Контактная сварка

     Несколько проще одновременная сварка нескольких точек осуществляется способом рельефной  сварки, или сварки выступами, являющейся разновидностью точечной контактной сварки. В этом случае на одной из свариваемых деталей или на обеих предварительно выштамповывают выступы (рельефы) в местах, подлежащих сварке (рис.6). Подготовленные детали закладывают в специальную сварочную машину, носящую название "сварочный пресс". Сварка выступами может осуществляться также на мощных точечных машинах с прямолинейным ходом электрода, причем нормальный точечный электрод заменяется специальным электродом для рельефной сварки, имеющим форму массивной плиты. Одновременно с включением тока верхний электрод сжимает детали и спрессовывает их до полного уничтожения выступов. Таким образом, за один ход машины производится столько сварных точек, сколько было выштамповано выступов; число их может доходить до нескольких десятков на одной детали. Для получения качественной сварки требуется точная штамповка и плотное прилегание собранных деталей по всем выступам.

     Рис.6. Рельефная сварка: 1-детали, 2-электроды, 3- источник электрической энергии (например, сварочный трансформатор), 4-ядро, 7-выступ(рельеф). 

     Метод рельефной сварки может обеспечить высокую производительность. Электроды  находятся в хороших условиях работы и имеют большой срок службы, поскольку их контактная поверхность  очень велика, а давление и ток  концентрируются в выступах свариваемых деталей.

     Недостатком рельефной сварки является значительная электрическая мощность, необходимая  для сварочных прессов. Величина этой мощности для сварки одного выступа 15-30 та. Давление на один выступ обычно составляет 200-600 кГ. А также во время зачистки или заточки электродов точечных машин есть возможность случайного нажатия пусковой кнопки или педали, в результате чего может произойти случайное защемление руки наладчика.

Оборудование  для контактной сварки.

     Машины  для контактной сварки бывают стационарными, передвижными и подвесными (сварочные клещи). По роду тока в сварочном контуре могут быть машины переменного или постоянного тока от импульса тока, выпрямленного в первичной цепи сварочного трансформатора или от разряда конденсатора. По способу сварки различают машины для точечной, рельефной, шовной и стыковой сварки.

     Для осуществления процесса точечной сварки применяют специальные машины контактной сварки (рис. 5), которые в процессе работы выполняют две основные функции  - сжатие и нагрев соединяемых деталей. Величина сварочного тока во вторичной цепи контактных машин достигает десятков тысяч ампер. Вследствие этого контактные машины создают электромагнитные поля мощностью от 70 до 1500 А/м. Опасность воздействия электромагнитных полей усугубляется тем, что они не обнаруживаются органами чувств. Электромагнитные волны рассеиваются на расстояние 1,5— 3,5 м от контактной сварочной машины. В многоточечных сварочных машинах, предназначенных для изготовления специальных сварных конструкций (элементы кузовов автомобилей, вагонов, различных панелей) одновременно сваривается несколько точек (или несколько десятков точек). В конструкции любой машины условно можно выделить механическое и электрическое устройства.  

Рис. 7. Общий вид машины точечной сварки (а) и её основные узлы (б) 

     Основной  частью механического устройства машины для точечной сварки (рис. 7, б) служит корпус 1, на котором закреплены нижний кронштейн 2 с нижней консолью 3 и электрододержателем 4 с электродом и верхний кронштейн 7. Нижний кронштейн 2 обычно выполняют переставным или передвижным (плавно) по высоте, что дает возможность регулировать расстояние между консолями в зависимости от формы и размера свариваемых деталей.

     На  верхнем кронштейне установлен пневмопривод усилия сжатия электродов 6, с которым соединена верхняя консоль 5 с электрододержателем 4. Для управления работой пневмопривода на машине установлена соответствующая пневмоаппаратура 8. Привод усилия может быть также пневмогидравлическим, гидравлическим и др. Корпус, верхний и нижний кронштейны и консоли воспринимают усилие, развиваемое пневмоприводом, и поэтому должны иметь высокую жесткость.

     Электрическая часть машины состоит из сварочного трансформатора 10 с переключателем ступеней 11, контактора 12 и блока управления 9. Часто аппаратура управления смонтирована в отдельном шкафу управления. Контактор 12 подключает сварочный трансформатор к электрической питающей сети и отключает его.

     Электрическое устройство машины предназначено для  обеспечения необходимого цикла нагрева металла в зоне сварки. К электрическому устройству относится также вторичный контур машины, который образуют токоподводы, идущие от трансформатора к свариваемым деталям. Ток от трансформатора через жесткие и гибкие шины подводится к верхней 5 и нижней 3 консолям с электрододержателями 4. Консоли и электрододержатели с электродами участвуют в передаче сварочного тока и усилия и поэтому одновременно являются частями электрического и механического устройств машины.

     Все части вторичного контура изготавливают из меди или медных сплавов, имеющих высокую электропроводность. Большинство элементов вторичного контура, сварочный трансформатор и контактор имеют внутреннее водяное охлаждение.  

     Широкое применение точечной сварки в производстве изделий больших габаритных размеров, как например вагонов, самолетов, автомобилей, легких строительных металлоконструкций и т. п., потребовало создавать передвижные и переносные точечные машины и переносные приспособления к неподвижным машинам, позволяющие сваривать изделия больших размеров.          

     Переносные  приспособления для точечной сварки (рис.8) имеют различные названия: клещи, скобы, сварочные пистолеты  для точечной сварки и др.В большинстве  случаев для точечной сварки наиболее удобны приспособления, соединяемые со сварочным трансформатором гибкими проводами; при этом по изделию передвигается лишь одно сварочное приспособление, имеющее сравнительно небольшой вес, а наиболее тяжелая часть контактной машины, т. е. сварочный трансформатор, остается на месте.

Рис.8. Типы переносных сварочных клещей с пневматическим давлением, присоединяемых к трансформатору гибкими проводами.

     Провод  или кабель для присоединения  сварочных приспособлений имеет  специальное устройство, обеспечивающее минимальную индуктивность сварочной цепи и минимальный вес кабеля. Для уменьшения веса гибкий многожильный кабель заключается в резиновый шланг и охлаждается проточной водой. Подобные приспособления широко применяются, например, в производстве автомобилей. В некоторых случаях для сварки металла малой толщины оказываются удобными однополюсные сварочные пистолеты. Пистолет присоединяют к одному концу вторичной обмотки сварочного трансформатора, другой конец обмотки присоединяют к изделию. Это позволяет получить сварную точку в любом месте изделия, причем без подвода электрода с обратной стороны металла. При контактной сварке во время установки деталей на электроды сварочной машины рука  сварщика может попасть  между электродом и деталью или между сварочными роликами, что может привести к травме.  

Глава II. Реализации исследуемого технологического процесса.

Примерная планировка цеха контактной точечной сварки.

     Наибольшее  значение в повышении производительности и облегчении условий труда при  серийном и массовом характере производства имеет организация технологического процесса по поточному методу с применением различных машин и устройств для комплексной механизации процесса изготовления сварных изделий.  
Поточный метод производства предусматривает изготовление изделий в поточных линиях. Примером организации поточных методов сборочно-сварочных работ и частичной их механизации, может служить изготовление металлических кабин грузовых автомобилей, запроектированное следующим образом.

    Как правило, различные сварочные операции выполняются в общем потоке производства. Процессы сварки разбиваются на отдельные операции, которые выполняются в заданном темпе на специально заданном для этого оборудовании с максимально возможной степенью механизации сборочно-сварочных работ. На ряде предприятий созданы специальные автоматические сборочно-сварочные линии, в которых все операции выполняют без применения ручного труда. 
 Детали перед сваркой зачищают металлической щеткой, правят, подгоняют и собирают в приспособлении или прихватывают. Это необходимо для обеспечения стабильного процесса, который зависит от постоянства контактного сопротивления. Подготовленные поверхности пассивируют и зачищают от заусенцев, пыли, абразивов, окислов и других загрязнений.

    Изготовление  металлических кабин грузовых автомобилей осуществляется с применением точечной сварки. Мелкие узлы собирают и сваривают на точечных машинах стационарного типа и сварочных клещах, используя для этого различного рода кондукторы. Сборку и сварку крупных узлов кабины (двери, пол. спинку и др.) выполняют на многоэлектродных машинах. Основной тип соединения свариваемых деталей при точечной сварке - нахлёсточное (рис. 9).

Рис. 9. Схема  нахлесточных соединений боковины кузова легкового автомобиля.

     Движение  кузова по линии начинается со сварки моторного отсека, который затем попадает на пост сварки основания. Кроме моторного отсека основание включает переднюю и заднюю части пола. Далее следуют еще два поста доварки основания. Перемещение с позиции на позицию на первых постах происходит с помощью тельферов. Параллельно с правой и левой стороны на стендах идет сварка боковин. Передача с поста на пост и загрузка в главный кондуктор автоматизированы. В последнем происходит процесс формирования геометрии кузова. Главный кондуктор оборудован встроенными клещами, по 15 штук с каждой стороны, которые подваривают основные точки. Для выполнения точечной сварки используется большое количество подвесных машин различного типа (клещи, опорные с пневматическим приводом и ручные однополюсные пистолеты). 
Для облегчения труда рабочего на каждой операции имеются специализированные сварочные клещи и пистолеты с минимальным весом и габаритами. После разжатия прижимов тельфер передает кузов на стенд, где совершается приварка крыши к кузову в кондукторе. На этом стенде используют механизированные сварочные клещи. Существует также три поста доварки кузова, где доваривают те точки, сварка которых была невозможна в главном кондукторе, но необходима для прочности кузова. После этого тельфер опускает кузов на технологическую тележку и передвигает на пост маркировки. Далее происходит доварка швов дуговой сваркой, навеска капота, дверей, крыльев и подготовка поверхности кузова в камере рихтовки. Затем кузов на тележке выкатывают на подъемную секцию, расположенную на линии сварки. Кузов зацепляют «крабом», поднимают на второй этаж и по системе ПТК (подвесной толкающий конвейер) отправляют на окраску. Транспортировка деталей,и узлов для сборки кабин производится конвейерами. На конвейере применены сборочные стенды с быстродействующими пневматическими зажимами.  
 Производственный процесс заканчивается контролем прочности сварных точек, который выполняют с помощью оборудования ультразвукового контроля сварных соединений.

     Для перемещения деталей с одной  операции на другую предусмотрены универсальные транспортные средства: мостовой кран и подвесной толкающий конвейер.  

                Рис.10. Схема цеха контактной точечной сварки. 

 Организация рабочего места.

    Рабочем местом называют участок  производственной площади, закрепленный за данным рабочим  или бригадой, оснащенный оборудованием  соответственно выполняемым работам, вспомогательными устройствами, инструментом.

    Сущность  организации рабочего места состоит в том, чтобы обеспечить условия высокопроизводительной работы без лишней траты сил и времени, без лишних и неудобных движений, перерывов и снижения качества продукции. 

     Опасные производственные факторы.

     Человек постоянно подвергается воздействию  опасностей в своей трудовой деятельности. Эта деятельность осуществляется в пространстве, называемом производственной средой. В этих условиях производства на человека в основном действуют техногенные, т.е. связанные с техникой, опасности, которые принято называть опасными и вредными производственными факторами.

     Опасным производственным фактором (ОПФ) называется такой производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или к другому внезапному резкому ухудшению здоровья.

     Вредным производственным фактором (ВПФ) называется такой производственный фактор, воздействие  которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению трудоспособности.

     К опасным производственным факторам относятся:

1) электрический ток определенной силы

2 )  раскаленные тела          

3) оборудование, работающее под давлением выше атмосферного

4) возможность падения с высоты самого работающего либо различных деталей и 
предметов;