Что должен знать сварщик?
advertisement
Тема урока “Введение в профессию сварщик” Подготовил: мастер п/о ГБПОУ СО «Ершовский агропромышленный лицей» Бондар Николай Владимирович г.Ершов 2014 г. ЦЕЛЬ УРОКА: Расширим уже имеющиеся у нас знания и представление о профессии «Сварщик», раскроем значение этой профессии в современном обществе, закрепим умение работать в звеньях, совместно подойдем к пониманию важности и сварки в разных сферах человеческой деятельности. ПЛАН УРОКА: 1. История сварки с древних времен 2. Современная сварка 3. Развитие современных видов сварки 4. Личные качества сварщика 5. Социальная значимость профессии сварщик 6. Статистические данные занятости 7. Сварка под водой 8. Сварка в космосе 9. Сварка на высоте 10. Сварка будущего - роботизация АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ Что такое сварка? Что должен знать сварщик? Что должен уметь сварщик? Где применяется сварка? Что должен знать электрогазосварщик? Устройство обслуживаемых электросварочных машин и газосварочной аппаратуры. Требования, предъявляемые к сварочному шву и поверхностям после воздушного строгания. Способы подбора марок электродов в зависимости от марок сталей. Свойства и значение обмазок электродов. Строение сварочных швов. Способы испытания сварных швов и виды контроля. Правила подготовки деталей и узлов под сварку и заварку. Правила подбора режима нагрева металла в зависимости от марки металла и его толщины. Причины возникновения внутренних напряжений и деформаций в свариваемых изделиях и меры их предупреждения. Что должен знать электрогазосварщик? Основные технологические приемы сварки и заварки деталей из различных сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов. Режим резки и расхода газов при кислородной и газоэлектрической резке. СНиП и технологические инструкции в пределах своей специальности и квалификации. Основы организации труда. Правила безопасности труда, производственной санитарии и пожарной безопасности. Правила внутреннего распорядка. Что должен уметь электрогазосварщик? Производить ручную электродуговую, газоэлектрическую и газовую сварку простых деталей, узлов и конструкций из конструкционных сталей, цветных металлов и сплавов, средней сложности деталей, узлов, конструкций и трубопроводов из углеродистых сталей. Выполнять кислородную и газоэлектрическую прямолинейную и криволинейную резку в различных положениях металлов, простых и средней сложности деталей из углеродистых и легированных сталей, цветных металлов и сплавов по разметке вручную. Производить кислородную резку металлолома на заданные размеры с выделением цветного лома и с сохранением или вырезом узлов и частей машин. Выполнять ручное электродуговое воздушное строгание простых и средней сложности деталей из различных сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов в различных положениях. Что должен уметь электрогазосварщик? Заваривать раковины и трещины в деталях, узлах и отливках средней сложности. Производить предварительный и сопутствующий подогрев при сварке деталей, узлах и отливках средней сложности. Читать чертежи средней сложности деталей, узлов и конструкций. Бережно обращаться с инструментами, электрододержателями, горелками и резаками. Экономно расходовать электроэнергию, сварочные материалы и защитные газы. Применять передовые методы организации труда и рабочего места. Выполнять правила безопасности труда, производственной санитарии, пожарной безопасности и внутреннего распорядка. СВАРКА ПРИМЕНЯЕТСЯ НА СУШЕ В ВОДЕ В КОСМОСЕ Профессиограмма «Сварщик» Электрогазосварщик - соединяет (сваривает) элементы металлоконструкций, трубопроводы, детали машин и механизмов с помощью сварочного аппарата. Газосварщик - кроме сварки, выполняет работы по резке деталей различной длины и по различным контурам, осуществляет наплавку, пайку и подогрев металла. Электрогазосварщик работает как в помещении, так и на открытом воздухе. Возможно выполнение работ на высоте и в неудобных позах. Для защиты от тепловых и световых излучений использует спецодежду и маску (щиток), имеющую защитные светофильтры. Режим работы, в основном, двухсменный, темп работы свободный. Профессия имеет 1-6 разряды. Электрогазосварщики относятся к профессиям «горячего цеха» изза высокой вредности производства вследствие большого выделения газов и тепла при сварочных работах. ИСТОРИЯ СВАРКИ С ДРЕВНИХ ВРЕМЕН Способ получения неразъемных соединений различных металлических деталей путем сварки и пайки был известен еще в глубокой древности. Так, в египетских пирамидах при археологических раскопках нашли золотые изделия, которые имели паянные оловом соединения, а при раскопках итальянского города Помпеи обнаружили свинцовые водопроводные трубы с продольным паяным швом. Широко применялась в прошлом и кузнечная сварка. При этом способе сварки соединяемые металлы нагреваются до состояния пластичности, а затем проковываются в местах соединения. ИСТОРИЯ СВАРКИ С ДРЕВНИХ ВРЕМЕН Ранее сварка представляла собой технологический процесс самого разнообразного применения, но, за небольшим исключением, не использовалась для создания сложных конструкций. Чаще ее использовали для изготовления свинцовых труб или свинцовых кровельных листов. Подогрев осуществлялся с помощью древесного угля, а сварку выполняли последовательными ударами молота. Широко распространена была ремонтная сварка, например, ремонт каретных осей, разрушающихся от усталости. Уровень технологии сварки в средние века можно увидеть на примере огромной пушки Дол Грайэт, 1382 года выпуска. Эта пушка представляла собой кованную трубу, усиленную наружными обручами, которые присоединялись к трубе кузнечной сваркой. Общая масса изделия более 16 тонн. Такой способ изготовления пушек был широко распространен во всем мире. Самые большие пушки этого типа были изготовлены в Индии в XVI и XVII веках. Они достигали 9 м в длину и весили до 50 тонн. В большинстве древних строений в качестве несущих элементов, нагруженных сжатием, применялись камень и нормированный бетон, а также древесина для балок и перекладин. В некоторых случаях требовались узлы, работающие на растяжение, и тогда использовали железные анкера, изготовленные кузнечной сваркой или ковкой. Одним из примеров тому является купол Храма Рокк в Иерусалиме (VIII в.). В нем горизонтальная растягивающая нагрузка восьмигранного свода приложена к восьмигранному стальному крепежному кольцу. И это не украшение, а составной компонент конструкции. В итальянской Венеции аркады Дворца Дожей также поддерживаются стальными брусьями. И здесь горизонтальная нагрузка сводов требовала сварного крепления. СОВРЕМЕННАЯ СВАРКА С наступлением индустриализации, вследствие развития науки и техники, многие изготавливаемые ранее из дерева и камня элементы сооружений были заменены металлическими. Преобладающим металлом было и остается железо или его сплавы, называемые сталями. Можно с уверенностью утверждать, что и в дальнейшем сварка будет оставаться одним из ведущих технологических процессов в промышленном производстве и в строительстве. До 2/3 мирового потребления стального проката идет на производство сварных конструкций и сооружений. Сварке подвергаются практически любые металлы и неметаллы в любых условиях - на земле, в морских глубинах и в космосе. СОВРЕМЕННАЯ СВАРКА Большинство современных сварочных процессов были разработаны в первой половине ХХ-го века, хотя начало свое они берут в веке XIX. Так, в 1802 году впервые в мире профессор СанктПетербургской медикохирургической академии Василий Владимирович Петров (1761 - 1834) открыл и наблюдал дуговой разряд от построенного им сверхмощного "Вольтового столба". В.В. Петров — Вольтовая дуга. русский физикэспериментатор. СОВРЕМЕННАЯ СВАРКА В 1881 году русский изобретатель Н.Н.Бенардос (1842-1905гг.) применил электрическую дугу для соединения и разъединения стали. Дуга Н.Н.Бенардоса горела между угольным электродом и свариваемым металлом. Присадочным прутком для образования шва служила стальная проволока. В качестве источника электрической энергии использовались аккумуляторные батареи. Сварка, предложенная Н.Н. Бенардосом, применялась в России в мастерских РигоОрловской железной дороги при ремонте подвижного состава. Н.Н.Бенардосом были открыты и другие виды сварки: контактная точечная сварка, дуговая сварка несколькими электродами в защитном газе, а также механизированная подача электрода в дугу. Николай Николаевич Бенардос — русский изобретатель, создатель электрической дуговой сварки. СОВРЕМЕННАЯ СВАРКА Н.Бенардос изобрел дуговую сварку металлов угольным (неплавящимся) электродом. Его «аппарат» получил название «Электрогефест». СОВРЕМЕННАЯ СВАРКА Изначально в дуговой сварке не использовали расходных сварочных материалов, и основным видом электросварки была сварка дугой с использованием неплавящегося угольного электрода. Впервые она была применена в 1881 году Августом де Меританом. Спустя короткое время, в 1888 году, Н. Г. Славянов заменил уголь на голый металлический электрод (пруток), обычно изготавливавшийся из холоднокатаной стали (например, телеграфной проволоки, проволоки для изгороди и т. д.). Тем самым было положено начало дуговой сварке плавящимся электродом. Н.Г.Славянов изобретатель электрической дуговой сварки металлов. СОВРЕМЕННАЯ СВАРКА На фото Славянов Н.Г., колокол, заваренный электродуговой сваркой и, наверное, один из первых сварщиков в мире. Фото, судя по всему, сделано в конце 19 века, где-то в 1888-90х годах. Пермь. Пермские пушечные заводы. СОВРЕМЕННАЯ СВАРКА 1909 год. Сварщики за работой СОВРЕМЕННАЯ СВАРКА Первые флюсы, наносимые непосредственно на поверхность электродов, были аналогичны флюсам кузнечной сварки (песок, борат, пепел и т. п.). Учитывая то, что с помощью дуговой и кузнечной сварки решаются совершенно разные технические задачи, данный подход не был эффективным. Основной прогресс был достигнут (приблизительно в 1902 году), когда Кельберг изготовил флюс для голых электродов. Стержни опускали в пасту, состоящую из порошкообразных карбонатов и окисей металлов, смешанных с водой. Покрытие высушивали при обычной температуре (от 20 до 30 °С), и электрод был готов к применению. Хотя по современным стандартам такое флюсование электрода считается сырым, с тонкой, низкокачественной обмазкой, оно давало некоторую газовую защиту при сварке и в какойто степени обеспечивало стабилизацию дуги. РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННЫХ ВИДОВ СВАРКИ РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННЫХ ВИДОВ СВАРКИ С внедрением в технику дуговой сварки толстопокрытых электродов появились новые способы дуговой сварки, в это же время были разработаны машины для контактной сварки, после чего на многих производствах газовая сварка постепенно начала вытесняться электрической сваркой. С увеличением использования электрической и вытеснением газовой сварки увеличилось использование кислородной резки. В 30-х годах в связи с дефицитом карбида кальция широкое распространение получила резка с использованием горючих жидкостей, сначала бензина, затем керосина, а в послевоенные годы широко стала внедряться резка с использованием пропан-бутана и природного газа. РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННЫХ ВИДОВ СВАРКИ Непрерывная сварка электродом под флюсовым покрытием осуществлялась при помощи сварочной головки с автоматической подачей прутка. Этот процесс механизированной сварки известен как гравитационная сварка. С начала 1940-х годов этот метод широко использовался на японских верфях для сварки протяженных горизонтально-вертикальных угловых швов. РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННЫХ ВИДОВ СВАРКИ В 1940 году была начата сварка дугой, возбуждаемой вольфрамовым электродом в гелии, хотя идея применения защиты дуги и наплавленного металла от атмосферного загрязнения принудительной подачей газа в зону сварки известна примерно столько же, сколько и покрытый электрод. Этот процесс сварки стал началом применения дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа. В связи с потребностью в высокоочищенных газах для сварки алюминиевых сплавов и реактивных металлов чистота защитного газа была повышена до 99,95%. Популярность приобрел аргон как наиболее эффективный и безопасный в применении газ. РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННЫХ ВИДОВ СВАРКИ В 1948 году был разработан новый процесс с применением защитного газа - дуговая сварка плавящимся электродом в среде защитного газа. В данном процессе электрод имел форму проволоки, которая подавалась из бухты в дугу со скоростью, равной скорости плавления проволоки. Так как применение аргона для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитного газа экономически невыгодно, то после нескольких лет исследований в СССР, Великобритании, Нидерландах и Японии к концу 1950-х годов были разработаны методы, сделавшие возможным использование в качестве защитного газа углекислый газ. РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННЫХ ВИДОВ СВАРКИ 1960-е годы были самым важным периодом, в течение которого были разработаны многие процессы сварки плавлением, отличные от вышеупомянутых, которые стали широко применяться во всем мире. В их число входит дуговая сварка порошковой проволокой в защитном газе и без него, электрогазосварка и т. д. В конце 70-х - начале 80-х годов началось освоение газолазерной резки. В то время ее считали наиболее перспективной среди всех способов термической резки. В начале 1980-х годов были разработаны и начали применяться порошковые проволоки малого диаметра (1,2-1,6 мм). РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННЫХ ВИДОВ СВАРКИ Автоматическая сварка под слоем флюса Лазерная сварка Плазменная резка Ручная лазерная сварка ЛИЧНЫЕ КАЧЕСТВА СВАРЩИКА Работа сварщика физически тяжелая и вредна для глаз, поэтому обязательное условие для поступающих в колледжи - отличное здоровье. Особо отметим терпение сварщика. Ему приходится продолжительное время работать в замкнутых, темных, тесных помещениях в одной и той же, неудобной позиции. Сварщик трудолюбив, ему свойственны упорство, ловкость и гибкость движений рук, ног и всего тела. Потолочные швы в замкнутых пространствах требует особого мастерства. Иначе как виртуозом его не назовешь. СОЦИАЛЬНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ПРОФЕССИИ СВАРЩИК Сварочные работы применяются во многих отраслях промышленности. Сварщики трудятся на стройплощадках, создавая конструкции и системы различных коммуникаций, в промышленности, где применяют свой опыт и навыки в машиностроении, кораблестроении и в других областях, таких как, энергетика, нефтеперерабатывающая промышленность, сельское хозяйство. Трудно назвать такой сегмент производства, где не применялся бы труд сварщика. СПОСОБЫ СВАРКИ МЕТАЛЛОВ СВАРКА ПОД ВОДОЙ Впервые в мировой практике подводную дуговую резку угольным электродом в лабораторных условиях осуществили в 1887 г. Н.Н. Бенардос и проф. Д.А. Лачинов. Продолжения эти работы не получили. Только в начале 30-х гг. ХХ в. были возобновлены работы по применению сварки под водой. В 1932 г. К.К. Хренов разработал электроды для подводной сварки и провел натурные испытания их в Черном море. Только в годы войны возникла насущная потребность в подводной сварке и резке при ремонте кораблей, мостов, при аварийных и спасательных работах. К.К. Хренов продолжил исследования. В послевоенные годы значительно расширились области применения и объемы подводной сварки. СВАРКА ПОД ВОДОЙ «Мокрый» метод» – процесс, осуществляющийся без удаления воды из зоны сварки. В то же время ручная подводная сварка обладала исключительной маневренностью и простотой оборудования, а для ее осуществления не требовались специальные приспособления для удаления воды из зоны сварки, что обуславливало низкую стоимость работ. СВАРКА ПОД ВОДОЙ СВАРКА В КОСМОСЕ В начале 60-х гг. прошлого века по инициативе главного конструктора ракетно-космических систем академика С.П. Королева была поставлена принципиально новая задача – исследовать возможность выполнения сварки непосредственно в космосе. Научным руководителем всего комплекса исследований являлся академик Б.Е. Патон. При проведении исследований предполагалось, что сварка в космосе будет использоваться для выполнения следующих работ: а) ремонт космических кораблей, орбитальных станций и различных металлоконструкций, находящихся в открытом космосе, на Луне и других планетах; б) сборка и монтаж металлоконструкций, находящихся в орбитальном полете или расположенных на поверхности Луны и планет. СВАРКА В КОСМОСЕ 25 июля 1984 г. космонавты В. Джанибеков и С. Савицкая вышли в открытый космос. В. Джанибеков оборудовал сварочный пост и подготовил инструмент к работе. Рабочее место оператора-сварщика отвечало всем требованиям техники безопасности. С.Савицкая выполнила операции резки, сварки, пайки и нанесения покрытий. Работа в открытом космосе продолжалась три часа. Результаты проведенных исследований на установке «Вулкан» и с помощью универсального ручного инструмента убедительно показали, что в космосе операции соединения металлов, резки и нанесения покрытий могут быть успешно использованы для любых ремонтных и монтажных работ. СВАРКА В КОСМОСЕ Одновременно были разработаны методы, технология и аппаратура для сборки и ремонта конструкций в космосе. Логическим завершением этих работ явилось создание в ИЭС им. Е.О. Патона комплекса электронно-лучевой сварочной аппаратуры «Универсал», предназначенной для оснащения больших орбитальных станций типа «Мир-2». В 1990–1991 гг. комплекс прошел наземные испытания и получил высокую оценку. СВАРКА НА ВЫСОТЕ Успешное развитие сварочного дела дало возможность уверенно применить сварку и при монтаже стальных конструкций: каркасы всех высотных зданий в Москве были не только изготовлены, но и полностью смонтированы на сварке. Сварная конструкция, впервые примененная в Советском Союзе для высотного строительства, имела ряд преимуществ перед существовавшей в мировой практике конструкцией с монтажными соединениями на заклепках – снижение веса, снижение трудоемкости изготовления элементов и снижение трудоемкости монтажа. СВАРКА БУДУЩЕГО РОБОТИЗАЦИЯ На современных промышленных предприятиях особенную актуальность приобретает использование автоматизированных решений, бережливое и безлюдное производство, внедрение новых технологий и устранение вредных факторов, влияющих на здоровье человека. В связи с этим особую популярность завоевывают решения по автоматизации производства на базе промышленных роботов, позволяющих обеспечить полный цикл обработки с высокой производительностью и точностью, избежать перерывов и производственных ошибок, свойственных человеку. СВАРКА БУДУЩЕГО РОБОТИЗАЦИЯ Основное развитие промышленных роботов началось в конце 60х – начале 70х годов, когда в 1969 году в Стенфордском университете студент факультета машиностроения Виктор Шейнман (Victor Scheinman) разработал прототип современного робота, отдаленно воспроизводящего возможности человеческой руки, Stanford arm с шестью степенями свободы, электрическими приводами и компьютерным управлением. В Советском Союзе крупнейшим интегратором робототехники стала компания «АвтоВАЗ». Развивая мощности по выпуску автомобилей и перенимая опыт мировых автомобилестроительных предприятий, в 1984 г. она приобрела лицензию фирмы KUKA. На базе отдельного станкостроительного подразделения концерна «АвтоВАЗ» началось производство отечественных роботов, применяемых на поточных линиях предприятия. На сегодняшний день ОАО «АвтоВАЗ» совместно с МГТУ «Станкин» реализуют программу выпуска линейки роботов для промышленных производств до 1000 единиц ежегодно. СВАРКА БУДУЩЕГО РОБОТИЗАЦИЯ Сварка считается наиболее типичным процессом для внедрения роботов. Исторически роботизированная сварка начала широко применяться в автомобилестроении, и в настоящее время практически все автомобильные производства в мире оснащены конвейерами, которые могут состоять из нескольких сотен роботизированных комплексов. Техника безопасности при газопламенной обработке Газопламенная обработка связана с использованием горючих взрывоопасных газов. Это требует строгого соблюдения следующих правил техники безопасности: Запрещается производить работы в непосредственной близости от легковоспламеняющихся, горючих материалов, таких как бензин, керосин, стружка и др. Сварку внутри резервуаров и в плохо вентилируемых помещениях и емкостях следует вести с применением систем принудительной вентиляции и с перерывами в работе. Снаружи должен находиться второй человек, который способен оказать помощь в случае необходимости. При резке металлов больших толщин следует применять резаки с удлиненными трубками для уменьшения влияния высокой температуры на рабочего. Техника безопасности при газопламенной обработке Выполнение газопламенных работ и применение открытого огня допускается на расстоянии не менее 10м от перепускных рам и передвижных ацетиленовых генераторов и 5м от отдельно стоящих баллонов с горючими газами. При сварке можно применять исправными манометрами. только редукторы с Кислородные редукторы следует предохранять от попадания на них смазочных материалов. При пуске газа в редуктор нельзя стоять перед редуктором. Все соединения редуктора должны быть герметичны. Запрещается использование переходников, тройников для одновременного питания нескольких горелок. Техника безопасности при электродуговой сварке При дуговой сварке используют источники тока с напряжением холостого хода от 45 до 80 В, при постоянном токе от 55 до 75 В, при переменном токе от 180 до 200 В при плазменной резке и сварке. Поэтому источники питания оборудуются автоматическими системами отключения тока в течение 0,5 ... 0,9 с при обрыве дуги. Человеческое тело обладает собственным сопротивлением и поэтому безопасным напряжением считают напряжение не выше 12 В. При работе в непосредственном контакте с металлическими поверхностями следует соблюдать следующие правила техники безопасности: Надежная изоляция всех токоподводящих проводов от источника тока и сварочной дуги. Надежное заземление корпусов источников питания сварочной дуги. Техника безопасности при электродуговой сварке Применение автоматических систем прерывания подачи высокого напряжения при холостом ходе. Надежная изоляция электрододержателя для предотвращения случайного контакта с токоведущими частями электрододержателя с изделием. При работе в замкнутых помещениях (сосудах) кроме спецодежды следует применять резиновые коврики (калоши) и источники дополни тельного освещения. Не допускается контакт рабочего с клеммами и зажимами цепи высокого напряжения. Каждый сварочный пост должен быть огорожен негорючими материалами по бокам, а вход - асбестовой или другой негорючей тканью во избежание случайных повреждений других рабочих. Краска, применяемая для окрашивания стен и потолков постовых кабин, должна быть матовой, чтобы уменьшить эффект отражения светового луча от них. Заключение В заключении я хочу сказать, что выбранная вами профессия сварщика, открывает для вас новый мир, мир металла и сварочных процессов. Осваивая сварочное дело, вы узнаете, как важна эта профессия для общества и современного мира. РЕФЛЕКСИЯ Как вы думаете: Раскрыта ли нами тема? Усвоили ли вы историю развития сварки? Какими способами сварки вы владеете? Хотите ли вы освоить новые виды сварки, испытать свои силы на высоте или в воде? Какие выводы вы для себя сделали?
