1. Роль
и значение профессии электрогазосварщик
Современный мир полностью держится на металле. Без него нельзя построить высокие здания, машины, корабли. Металл применяется повсеместно: в быту, в промышленности, в строительстве. Поэтому, специалист по металлу, соединяющий металлические детали в сложные конструкции при помощи электрической сварки, будет нужен всегда. Сварщик - профессия ответственная, почти виртуозная, от качества работы которого зависит многое - долговечность и устойчивость строительных конструкций, работа и срок службы различной техники.
Временем возникновения профессии сварщик можно считать 1802 год, когда В. Петров открыл эффект электрической дуги, при возникновении которой между двумя угольными электродами, создаётся высокая температура. Эта температура настолько высока, что позволяет расплавлять металлы. С момента этого открытия и до его промышленного применения прошёл немалый период времени. Но спустя десятилетия, метод соединения металлов электродуговым способом произвёл революцию в различных отраслях промышленности, строительства и стал массовой технологией соединения материалов….
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.
Сварщик, как профессия, подразделяется на несколько специализаций: сварщик ручной дуговой сварки, газосварщик, оператор автоматических сварочных аппаратов. Рабочие всех этих специальностей занимаются одним делом - соединением металлических конструкций, сложных аппаратов, деталей, узлов методом сплавления металлов. От мастерства сварщиков зависит качество сварочных швов. Любые ошибки, небрежность, допускаемые в работе, могут привести к катастрофическим последствиям. Страшно подумать, к чему могла бы привести некачественная работа по сварке нефте- или газопроводов. Сварщик - профессионал должен знать электротехнику, технологию плавления металлов, свойства газов, применяемых для антиокисления, методы и принципы действия используемых агрегатов и оборудования. Большое значение имеет соблюдение техники безопасности и производственной санитарии.
К плюсам профессии можно отнести престижность и высокую востребованность на рынке труда, как в государственном секторе экономики, так и в частном. Молодым специалистам, только что окончившим училище, работу долго искать не придётся - она находит их сама. Сварщиков без опыта охотно принимают в жилищно-коммунальные хозяйства, в частные организации сферы обслуживания. С приобретением опыта, им поручаются более ответственные дела и работы в промышленности, на стройках. Соответственно, увеличивается зарплата.
Тяжёлые условия труда, работа на открытых строительных площадках при любой погоде, большая нагрузка на зрение из-за высокой яркости электрической дуги, инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Электросварщики относятся к профессиям «горячего цеха» из-за высокой вредности производства вследствие большого выделения газов и тепла при сварочных работах
Объекты профессиональной деятельности:
- технологические процессы сборки и электрогазосварки конструкций;
· сварочное оборудование и источники питания, сборочно-сварочные при способления;
· детали, узлы и конструкции из различных материалов;
- конструкторская, техническая и нормативная документация. Обучающийся по профессии Сварщик (электросварочные и газосварочные
работы) готовится к следующим видам деятельности:
Сварка и резка деталей из различных сталей, цветных металлов и их сплавов, чугунов во всех пространственных положениях.
Наплавка дефектов деталей и узлов машин, механизмов, конструкций и отливок под механическую обработку и пробное давление.
Дефектация сварных
швов и контроль качества сварных соединений.
2.
Прогрессивные технологии и передовые приемы труда
Во второй половине XX в. произошел переход от машинно-технической революции к научно-технической, которая характеризуется широким использованием наукоемких технологий. В начале третьего тысячелетия сварка является одним из ведущих технологических процессов создания материальной основы современной цивилизации.
Более половины валового национального продукта промышленно развитых стран создается с помощью сварки и родственных технологий. До 2/3 мирового потребления стального проката идет на производство сварных конструкций и сооружений. Во многих случаях сварка является единственно возможным или наиболее эффективным способом создания неразъемных соединений конструкционных материалов и получения ресурсосберегающих заготовок, максимально приближенных по геометрии к оптимальной форме готовой детали или конструкции. Непрерывный рост наукоемкости сварочного производства способствует повышению качества продукции, ее эффективности и конкурентоспособности.
Сегодня сварка применяется для неразъемного соединения широчайшей гаммы металлических, неметаллических и композиционных конструкционных материалов в условиях земной атмосферы, Мирового океана и космоса. Несмотря на непрерывно увеличивающееся применение в сварных конструкциях и изделиях легких сплавов, полимерных материалов и композитов, основным конструкционным материалом остается сталь. Именно поэтому мировой рынок сварочной техники и услуг возрастает пропорционально росту мирового потребления стали. К началу XXI в. он оценивается примерно в 40 млрд. долларов, из которых около 70% приходится на сварочные материалы и около 30% - на сварочное оборудование.
Отмеченные особенности определяют общую положительную тенденцию роста мирового производства сварных конструкций, динамичного развития мирового и регионального рынков сварочной техники и материалов, а также объемов научных исследований и разработок по совершенствованию сварки и родственных технологий. Основываясь на анализе, проведенном академиком Б.Е. Патоном, выделим основные направления развития сварки и родственных технологий в XXI в. Сначала несколько слов об общих тенденциях применительно к нашей стране.
Дуговая и контактная сварка останутся по-прежнему доминирующими способами соединения металлов. Предполагается, что доля ручной дуговой сварки покрытыми электродами к 2010 г. составит 20 - 25% от общего объема сварки.
Доля механизированных и автоматических способов сварки в защитных газах, заменяющих ручную дуговую, составит в будущем 50 - 55% общего ее объема.
Развитие сварки под флюсом, доля которой к 2010 г. составит ~ 17% в общем ее объеме, связано с созданием более совершенного оборудования. Учитывая мировые тенденции расширения области применения прогрессивных ресурсосберегающих технологий можно предположить, что доля лазерной технологии в сварочном производстве в предстоящее десятилетие существенно увеличится и достигнет 6 - 8% общего объема сварочных работ.
Такие способы сварки, как электронно-лучевая, диффузионная и высокочастотная, занимают важное место в общих технологических процессах обработки металлов и будут развиваться в зависимости от нужд и запросов промышленности.
Оборудование. Лидирующее положение на рынке будет занимать оборудование для дуговой сварки, доля которого будет только возрастать в основном за счет оборудования для сварки порошковой и сплошной проволокой при сокращении доли оборудования для ручной дуговой сварки покрытыми электродами. Развитие дуговой сварки во многом определяется техническим прогрессом и разработками новых источников питания, полуавтоматов и автоматов. По-видимому, найдут широкое применение источники питания, позволяющие обеспечить гибкое формирование внешних и динамических характеристик. Новые подающие механизмы должны иметь специальные устройства для программного управления параметрами режима сварки.
Схемы управления целесообразно выполнять на основе модульных решений с широким применением микропроцессорной техники. В ближайшие годы будет создано унифицированное оборудование нового поколения на блочно-модульной основе для дуговой сварки. В частности, находятся в разработке автомат для импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом с синергетическим управлением, полуавтоматы для плазменной сварки и наплавки и другое современное оборудование с возможностями активного контроля качества сварки. При этом важно совершенствовать системы слежения за стыком, автоматизировать подачу, удержание и уборку флюса, разрабатывать формирующие устройства.
Основным направлением совершенствования оборудования для электроннолучевой сварки будет являться реализация возможности получения изделий пространственно сложной формы за счет компьютерного управления всеми подсистемами установки и ходом технологического процесса. Оборудование для контактной сварки будет относительно долго удерживать второе место на рынке сварочного оборудования. Доля его в ближайшие годы будет несколько возрастать.
Объем оборудования для газовой сварки и резки будет сокращаться, хотя доля его останется значительной. Создание гибких модулей для плазменных сварки, резки и нанесения покрытий, автоматизация процессов плазменной обработки являются важнейшими направлениями работ инженеров и конструкторов. Повышение качества и работоспособности сварных конструкций непрерывно связано с совершенствованием такого важного и трудоемкого процесса, как неразрушаю-щий контроль качества сварных соединений.
Поэтому должны получить дальнейшее развитие работы по созданию современной аппаратуры для неразрушающего контроля качества как в заводских условиях, так и на монтаже. Особенно актуальна работа по созданию портативной аппаратуры для ультразвукового контроля, которая позволила бы с большой достоверностью определять и описывать дефекты в трехкоординатных плоскостях в автоматическом режиме.
Для контроля состояния сварных конструкций в процессе их эксплуатации необходимо дальнейшее развитие средств технической диагностики.
В настоящее время все более широкое применение находит технология акустоэмиссионной диагностики, основанной на анализе сигналов, возникающих при деформировании материалов конструкции. Она обеспечивает возможность эксплуатации конструкций по фактическому состоянию. Успешно прошел промышленные испытания электромагнитно-акустический дефектоскоп.
Материалы. Ощутимые изменения наблюдаются на мировом рынке сварочных материалов. Материалы для механизированных видов сварки, в первую очередь порошковая и сплошная проволоки, уверенно теснят по объемам продаж на рынке покрытые электроды для ручной дуговой сварки. Эти тенденции должны сохраниться, что в обозримом будущем приведет к стабилизации применения покрытых электродов на уровне 15-25% вместо 20-30% в настоящее время.
Основные направления - разработка сварочных материалов специального назначения, обеспечивающих соединение высокопрочных сталей и сплавов, разнородных, многослойных и композиционных материалов. Кроме того, актуальной является задача создания сварочных материалов, оптимальных как по количественному содержанию компонентов, так и по экономическим показателям. Также должны учитываться гигиенические характеристики выделяющихся сварочных аэрозолей. В связи с этим возникает необходимость обоснования введения новых компонентов в шихту с учетом высказанных выше требований и оценки диапазона их концентраций.
Известно, что для сварных конструкций требуются хорошо свариваемые материалы. Рациональное использование новых конструкционных материалов с высокими показателями механических свойств позволяет эффективно решать проблемы снижения металлоемкости, повышения надежности и долговечности сварных конструкций.
Будет непрерывно расширяться применение высокопрочных сталей в ответственных сварных конструкциях. Все более широкое применение находят высокопрочные алюминиево-литиевые сплавы, сплавы с предельно высоким легированием, а также сплавы, которые содержат в своем составе эффективные модификаторы - скандий, цирконий, одновременно улучшающие свариваемость материалов и механические свойства сварных соединений. Ведутся работы по созданию новых конструкционных, хорошо сваривающихся титановых сплавов, обладающих высокой прочностью и коррозионной стойкостью.
В последние десятилетия в качестве конструкционного материала все большее внимание привлекают полимеры и композиты на их основе. Выгодно отличаясь рядом свойств, они успешно конкурируют с традиционными материалами, а в некоторых областях являются практически незаменимыми. Активно проводятся исследования по созданию новых композиционных материалов на основе полимерных или металлических матриц с наполнителями, существенно повышающими показатели прочности и жесткости указанных материалов.
Технологии. Сварка и родственные технологии продолжают активно и всесторонне развиваться как вглубь, так и вширь. Создаются теоретические и технологические предпосылки изготовления новых изделий в традиционных областях сварочного производства, а также освоения все более широких сфер применения, которые раньше считались «экзотическими». Отметим ряд достижений в области совершенствования существующих технологических сварочных процессов, которые могут быть развиты в XXI в.
Для соединения деталей больших толщин разработан новый процесс электродуговой сварки с использованием специального закладного электрода, предварительно введенного в узкий зазор между свариваемыми деталями и покрытого тонким слоем (около 1 мм) изолирующего покрытия. Сварку выполняют в вертикальном положении за один проход. При этом не требуется устройств, обеспечивающих перемещение электрической дуги. Последняя движется самостоятельно по торцу плоского электрода в пределах всей ширины зазора, обеспечивая необходимое проплавление кромок.
Сварка закладным электродом выполняется в автоматическом режиме. По сравнению с другими видами сварки толстого металла она имеет следующие преимущества: возможность сварки в монтажных условиях и труднодоступных местах с обеспечением высокой производительности. Большие возможности в совершенствовании сварки в защитных газах открывает применение тонкой проволоки диаметром 0,6 - 1,6 мм. Одним из перспективных направлений развития сварки является активация процессов в сварочной ванне и дуге, горящей в инертных газах, введением микродоз редкоземельных химических элементов и их соединений.
Очевидно, что в ближайшем будущем одной из основных задач в области теории сварочных процессов будет доведение и взаимная увязка математических моделей, описывающих многообразие явлений, до той степени совершенства, при которой проведение эксперимента с металлом станет не правилом, а особым исключением. Увеличение номенклатуры материалов, областей их применения, повышение требований к прочности и долговечности соединений требует существенного углубления знаний в этой сфере и углубления исследований, в том числе дальнейшего совершенствования подходов к конструированию узлов и соединений, к учету особенностей их работы при различных условиях нагружения.
. Основные характеристики и назначение сварочных трансформаторов
электрогазосварщик промышленный трансформатор профессия
Источники переменного тока находят широкое применение при ручной дуговой сварке штучными электродами, при механизированной сварке под флюсом и при аргонодуговой сварке легких сплавов.
Узлом современных источников переменного тока является специальный, как правило, однофазный сварочный трансформатор той или иной конструкции. Трансформатор разделяет сварочную цепь и силовую сеть, понижает напряжение сети до необходимого для сварки значения, самостоятельно или в комплекте с дополнительными устройствами обеспечивает формирование требуемых статических внешних характеристик и регулирование сварочного тока. По этому основному узлу источники переменного тока часто называют просто сварочными трансформаторами.