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 = α_н•I•t,

  где  G — масса наплавленного металла, г;
        α_н — 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

 

     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.
 

 

Другие статьи

Комментарии отсутствуют

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