С нами 12902 учителя, 4607 учеников.
Присоединяйтесь – это бесплатно!
Статья "Исследование повышения производительности процесса ручной дуговой сварки"

 
Дорошенко Ирина Викторовна,
преподаватель,
кандидат технических наук, доцент
ТОГБПОУ «Многоотраслевой колледж»,
г. Моршанск,
Тамбовская область
 
 Исследование повышения производительности процесса ручной дуговой сварки
 
     Дуговая сварка металлическими электродами с покрытием в настоящее время остается одним из самых распространенных методов, используемых при изготовлении сварных конструкций. Это объясняется простотой и мобильностью применяемого оборудования, возможностью выполнения сварки в различных пространственных положениях и в местах, труднодоступных для механизированных способов сварки. Начальной и окончательной операцией создания конструкций в большинстве случаев является ручная дуговая сварка.
    Нет сомнений, что значительная доля общего выпуска сварных конструкций по-прежнему будет приходиться на единичное производство. Позиции ручной дуговой сварки здесь очень прочны.
Существенный недостаток ручной дуговой сварки металлическим электродом - малая производительность процесса и зависимость качества сварного шва от практических навыков сварщика.
   Повышение производительности ручной дуговой сварки является весьма актуальной задачей в связи с тем, что в промышленности, строительстве и других, отраслях народного хозяйства ручной сваркой занимаются еще десятки тысяч рабочих электросварщиков.
Непрерывное развитие сварки и расширение объема сварочных работ, повышение уровня механизации и автоматизации сварки возлагает на всех работников сварочного дела, в том числе и на молодые кадры техников сварочного производства, большие задачи по освоению передовой сварочной технологии и оборудования, повышению производительности труда, улучшению качества сварных конструкций, борьбе за ускорение темпов развития сварочной техники.
     Надо стремиться стать мастерами своего дела. Для этого необходимо в первую очередь хорошо изучить основы процесса сварки и непрерывно совершенствовать свое мастерство, стремясь к увеличению выпуска и повышению качества сварных изделий, экономии металла, сварочных материалов, электроэнергии, снижению себестоимости сварочных работ и повышению производительности труда.
  Одним из основных направлений научно-исследовательской деятельности Моршанского многоотраслевого колледжа, выбранных для изучения основ процесса сварки со студентами, является исследование возможности повышения производительности сварки. Изучение и исследование возможности повышения производительности процесса сварки проводилось на базе сварочной мастерской техникума и было разбито на три этапа.
     1.1. Первый этап – подготовительный.
Приобретались навыки техники сварки на малоамперном дуговом тренажере сварщика (модель МДТС 05М1).
   Тренажер сварщика — это симулятор движений сварщика во время сварки с отображением процесса сварки и полученных результатов.
    Сварка — вредный высокотемпературный процесс с образованием брызг расплавленного металла, с ультрафиолетовым излучением и выделением сварочных дымов и аэрозолей. Кроме того, для качественного проведения процесса сварки, необходимы определенные навыки и затраты. Это связано с подготовкой большого количества образцов для сварки, последующей их утилизацией, расходом сварочных материалов и газов. Применение тренажеров сварщика с использованием технологии виртуальной реальности решает эти проблемы, позволяет улучшить качество подготовки и снизить затраты на практические работы. В процессе тренажа на экране монитора компьютера отображались текущие параметры имитируемого сварочного процесса , осуществлялась обратная связь с исследователем непосредственно во время выполнения процесса сварки путем автоматической подачи звуковых сигналов (звуковая подсказка) и тем самым оперативно корректировались действия процесса сварки. Окончанием тренировочных сварок на тренажере являлось тестирование на нем и, соответственно, допуск к работе на реальном сварочном оборудовании.
    1.2. Второй этап – исследовательский.
Проведен комплекс экспериментов в сварочной мастерской техникума с использованием источника для дуговой сварки инверторного типа МАГМА – 315 (3ф380В), электрод УОНИ-13/55 с коэффициентом наплавки 9 г/(А*ч).
    Для проведения эксперимента проводилась сварка пластин с изменением параметров процесса сварки. В процессе проведения эксперимента изменялась марка материала, марка и диаметр электрода, длина дуги, способ сварки, вольтамперная характеристика. При этом секундомером засекалось время выгорания электрода.
  Производительность процесса дуговой сварки оценивалось по количеству проплавленного в единицу времени основного металла и количеству наплавленного металла, определяемого как избыток массы конструкции после сварки по сравнению с массой до сварки.
   Производительность сварки плавящимся электродом определяется коэффициентами расплавления и наплавки. Собственно говоря, коэффициент наплавки демонстрирует производительность сварки.
     Производительность сварки определяется количеством наплавленного металла:
G = αн•I•t,
  где  G — масса наплавленного металла, г;
        αн — коэффициент наплавки, г/А*ч;
        t — время горения дуги, ч;
        I — сварочный ток, А.
     Результаты проведения эксперимента и его обработки приведены в таблице 1 и на графиках зависимости коэффициента наплавки от величины сварочного тока.
 
   Таблица 1. Результаты эксперимента и его обработка
ЭКСПЕРИМЕНТ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Ток
I, А
Напряжение
U, В
Время выгорания электрода,
t,
Коэффициент расплавления,
ар, г/А*ч
Коэффициент
наплавки,
ан, г/А*ч
Производительность сварки, G
секунды часы
1 2 3 4 5 6 7
Электрод УОНИ-13/55, dэл = 2мм, lд = 0,5мм, mэл = 7,34г,
наклон выходной характеристики 1,5 В/А,
способ сварки «с опорой на козырек»
40 24 65 0,018 10,07 9,06 6,52
50 28 54 0,015 9,67 8,7
60 25 40 0,011 10,98 9,88
70 26 36 0,01 10,36 9,32
80 25 29 0,008 11,33 10,19
90 32 34 0,0096 8,39 7,55
Электрод УОНИ-13/55, dэл = 3мм, lд = 0,5мм, mэл = 19,28г,
наклон выходной характеристики 1,5 В/А,
способ сварки «с опорой на козырек»
60 22 94 0,026 12,1859 10,967 17,109
70 20 83 0,023 11,807 10,627
80 20 72 0,02 11,881 10,693
90 21 65 0,018 11,734 10,561
100 22 58 0,016 11,881 10,693
110 22 57 0,0158 10,937 9,844
120 23 54 0,015 10,561 9,505
130 24 50 0,0139 10,5202 9,468
Электрод УОНИ-13/55, dэл = 2мм, lд = 2мм, mэл = 7,34г,
наклон выходной характеристики 1,5 В/А,
способ сварки «на весу»
40 24 65 0,018 10,0694 8,55 6,16
50 27 50 0,014 10,357 8,8
60 25 41 0,0115 10,507 8,93
70 30 36 0,01 10,357 8,8
80 32 31 0,0087 10,41 8,85
90 35 29 0,008 10,069 8,55
 
     Анализируя со студентами  изменение коэффициента наплавки при увеличении силы сварочного тока в процессе проведения сварочных работ в различных условиях, видно, чем больше ток, тем выше производительность. Однако при значительном увеличении сварочного тока для применяемого диаметра электрода — последний может быстро нагреваться теплом Ленца — Джоуля, что резко понизит качество сварного шва, так как металл шва и зона сплавления основного металла будут перегреты. Было отмечено, что перегрев электрода увеличивает разбрызгивание металла.
 
      1.3. Третий этап – заключительный
    Все сварочные швы, полученные в результате проведения эксперимента, проходили проверку качества с помощью ультразвукового дефектоскопа УД – 21РТ. При контроле на дисплей дефектоскопа выводились изображение сварного шва в плане (аналог рентгеновского снимка) и осциллограммы сигналов.
  Сопоставляя результаты проверки качества сварного шва с помощью ультразвукового дефектоскопа УД – 21РТ и анализ графиков изменения коэффициента наплавки при изменении силы сварочного тока, наглядно видно, где имеются резервы повышения производительности проведенного процесса сварки, на что следует обратить внимание в последующей профессиональной деятельности, какие параметры сварки являются оптимальными.
Таким образом, выбранное направление выбрано с целью понимания сущности и социальной значимости профессии сварщика, эффективного выполнения профессиональных задач, осуществления поиска и использования способов и приёмов сварки конструкций.
 
Литература
  1. Колганов Л.А. Сварочные работы. – М.: «Дашков и К0», 2008.
  2. Левадный В.С., Бурлака А.П. Сварочные работы. Практическое пособие. – М.:Аделант, 2007.
  3. Чернышов Г.Г. Сварочное дело. - М.:ACADEMA, 2008.
  4. Чернышов Г.Г.Технология электрической сварки плавлением. - М.:ACADEMA, 2006.
  5. Виноградов В.С. Электрическая дуговая сварка. - М.:ACADEMA, 2008.
  6. Казаков Ю.В Сварка и резка материалов. - М.:ACADEMA, 2008.
  7. . ГОСТ 5264-80. Сварные соединения ручной дуговой сваркой. Утвержден Постановлением Госстандарта СССР от 27 октября1989 г. № 3222.
 

Комментарии

Комментарии отсутствуют
Чтобы оставить комментарий, пожалуйста, зарегистрируйтесь и авторизируйтесь на сайте.