 мин. Продолжительность нагрузки источников для автоматической сварки с номи­нальным током 630 - 200 А принят ПВ = 100% . а установок с максимальным током - ПВ = 50%. В этих случаях продолжительность цикла принята равной 10 мин.

Помимо указанных основных требований, общих для всех источников питания, к сва­рочным генераторам постоянного тока предъявляют специальные требования в отношении динамических свойств, под которыми понимают способность источника питания быстро вос­станавливать в цепи дуги соответствие напряжения изменившемуся току (при разрыве дуги напряжение должно быстро восстанавливаться до величины напряжения холостого хода, а при коротком замыкании электродов быстро спадать до нуля).

Время восстановления напряжения от нуля до напряжения горения дуги у сварочных генераторов не должно превышать 0,03 с.

Напряжение холостого хода источника тока выбирается таким, какое было бы безопас­ным для работающих, но чтобы в то же время обеспечивалось легкое возбуждение электри­ческой дуги и стабильное ее горение. При более высоком напряжении дуга возбуждается легче и горит устойчивее, но высокое напряжение опасно. Вторичное напряжение. холостого хода для источников переменного тока не должно превышать 80 В. а для источников посто­янного тока - 90 В.

Для ручной дуговой рис. сварки применяются источники переменного и постоянного то­ка.

Источники постоянного тока бывают одно- и многопостовые, т. е. предназначенные для питания соответственно одной или нескольких сварочных дуг. Источники постоянного тока, кроме того, подразделяются на моторгенераторные и статические (полупроводниковые).