Технология и оборудование сварочного производства

Оборудование и технология сварочного производства

Сварка представляет собой процесс, который позволяет путем нагрева поверхностей материалов создать неразъемное соединение.

Оборудование и технология сварочного производства включают в себя современные разработки способов сварки. Этот процесс активно используется во всех промышленных сферах, сварка ведется с любыми материалами – металлом, пластиком и керамикой.

Технология сварки на специальном оборудование

В результате сварки получается неразъемное соединение, которое называют сварным. Как правило, такая технология используется при работе с металлами.

Технология сварочного производства подразумевает использование различных источников энергии.

В качестве них могут быть применены такие, как:

1. Электрическая дуга.
2. Электрический ток.
3. Лазерное излучение.
4. Электронный луч.
5. Ультразвук.
6. Газовое пламя.

На основе используемого источника энергии и выделяют разновидности сварочного процесса, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.

В настоящее время процесс сварки может проводиться не только в условиях промышленных предприятий, но и в бытовых, а также полевых условиях. Благодаря качественному оборудованию сварочный процесс становится все более простым и надежным.

Разновидности сварки

Существует огромное количество технологий сварочного производства, требующих использования специального оборудования, в настоящее время их насчитывается около 150.

Основная классификация сварки подразумевает разделение процессов по физическим, техническим и технологическим признакам.

Физическими признаками являются форма и вид используемой энергии, форма энергии показывает класс сварки, а вид энергии – вид самого процесса.

По такому признаку можно выделить 3 вида сварки:

1. Термический класс. Эта категория включает в себя виды сварки, которые осуществляются плавлением и требуют тепловой энергии.
2. Термомеханический класс – включает в себя виды сварки, которые осуществляются при использовании
   не только энергии, но и давления. Это контактная, кузнечная и газовая сварка.
3. Механический класс – сварка, которая осуществляется при использовании механической энергии. Это холодная сварка, сварка ультразвуком и трением.

К техническим признакам сварочного процесса можно отнести способ защиты металла в области сваривания, а также степень автоматизации процесса и его непрерывность.

Сварочное оборудование

В зависимости от типа сварочного процесса используется определенное оборудование. Из-за востребованности оборудования его ассортимент в продаже очень велик.

Можно выделить следующие виды оборудования:

1. Инверторные полуавтоматические инструменты. Очень удобное оборудование, имеет малый вес и габариты. Отличный вариант для использования на строительных площадках.
2. Сварочные аппараты для точечной сварки.
3. Сварочные инверторы.
4. Трансформаторы.
5. Редукторы.
6. Полуавтоматы. Осуществляют сварку в среде защитного газа, главным элементом выступает электрод.

Среди производителей техники можно особенно выделить таких, как Атом-сварка, Forte, Gerrard GYS, Kaiser Stanley – это наиболее известные компании, осуществляющие изготовление различного рода сварочного оборудования.

Современное оборудование и технологии сварочного производства позволяют получить качественные сварочные швы и обеспечить надежный и безопасный технологический процесс.

Новейшее оборудование для сварки отличается высоким КПД, мощностью, функциональностью. Аппараты оснащаются многими удобными функциями, в частности системами плавной регулировки тока и скорости работы.

Оборудование и технология сварочного производства на выставке

В Москве традиционно весной проходит выставка «Металлообработка», посвященная оборудованию, инструментам и новейшим технологиям в сфере металлообработки. На данном мероприятии ведущие инженеры мира будут представлять свои разработки – инновационные технологии и оборудование.

Выставка пройдет в ЦВК «Экспоцентр» в Москве. Это самое крупное мероприятие в России и СНГ, оно дает полную картину состояния отрасли металлургии.

Оборудование и технология сварочного производства — профиль бакалавриата в вузах России 

балл на бюджет (от)

средняя цена обучения (год)

Оборудование и технология сварочного производства в России: проходные баллы, минимальные баллы, экзамены, в каких вузах учат, стоимость обучения, вступительные экзамены

Параметры программы

Где учат

Вариаций данной программы в вузах России — 33.

О программе

Высокая эффективность процесса сварки предопределила ее широкое распространение во всех отраслях промышленности. Диапазон ее применения простирается от космических исследований и атомной энергетики до приборостроения, связи и даже медицины и биотехнологии.

Основные изучаемые дисциплины:

• Теоретическая и прикладная механика
• Сопротивление материалов
• Электротехника
• Электроника и автоматика
• Гидро- и термодинамика
• Материаловедение
• Технология материалов
• Экономика и организация производства
• Основы автоматизации и проектирования технических устройств и систем с использованием компьютерных технологий.
• Теория сварочных процессов
• Оборудование сварки плавлением
• Проектирование сварных конструкций
• Технология сварки плавлением и термической резки
• Технология и оборудование сварки давлением
• Производство сварных конструкций
• Системы управления качеством сварочного производства
• Системы автоматического проектирования в сварочном производстве
• Основы автоматизации сварочного производства
• Конструирование вспомогательного оборудования
• Контроль качества сварных конструкций
• Сварка специальных сталей и сплавов
• Сварочные материалы и др.

Основная профессиональная деятельность специалистов связана с выполнением следующих видов работ:

• расчет и проектирование машиностроительных конструкций в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации проектирования;
• разработка рабочей документации;
• проведение технико-экономического обоснования технических решений;
• организация рабочих мест, их оснащение с размещением сварочного и вспомогательного оборудования;
• обслуживание, проверка технического состояния и остаточного ресурса технологического оборудования;
• организация метрологического обеспечения технологических процессов сварки с использованием типовых методов контроля качества, контроль соблюдения технологической дисциплины при сборочно-сварочных операциях;
• организация работы малых коллективов исполнителей, составление технической документации (графиков работ, инструкций, смет, планов, заявок на сварочные материалы и оборудование) и подготовка отчетности по установленным формам, планирование работы персонала и фондов оплаты труда;
• стандартизация, техническая подготовка к сертификации сварочного оборудования и материалов;
• подготовка документации для создания системы менеджмента качества на предприятии;
• организация защиты объектов интеллектуальной собственности и разработок, составляющих коммерческую тайну предприятия.

Технология и оборудование сварочного производства

Технология сварочного производства задействована в изготовлении как простых бытовых металлоизделий и трубопроводов, так и частей атомных реакторов и космической техники. Это сложный технологический процесс, требующий от сварщика высокой квалификации и строгого соблюдения ряда требований.

Технология сварочного производства и виды сварки

Сама по себе теория сварки – достаточно сложная и обширная. Она включает в себя изучение свойств конструкционных материалов на молекулярном уровне. Лишь четкое понимание принципов построения кристаллической решетки того или иного металла и сплава дает возможность правильно подобрать необходимое оборудование и режимы работы.

Современная технология сварочного производства насчитывает более сотни способов сварки как металла, так и неметаллических материалов: стекло, полимеры и т.п. Главные критерии выбора технологии:

• толщина свариваемых деталей;
• химический состав сплава;
• условия работы;
• предел прочности сварного шва;
• условия эксплуатации готового изделия.

Каждый из перечисленных критериев непосредственно влияет на выбор оборудования и технологии сварочного производства в каждом конкретном случае. В современной промышленности активно используются три основных вида сварки:

• термическая – процесс сварки сопровождается расплавлением металла под действие внешних источников тепла, таких как газовая горелка или электрическая дуга;
• термомеханическая – комбинированный способ включает в себя как термическое, так и механическое воздействие (давлением) на свариваемые поверхности, к такому способу относят кузнечную и контактную сварку;
• механическая – процесс полностью исключает воздействие высокой температуры от внешних источников и предполагает использование энергии силы трения, эффекта диффузии под давлением или ультразвуковой сварки.

Существует также три подвида технологии сварочного производства в соответствии с некоторыми ключевыми техническими признаками:

• по виду используемой защищенной среды – флюсовая, аргонная (и другие инертные газы), вакуумная или комбинированная;
• по типу сварного шва – прерывистая и непрерывистая сварка;
• по способу работы – ручная, автоматическая и полуавтоматическая, механизированная и роботизированная.

Благодаря такой несложной классификации можно легко и доступно описать все наиболее распространенное оборудование и технологии сварочного производства.

Ручная электродуговая сварка с применением неплавящихся электродов

Данный способ предполагает использование неплавящихся электродов и является одним из самых распространенных как среди профессионалов, так и среди частных мастеров, использующих сварочное оборудование для собственных нужд. Большой выбор разнообразных по мощности и набору дополнительных функции аппаратов способствует популяризации данной технологии.

В качестве основного сварочного оборудования применяют инверторы. Неплавящиеся электроды изготавливают из графита или вольфрама. Данные материалы позволяют образовывать высокотемпературную электрическую дугу, которая расплавляет металл свариваемых деталей, но не вредит самому электроду.

Электродуговая технология сварочного производства сравнительно проста – заготовки соединятся друг с другом и с помощью дуги, появившейся при постукивании электродом о деталь, происходит непосредственный процесс плавления металла.

Ручная электродуговая сварка плавящимися электродами

Сама по себе данная технология сварочного производства не отличается от предыдущей. Исключение лишь в электродах, которые в данном случае изготавливаются из легкоплавких сплавов, насыщенных легирующими элементами. В результате под действием дуги образуется ванна расплава, содержащая не только металл детали, но и материал электрода. Это позволяет избежать выгорания легирующих компонентов и обеспечить высокое качество сварного шва.

В качестве сварочного оборудования в данном случае также используются инверторы. Такая технология, как и предыдущая, отлично подходит для домашнего использования.

Электродуговая сварка в защищенной среде

Это еще одна разновидность сварочной технологии, основанной на использовании электрической дуги. Отличительная особенность от предыдущих двух способов в наличии защищенной среды инертных газов, чаще всего аргона. Это позволяет минимизировать негативное влияние кислорода на расплавленный металл и обеспечить высокую прочность сварного шва.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка

Технология сварочного производства по своей сути также не отличается от остальных способов дуговой сварки за исключением способа подачи плавящегося электрода и его движения вдоль сварного шва. Полуавтоматический способ предполагает подачу стержня специальным механизмом, а в полностью автоматическом режиме автоматизировано и движение электрода по шву.

Виды сварочного оборудования

Оборудование, которое используют для проведения сварочных работ, может быть четырех видов. Это:

1. Трансформатор.
2. Полуавтомат.
3. Полуавтомат-инвертор.
4. Споттер.

Рассмотрим вкратце каждый из этих видов.

Трансформатор

Является самым простым видом оборудования, которое предназначено для сварки. Они отличается высоким уровнем надежности, простотой конструкции и приемлемой стоимостью. Но при этом у трансформатора ограничены функциональные возможности, из-за чего его применяются только для дуговой сварки. Качество работы получается крайне низким. И это при том, что вес у агрегата крайне незначительный. Вывод – трансформатор является оптимальным агрегатом в тех случаях, где не нужна высокая точность работ.

Полуавтомат

Представляет собой разновидность трансформатора, но имеет отличительную особенность. Она заключается в частично автоматизированном процессе сварки. В результате процесс сварочных работ существенно упрощается, так как пользователю не нужно менять электрод, контролируя его длину.

Инвертор

Сварочный агрегат такого вида отличается повышенным уровнем функциональности. Ему доступны практически все виды сварки. При этом у инвертора незначительный вес, и качество сварочных швов получается высоким. Но есть у него и существенные недостатки. Так, конструкция у аппарата достаточно сложная, а его стоимость очень высока. Ввиду этого инверторы применяются лишь для выполнения сварочных работ высокой сложности.

Полуавтомат-инвертор

Сварочный аппарат отличается не только современностью, но и высокой степенью универсальности. Он совмещает в себе частичную автоматизацию сварки с высоким качеством работы, которая свойственна агрегатам инверторного вида. Поэтому совсем не удивительно, что и стоимость такого оборудования очень высока.

Споттер

Данное сварочное оборудование предназначено для выполнения точечной сварки. Его применяют исключительно в автомобильной промышленности при кузовных работах и удалении вмятин. Споттеры делятся на два типа – это трансформаторные и инверторные.

Тип, питание, мощность

Рассмотрим еще три главных аспекта, которые нужно учитывать при выборе сварочного оборудования. Первый аспект – это тип оборудования. Оно может быть бытовым, профессиональным или промышленным. Бытовые модели могут работать в непрерывном режиме не больше тридцати минут, после чего им требуется перерыв в один час. Профессиональные агрегаты могут спокойно трубится в течении восьми часом, без перерыва. А что касается промышленный аппаратов, то им требуется лишь короткий технический перерыв. А так они могут работать в течении нескольких смен подряд.

Если говорить о питании, то здесь тоже имеется несколько вариантов. К примеру, однофазные агрегаты рассчитаны на 220 Вольт, а это значит, что их можно подключать к обычной электрической розетке. Такой тип питания свойственен маломощным приборам, которые пользуются большой популярностью из-за доступности использования. Тем не менее, следует помнить, что они все-таки создают дополнительную нагрузку на сеть, так как потребляют очень много мощности.

Трехфазные аппараты рассчитаны на розетки в 380 Вольт, которые чаще встречаются в специализированных мастерских и производственных цехах. Такие розетки способны обеспечить большую мощность, но в бытовых условиях они не встречаются.

Также есть модели сварочных аппаратов, которые могут работать сразу в двух режимах. Они хоть и стоят дороже, но являются более практичными, хотя в случаях, когда трехфазная розетка использоваться не планируется, нет смысла переплачивать.

Если говорить о мощности, то от нее зависит то, с какой толщиной заготовки сможет работать аппарат. Из этого следует, что чем больше будет мощность, тем более толстую деталь можно будет подвергнуть обработке. Определить параметр предельно просто. Нужно лишь найти в справочнике нужную силу тока для определенной толщину металла. После этого силу тока умножают на напряжение. Полученный результат необходимо разделить на КПД сварочного агрегата: для трансформаторов – это 0,6, а для инверторов – это 0,8. Полученное значение и есть мощность сварочного оборудования.

Заключение

Выбор сварочного оборудования и технологии зависит исключительно от серийности производства, вида свариваемых материалов и особенностей работы сварщика. Для каждого мастера какой бы ни была подробной и доходчивой теория крайне важна практика и постоянное совершенствование своих навыков.

Видео. Как правильно варить дуговой сваркой

15.03.01 Машиностроение

Оборудование и технология сварочного производства

Выпускающая кафедра

Машин и технологий обработки давлением и машиностроения

Об образовательной программе

Основные знания, умения, навыки:

• способность оформлять законченные проектно-конструкторские работы с проверкой соответствия стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам;
• умение проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектных решений;
• способность участвовать в работах по доводке и освоению технологических процессов в ходе подготовки производства новой продукции.

Область профессиональной деятельности:

• исследования, разработки и технологии, направленные на создание конкурентоспособной продукции машиностроения, основанные на применении современных методов математического, физического и компьютерного моделирования технологических процессов;
• организация и выполнение работ по созданию, монтажу, вводу в действие, техническому обслуживанию, эксплуатации, диагностике и ремонту технологического оборудования машиностроительных производств, по разработке технологических процессов производства деталей и узлов.

Будущие профессии

Инженер-технолог

Инженер-конструктор

Мастер производственного участка

Инженер-механик

Важные учебные дисциплины

Технологические основы сварки плавлением и давлением

В результате освоения дисциплины бакалавр получает достаточные навыки в практическом применении полученных знаний при проектировании инструмента, оснастки и выборе технологии производства изделий методами сварки.

Проектирование сварных конструкций

Проектирование конструкций машин, приводов, систем, технологических процессов с использованием автоматизированных систем технологической подготовки производства.

Разработка технических заданий на проектирование и изготовление машин, приводов, систем, нестандартного оборудования и технологической оснастки.

Контроль качества сварных соединений

Изучение системы понятий и терминологии в области развития систем менеджмента качества (СМК) в современных условиях хозяйствования, формирование системных знаний, умений и навыков СМК в области соединения деталей методом сварки, которые служат базой формирования общекультурных и профессиональных компетенций у бакалавров в области развития СМК.

Сварочные и наплавочные материалы

Студенты получают знания и навыки, необходимые для выбора сварочно-наплавочных материалов при разработке технологии сварки (наплавки) различных сталей и сплавов; методические, нормативные и руководящие материалы, касающиеся выбора, применения при сварке и при производстве сварочных и наплавочных материалов.

Научная деятельность

На кафедре МиТОДиМ действует научная школа по направлению 05.02.09 Технологии и машины обработки давлением.

Проводятся фундаментальные исследования по совершенствованию процессов и агрегатов сварочного производства.

Исследование холодной прокатки стального листа

Исследование узлов клети прокатного стана кватро

Исследование горячей прокатки

Создание централизованной системы смазки масло-воздух

Создание штампов для холодной листовой штамповки

Исследование бесфильерного волочение — очистки

Практика

Студенты кафедры успешно осваивают программы практик и работают на ведущих предприятиях России, таких как «Магнитогорский металлургический комбинат», «Механоремонтный комплекс», «Метизно-калибровочный завод», «Нижнетагильский металлургический комбинат», «Новолипецкий металлургический комбинат» и на др. металлопроизводящих предприятиях Уральского региона. При прохождении практики используется лабораторная база кафедры, включающая лаборатории: Лаборатория обработки металлов давлением; Лаборатория сварки 1; Лаборатория плакирования методами ОМД; Лаборатория резания; Лаборатория ТМС; Лаборатория программирования станков с ЧПУ.

В результате прохождения практик студенты знакомятся с действующим производством, агрегатами, оснасткой; изучают технологические процессы сварочного производства; выявляют «узкие» места в технологии с целью совершенствования технологических процессов в курсовых проектах и выпускной квалификационной работе; знакомятся с планировкой участков и расстановкой оборудования в механических цехах.

Международная деятельность

Высокий уровень наших студентов по достоинству оценили в странах Европы. Совместно с университетом Жана Моне (Франция) организована программа студенческой мобильности, в рамках которой у обучающихся нашего профиля есть возможность получить диплом европейского образца.

Ведущие преподаватели

Зав. кафедрой МиТОДиМ. Степень, звание: д.т.н., профессор.

Заслуженный работник высшей школы РФ (2011).

Лауреат Премии Правительства РФ в области науки техники за 2011 г.