CC BY
65
_________________________________ © Д.П. Ильященко, Е.А. Зернин,
2010
УДК 621.791.03
Д.П. Ильященко, Е.А. Зернин
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОКРЫТИЙ ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ
Рассмотрено состояние вопроса о величине набрызгивания электродного металла при ручной дуговой сварке покрытыми электродами. В качестве средства снижения величины набрызгивания применяют защитные покрытия. Результаты исследования составляющих компонентов сварочной аэрозоли образующейся при ручной дуговой сварке покрытыми электродами с применением защитных покрытий представлены в виде сравнительных гистограмм.
Ключевые слова: геоход, зазор, распределение зазора, корпус машины, закон бета-распределения, выработка.
и я о данным Национального Агентства Контроля и Сварки
И (НАКС) [1] при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств опасных производственных объектов объем работ, выполняемых с применением ручной дуговой сварки покрытыми электродами, составляет порядка 63% (рис. 1).
Несмотря на известные достоинства [2], этот способ сварки имеет недостатки, которые снижают эффективность его применения. К ним относится: низкая производительность сварки по сравнению с механизированными способами сварки; зависимость качества сварного соединения от квалификации сварщика; разная скорость плавления электрода в начале и в конце процесса; большие потери металла на угар и разбрызгивание, огарки, в сумме составляющие до 30 процентов массы стержня.
Разбрызгивание электродного металла сопровождается на-брызгиванием его на поверхность свариваемых деталей при сварке покрытыми электродами, которое может достигать существенных значений (до 11 % массы электродного стержня). Установлено [3], что трудоемкость по отчистки поверхности свариваемых изделий от брызг расплавленного металла, составляет от 15-30 % от основного времени сварки.
РД 63%
Рис. 1. Соотношение объемов аттестованных технологий (НАКС) различных способов сварки: РД - ручная дуговая сварка покрытыми электродами, ЗН - сварка с закладными нагревателями, НИ - сварка с нагретыми инструментами, МАДП - механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом, РДН - ручная дуговая наплавка покрытыми электродами, АФ - автоматическая сварка под флюсом, МП - механизированная сварка плавящимся электродом в среде активных газов и смесях, РАД - ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом, Г - газовая сварка, прочие виды сварки
Снизить величину набрызгивания капель расплавленного металла на поверхность свариваемых деталей можно тремя способами [4]:
1 снизить величину разбрызгивания (1 разработкой систем управления переносом металла; 2 разработкой новых сварочных материалов, технологий и приемов сварки);
2 применением покрытий для защиты поверхности свариваемого металла от брызг расплавленного металла.
3 уменьшить величину разбрызгивания и набрызгивания путем применения защитных покрытий с активирующими добавками.
На рис. 2 представлены результаты экспериментальных исследований по определению величины набрызгивания (массы трудно-удалимых капель с поверхности свариваемых деталей) при РДС покрытыми электродами с применением защитного покрытия и без него. Сварка в РДС покрытыми электродами производилась на стальных образцах с нанесенными защитными покрытиями (различных марок) по всей поверхности, электродами марки Ок 73.70 диаметр 4 мм. Сварочный ток устанавливали 140 А. Методика проведения эксперимента заключалась в следующем: 1 - производили сварку двух пластин покрытыми электродами с нанесением защитного покрытия и без него; 2 - сбор капель с поверхности свариваемых изделий осуществлялся (с помощью щетки) легко удаляемых капель и механическим путем (трудноудаляемых капель); 3 - при взвешивание определили массу собранных и срезанных капель. Для проведения исследования были отобраны наиболее применяемые защитные покрытия: 1 - разработанное защитное покрытие [5]; Свар-пол; Спрей «Super Pistolen Spray»; Покрытие PROTEC CE 15 L.
В настоящей работе были проведены исследования при РДС покрытыми электродами по защитным покрытиям. Исследования проводились с целью выявления валовых выделений пыли и газов при РДС покрытыми электродами с применением защитных покрытий в лабораторных условиях, при этом изучались: количество пыли, образующейся при сварке, и ее химический состав, содержание в пыли марганца, качественный и количественный состав дисперсионной среды, образующегося сварочного аэрозоля, содержание: окиси и двуокиси углерода- СО, СО2; окиси кремния - SiO; окислы азота - NO, NO2; озон - O3 и т.д.
собранные...
срезанные...
Рис. 2. Гистограммы величины набрызгивания при ручной дуговой сварке покрытыми электродами
Сварка в РДС покрытыми электродами производилась на стальных образцах с нанесенными защитными покрытиями (различных марок) по всей поверхности, электродами марки Ок 73.70 диаметр 4 мм. Сварочный ток устанавливали 140 А. Отбор проб воздуха для определения уровня загрязнения воздушной среды проводился в зоне дыхания сварщика. В исследованиях использовали следующие обородувание: аспиратор для отбора проб воздуха мод. 822; барометр-анероид БАММ-1; психрометр аспирационный МВ-4М; газоанализатор «ЭЛАН-СО-50».
Аспиратор работал 20 минут при каждом отборе пробы, протягивая за это время 0,2 м3 воздуха. Количество образующейся при сварке пыли определяли по разности весов фильтров, через которые осуществлялось протягивание воздуха [6]:
где М1-масса фильтра после сварки и контрольного времени, г; М2-исходная масса фильтра, г; V- объем протянутого через фильтр
V
воздуха, м3.
Рис. 3. Зависимость концентрации компонентов сварочной аэрозоли при РДС покрытыми электродами с применением различных защитных покрытий: а - сварочная пыль; б - двуокись азота; в - фтористый водород; г -марганец; д - окись углерода; ж - хром (шести валентный)
Полученные результаты исследования составляющих компонентов сварочной аэрозоли образующейся при РДС покрытыми электродами с применением защитных покрытий представлены в виде сравнительных гистограмм представленных на рис. 3.
Выводы
1 Применение различных покрытий для защиты поверхности свариваемых изделий от брызг расплавленного металла, позволяет значительно снизить или полностью исключить набрызгивание при РДС покрытыми электродами.
2 Анализ результатов исследований санитарно гигиенических условий рабочего места показал, что при РДС покрытыми электродами с применением средств снижения набрызгивания превышения ПДК [7] отмечено не было.
-------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Князьков В.Л., Князьков А.Ф. Повышение эффективности ручной дуговой сварки трубопроводов. Изд-во ГУ КузГТУ. - Кемерово, 2008. -с. 104.
2 Сварка. Резка. Контроль: Справочник. В 2-х томах / Под общ. ред. Н.П. Алешина, Г.Г. Чернышова. - М.: Машиностроение, 2004.
3 D.P. Il yashenko and S.B. Sapozhkov. Splashing in manual arc coated electrode welding and methods of reducing splashing// Welding International. 2008. Vol. 22, No 12, С. 874-877.
4 Сабиров И.Р., Ильященко Д.П., Зернин Е.А. Применение функциональных покрытий при дуговой сварке плавящимся электродом. Новые промышленные технологии. 2009. №1 С.7-9.
5 Сапожков С.Б., Зернин Е.А., Ильященко Д.П. Покрытие для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла при дуговой сварке плавлением. Патент на изобретение № 2297311 (РФ) Приоритет от 09.03.2006.
6 Элементы теории и технологии защиты поверхности от брызг расплавленного металла при сварке в углекислом газе: учебное пособие / В.Т. Федько, С.Б. Сапожков, П.Д. Соколов, А.П. Ястребов. - 2-е изд. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. - 146 с.
7 ГН 2.2.5.1313-03 Предельные допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны. ЕШ
— Коротко об авторах -----------------------------------------------------
Ильященко Д.П. - зам. зав. кафедрой СП, Юргинский технологический институт Томского политехнического университета, E -mail:[email protected]
Зернин Е.А. - кандидат технических наук, Юргинский технологический институт (филиал) Томского политехнического университета E-mail: [email protected].
