Курсовая работа: Инструмент, приспособления сварочного поста

Сварочные трансформаторы преобразуют переменное сетевое напряжение в пониженное, необходимое для сварки. Это наиболее простые и дешевые источники, широко используемые при ручной сварке покрытыми электродами и автоматической сварке под флюсом. Специализированные установки на основе трансформаторов применяют для сварки алюминиевых сплавов неплавящимся электродом в защитном газе.

Устойчивость дуги постоянного тока более высока по сравнению с устойчивостью дуги переменного тока» что заметно влияет на качество сварки (на малых токах, электродами с фтористо-кальциевыми покрытиями, в углекислом газе, наплавка под флюсом). В этих случаях рекомендуется использовать источники постоянного тока.

Наиболее совершенны сварочные выпрямители, которые имеют более высокий коэффициент полезного действия, меньшую массу, удобны в изготовлении и эксплуатации, обладают лучшими технологическими свойствами. Их применяют для ручной, полуавтоматической и автоматической сварки, а также в качестве универсальных источников.

Сварочный преобразователь представляет собой комбинацию электродвигателя переменного тока и сварочного генератора постоянного тока. Электрическая энергия сети переменного тока преобразуется в механическую энергию электродвигателя, вращает вал генератора и преобразуется в электрическую анергию, постоянного сварочного тона, Поэтому коэффициент полезного действия преобразователя невелик: из-за наличия вращающихся частей они менее надежны и удобны в эксплуатации по сравнению с выпрямителями. Однако для строительно-монтажных работ использование генераторов имеет преимущество по сравнению с другими источниками благодаря их меньшей чувствительности к колебаниям сетевого напряжения.

Сварочный агрегат состоит из двигателя внутреннего сгорания и генератора постоянного тока. Химическая энергия сгорания топлива преобразуется в механическую» а затем в электрическую энергию. Агрегаты используют в основном для ручной сварки в монтажных и полевых условиях, где отсутствуют электрические сети.

Специализированные источники представляют собой аппараты, дополненные различными вспомогательными устройствами, расширяющими их технологические возможности. Источник постоянного для сварки неплавящимся электродом в защитном газе имеет устройства для возбуждения дуги и заварки кратера.

Каждый источник предназначен для питания током одной дуги (однопостовой источник). В цехах с большим числом постов сварки целесообразно использовать многопостовые источники.

1.3. Виды электродов, сталей для ручной дуговой сварки

Металлические электроды изготовляют по ГОСТ 9466-75 «Электроды, покрытые металлические для ручной дуговой сварки и наплавки». Установленные ГОСТом размеры электродов следующие:

Таблица 1.

Электроды классифицируют по назначению, типу, маркам, толщине покрытия, качеству, допустимым пространственным положениям сварки и наплавки. По качеству (точность изготовления, состояние поверхности покрытия, сплошность металла шва, содержание серы и фосфора в наплавленном металле) электроды подразделяются на три группы.

Покрытие электрода должно быть однородным, плотным, прочным, без трещин, наплывов. Электроды, изготовленные по ГОСТу, обеспечивают устойчивое горение дуги и спокойное равномерное плавление покрытия.

Типы и требования, предъявляемые к металлическим электродам для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей, регламентированы ГОСТ 9467 -75.

Для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей предусмотрено 9 типов электродов (Э38, Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А, Э55, Э60).

Для сварки легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности предусмотрено 5 типов электродов (Э70, Э85, Э100, Э125, Э150).

Для сварки теплоустойчивых сталей марок 12МХ, 20ХМФТР, 15Х5,15Х5Н - Э-09М, Э-09МХ, ЭМ-09Х2М, Э-10Х5НФ.

Тип электрода обозначается буквой Э и цифрой, указывающей гарантируемый предел прочности металла шва в кгс/мм².

Буква А в обозначении указывает, что металл шва, наплавленный этим электродом имеет пластические свойства. Такие электроды применяют при сварке наиболее ответственных швов. Каждому типу электрода соответствует несколько марок, на каждую из которых разработаны технические условия.

Виды электродов, используемых при проведении сварочных работ: МР-3С, МР-3, МР-3Т, АНО-4, АНО-21, ОЗС-12, ОЗС-4, УОНИ-13/55, а также УОНИ-13/45. Данная продукция может применяться при работе со многими видами стали. Так, электрод сварки МР-3С используется для дуговой ручной сварки. Для работы с углеродистой сталью подойдет электрод для сварки МР-3С, МР-3, АНО-21, ОЗС-12, ОЗС-4, УОНИ-13/55, УОНИ-13/45. При содержании углерода в стали до 0,25% можно использовать электроды сварочные МР-3Т и АНО-4. А для низкоуглеродистой стали подойдет электрод для сварки МР-3С, УОНИ-13/45, для низколегированной стали - УОНИ-13/55. Сфера применения электродов для сварки довольно широка, Некоторые из них довольно универсальны, их можно использовать для двух видов стали.

Для сварки и наплавки конструкционных сталей применяются следующие типы электродов:

· для низколегированных сталей - Э-34, Э-38, Э - 42, Э - 42А, Э - 46, Э - 46А;

· для среднеуглеродистых и низколегированных сталей-Э-50, Э - 50А, Э - 55;

· для легированных сталей повышенной прочности - Э-60, Э - 60А, Э - 70, Э - 85, Э-100, Э - 125, Э - 145, Э-150.

Каждому типу электродов может соответствовать несколько марок. Например, к типу Э-42А относится электроды марок УОНИ-13/45, ОЗС-2, СМ-11 и др., а к типу Э-46 - электроды АНО-3, АНО-4 и др.

1.4 Сварочное оборудование

Сварочные преобразователи подразделяют на следующие группы:

По числу питаемых постов (однопостовые, предназначенные для питания одной сварочной дуги, многопостовые, питающие одновременно несколько сварочных дуг).

По способу установки (стационарные, устанавливаемые неподвижно на фундаментах, передвижные, монтируемые на тележках).

По роду двигателей, приводящих генератор во вращение и по способу выполнения (однокорпусные, раздельные).

Однопостовые сварочные преобразователи состоят из генератора и электродвигателя. Наибольшее распространение в строительстве получили однопостовые генераторы с расщепленными полюсами и генераторы с размагничивающей последовательной обмоткой.

Генераторы с расщепленными полюсами обеспечивают падающую внешнюю характеристику, используя размагничивающее действие магнитного потока якоря.

Для сварки в защитных газах применяют генераторы с жесткой или возрастающей внешней характеристикой. Такие генераторы имеют обмотки независимого возбуждения и подмагничивающую последовательную обмотку. При холостом ходе э.д.с. генератора наводится магнитным потоком, который создается обмоткой независимого возбуждения. При рабочем режиме сварочный ток, проходя через последовательную обмотку, создает магнитный поток, совпадающий по направлению с магнитным потоком обмотки независимого возбуждения. Тем самым обеспечивается жесткая или возрастающая вольт-амперная характеристика.

Многопостовой сварочный преобразователь имеет жесткую внешнюю характеристику, т.е. независимо от количества работающих постов напряжение генератора должно быть постоянным. Для получения постоянного напряжения многопостовой генератор имеет параллельную обмотку возбуждения, создающую магнитный поток и последовательную обмотку, создающую магнитный поток того же направления.

Применение многопостовых сварочных преобразователей уменьшает площади, занимаемые сварочным оборудованием, сокращает расходы на ремонт, уход и обслуживание.

Сварочные аппараты переменного тока подразделяют на четыре основные группы: сварочные аппараты с отдельным дросселем, сварочные аппараты со встроенным дросселем, сварочные аппараты с подвижным магнитным шунтом и сварочные аппараты с увеличенным магнитным рассеянием и подвижной обмоткой.

Сварочные аппараты с отдельным дросселем состоят из понижающего трансформатора и дросселя (регулятора тока). При возбуждении дуги большой ток, проходя через обмотку дросселя, создает мощный магнитный поток, наводящий э.д.с. дросселя, направленную против напряжения трансформатора. Вторичное напряжение, развиваемое трансформатором, полностью поглощается падением напряжения в дросселе. Напряжение в сварочной цепи почти достигает нулевого значения.

При возникновении дуги сварочный ток уменьшается, вслед за ним уменьшается э.д.с. самоиндукции дросселя, направленная против напряжения трансформатора, и в сварочной цепи устанавливается рабочее напряжение, необходимое для устойчивого горения дуги, меньшее, чем напряжение холостого хода.

Сварочные аппараты со встроенным дросселем имеют электромагнитную схему, разработанную академиком В.П. Никитиным. Магнитный поток, создаваемый обмоткой дросселя, может иметь попутное или встречное направление с потоком, создаваемым вторичной обмоткой трансформатора, в зависимости от того, как включены эти обмотки.

Сварочный ток регулируют, изменяя воздушный зазор. Чем больше зазор, тем больше сварочный ток.

Трехфазные сварочные аппараты применяют при сварке трехфазной дугой спаренными электродами. Процесс сварки осуществляется сварочными дугами, которые возбуждаются между каждым электродом и свариваемой деталью и между электродами. Они обеспечивают высокую производительность, экономию электроэнергии и равномерную загрузку фаз сети при высоком коэффициенте мощности, однако ввиду сложности сварочного оборудования и трудностей при сварке потолочных и вертикальных швов применяется ограничено.

Сварочные выпрямители получили большое распространение. Их основные преимущества: высокий коэффициент полезного действия, и относительно небольшие потери холостого хода, высокие динамические свойства при меньшей электромагнитной индукции, отсутствие вращающихся частей и бесшумность в работе, равномерность нагрузки фаз, небольшая масса. Сварочные выпрямители состоят из двух основных блоков: понижающего трехфазного трансформатора с устройствами для регулирования напряжения или тока и выпрямительного блока. Сварочные выпрямители с жесткой характеристикой предназначены для сварки в защитном газе плавящимся электродом.

Сварочный пост дуговой сварки оснащается в зависимости от вида работ. Основное оборудование сварочного поста состоит из источника питания дуги, сварочных проводов, принадлежностей и инструментов сварщика.

Сварочные провода выбирают в зависимости от наибольшего допустимого сварочного тока.

Таблица 2. Рекомендуемые нормы

Эти нормы установлены при длине проводов не более 30 метров. При работах на строительных площадках длина сварочных проводов может достигать 100…150 метров. При этом падение напряжения может быть значительным. Поэтому подбор провода для присоединения источника сварочного тока к питающей силовой сети определяется отдельно.

Глава 2. Вспомогательные приспособления

2.1 Назначение и разновидности защитных масок

Для защиты глаз от лучистой энергии сварочной дуги применяются защитные маски сварщика. Защитная маска изготовлена из материала с низкой теплопроводностью, не пропускающего ультрафиолетовые лучи и не воспламеняющегося от искр. Обычно в качестве материала применяется листовая фибра. В лицевой части маски сделан прямоугольный вырез, в который вставлено защитное стекло-светофильтр. В масках применяются пассивные или электронные (самозатемняющиеся) светофильтры.

Наружную сторону светофильтра закрывают сменным прозрачным стеклом, защищающим светофильтр от брызг расплавленного металла и шлака. Светофильтры представляют собой пластинку из темного стекла размером 121х69 мм. Они совершенно не пропускают ультрафиолетовых лучей, а инфракрасные - проникают в пределах от 0,1 до 4% от общего количества.

Наиболее удобна для сварщика защитная маска с самозатемняющимися светофильтром обычно имеющая название «Хамелеон», прозрачность которого изменяется в зависимости от интенсивности света. При использовании автоматического светофильтра сварщик может выполнять все стадии сварочных работ, не поднимая маску. Автоматический светофильтр имеет потенциометр для плавного регулирования степени затемнения. Электропитание комбинированное: от литиевого элемента и солнечной батареи.

Для защиты органов дыхания сварщика выпускаются защитные маски с системой поддува очищенного воздуха (с респирацией). Подобные маски обладают такими же возможностями по конфигурации и свойствами, как обычные маски, но поставляются в комплекте с принадлежностями для системы фильтроподдува.