Основи охорони праці

Проплавлення  при електронно-променевому зварюванні обумовлене в основному тиском потоку електронів, характером виділення теплоти в об'ємі твердого металу і реактивним тиском металу, що випаровується, вторинних і теплових електронів і випромінюванням. Можливе зварювання безперервним електронним променем. Проте при зварюванні легковипаровуваних металів (алюмінію, магнію і ін.) ефективність електронного потоку і кількість теплоти, що виділяється у виробі, зменшуються внаслідок втрати енергії на іонізацію пари металів. В цьому випадку доцільно зварювання вести імпульсним електронним променем з великою густиною енергії і частотою імпульсів 100 ... 500 Гц. В результаті підвищується глибина проплавлення. При правильній установці співвідношення часу паузи і імпульсу можна зварювати дуже тонкі листи. Завдяки тепловідводу під час пауз зменшується протяжність зони термічного впливу. Проте при цьому можливе утворення підрізів, які можуть бути усунені розсфокусованним променем.

Основні параметри режиму електронно-променевого зварювання (таблиця 1):

сила  струму в промені;

прискорююча напруга;

швидкість переміщення променя по поверхні виробу;

тривалість  імпульсів і пауз;

точність  фокусування променя;

ступінь вакуумізації. 

Таблиця 1. Режими електронно-променевого зварювання

 

Для переміщення променя по поверхні виробу використовують переміщення виробу або самого променя за допомогою відхиляючої системи. Відхиляюча система дозволяє здійснювати коливання променя вздовж і впоперек шва або по складнішій траєкторії. Низьковольтні установки використовують при зварюванні металу товщиною понад 0,5 мм для отримання швів з відношенням глибини до ширини до 8:1. Високовольтні установки застосовують при зварюванні товстішого металу з відношенням глибини до ширини шва до 25:1.

Основні типи зварних з'єднань, що рекомендуються для  електронно-променевого зварювання, приведені на малюнку 3. Перед зварюванням потрібне точне збирання деталей (при товщині металу до 5 мм зазор не більше 0,07 мм, при товщині до 20 мм зазор до 0,1 мм) і точний напрям променя по осі стику (відхилення не більше 0,2 ... 0,3 мм). 

Малюнок 3. Типи зварних з'єднань при зварюванні електронним променем.

а - стикове (може бути з  бортом для отримання  опуклості шва );

б - замкове;

в- стикове деталей різної товщини;

г - кутові;

д і е - стикові при  зварюванні шестерень;

ж - стикові з відбортовкою кромок. 

При збільшених зазорах (для  попередження підрізів) потрібний додатковий метал у вигляді  технологічних буртиків або присадного дроту. У останньому випадку з'являється можливість металургійної дії на метал шва. Змінюючи зазор і кількість додаткового металу, можна довести частку присадного металу в шві до 50%.

Зварювання електронним променем має значні переваги:

Висока  концентрація введення теплоти у виріб, яка виділяється не тільки на поверхні виробу, але і на деякій глибині в об'ємі основного металу. Фокусуванням електронного променя можна отримати пляму нагріву діаметром 0,0002 ... 5 мм, що дозволяє за один прохід зварювати метали завтовшки від десятих доль міліметра до 200 мм. В результаті можна отримати шви, в яких співвідношення глибини провару до ширини до 20:1 і більш. З'являється можливість зварювання тугоплавких металів (вольфраму, танталу і ін.), кераміки і так далі. Зменшення протяжності зони термічного впливу знижує вірогідність рекристалізації основного металу в цій зоні.

Мала  кількість теплоти, що вводиться. Як правило, для отримання  рівної глибини проплавлення при електронно-променевому зварюванні потрібно вводити теплоти в 4 ... 5 разів менше, ніж при дуговому. В результаті чого знижуються викривлення виробу.

Відсутність насичення розплавленого  і нагрітого металу газами. Навпаки, у  цілому ряді випадків спостерігається  дегазація металу шва і підвищення його пластичних властивостей. В результаті досягається висока якість зварних з'єднань на хімічно активних металах і сплавах, таких як ніобій, цирконій, титан, молібден і ін. Хороша якість електронно-променевого зварювання досягається також на низьковуглецевих, корозійностійких сталях, міді і мідних, нікелевих, алюмінієвих сплавах.

Густина енергії в електронних  пучках, використовуваних для зварювання, визначається рядом факторів: властивостями  металу(температура  плавлення, теплопровідність і ін.), його товщиною, формою зварного з'єднання  і т.д. При зварюванні тугоплавких і теплопровідних металів, металів ве6ликої товщини доцільно застосовувати електронний промінь з більш високою щільністю енергії. Важлива перевага зварювання електронним променем при високих прискорюючих напругах - можливість одержання вузької і глибокої зони проплавлення. Електронний промінь має енергію великої густини і робить інтенсивний тепловий вплив. Зона розплавлювання в металі витягається переважно в напрямку дії електронного променя.

При використанні низьковольтних зварювальних гармат при малих струмах електронного променя (до 35 мА) форма зони проплавлення майже не відрізняється від форми зони проплавлення, одержуваної при аргонно-дуговому зварюванні. При збільшенні сили струму променя в нижній частині зони проплавлення з'являється клиноподібна ділянка. Глибина цієї ділянки росте  з збільшенням сили струму.

Форма зони проплавлення при  зварюванні електронним  променем металу великої  товщини вигідно  відрізняється від  форми проплавлення при зварюванні дугою  за рахунок різкого збільшення глибини. Можливість одержання швів з великою глибиною проплавлення - одна з основних переваг електронно-променевого зварювання.

У процесі зварювання методами плавлення  основний метал, що прилягає безпосередньо до зони шва, піддається своєрідній термообробці, у результаті чого в зоні термічного впливу спостерігається рекристалізація і ріст зерна. Це викликає погіршення фізико-механічних властивостей металу зварного з'єднання. Особливо небезпечний тривалий вплив високих температур на основний метал при зварюванні металів, схильних при нагріванні до значного росту зерна і до зниження корозійної стійкості.

Висока  концентрація енергії  в промені дозволяє одержувати шви не тільки з мінімальною  зоною розплавленого  металу, але і з'єднання, метал яких в околошовній зоні не перетерплює значних змін унаслідок уведення мінімальної кількості теплоти і значних швидкостей охолодження. Відсутність значної по довжині зони термічного впливу виключає недоліки, викликані зміною фізико-механічних властивостей металу в околошовній зоні.

Глибоке проплавлення металу при малій погонній енергії, що відбувається при електронно-променевому  зварюванні, обумовлює  значно велику швидкість  відводу теплоти  від зони зварювання, що забезпечує збільшення швидкості кристалізації  малої за обсягом зварювальної ванни з одержанням дрібнокристалічної будови металу шва, по своїх властивостях мало відрізняється від основного металу. Введення значно меншої кількості теплоти при електронно-променевому зварюванні дає можливість у багато разів зменшити деформації виробів у порівнянні з дуговим способом заварювання.

Малий поперечний переріз  променя, перенос  енергії на значні відстані, одержання  вузьких швів з  малою площею розплавленого  металу дозволяють виконувати нові, більш доскональні  види зварених з'єднань і підвищувати якість виробів.

Недоліки  електронно-променевого зварювання:

Можливість  утворення несплавів  і порожнин в корені шва на металах  з великою теплопровідністю і швах з великим  відношенням глибини  до ширини;

Для створення вакууму  в робочій камері після завантаження виробів потрібний тривалий час.

Розділ 3. Основи охорони праці

3.1 Заходи промислової санітарії, техніки безпеки та  протипожежної безпеки.

  Створення безпечних умов праці  є основною і найважливішою  задачею будь-якого  виробництва. За правильну організацію і стан техніки безпеки несе відповідальність керівництво підприємства, а всі поточні питання вирішуються відділами техніки безпеки або інженерами по техніці безпеки.

  Дотримання  Правил техніки безпеки  на підприємствах  контролюється інспекцією Держтехнягляду України, інспектором ЦК профспілок робітників даної галузі промисловості, Державною санітарною інспекцією і Державною інспекцією пожежної охорони.

  Крім  загальних положень необхідно враховувати  деякі спеціальні правила по техніці безпеки при зварюванні металів і санітарних умов. Відповідно до трудового законодавства до зварювальних робіт допускаються особи не молодше 18 років; зварники мають додаткову відпустку тривалістю до 12 робочих днів; при роботі всередині посудин робочий день зварювальника обмежений до шести годин.

  Кожен зварювальник повинен  у досконалості знати  правила техніки  безпеки, проходити  інструктаж перед  допуском до роботи, здавати відповідні іспити.

  При виконанні зварювальних робіт можуть відбуватися  нещасні випадки по наступних причинах: поразка електричним струмом, шкідливий вплив світлового випромінювання електричної дуги, опіки від бризів розплавленого металу і шлаку, забруднення повітря продуктами горіння зварювальної дуги, вибухи судин і вибухонебезпечних речовин, недотримання протипожежних правил.

  Електричний струм уражає нервову  систему людини або  викликає опіки. Ступінь  враження  залежить від сили струму, його напруги й  опору тіла людини. Величина струму до 0,002 А не представляє  небезпеки, струм  від 0,002 до 0,05 А небезпечний, може викликати болючі відчуття, сприяє різкому скороченню м'язів, а вище 0,05 А може привести до смертельного результату.

  У сухих приміщеннях  безпечним вважається напруга до 36 А, а  в сирих — до 12 А, що необхідно враховувати  при проводці лінії для освітлювальних цілей.

  Промені електричної дуги шкідливо впливають  на зварювальників і  людей, які знаходяться  поруч з ними. За своїми властивостями  вони поділяються  на видимі і невидимі.

  До  видимих відносять  світлові промені  електричної дуги, які осліпляюче діють на очі. При довгочасному опроміненні послаблюють зір.

  До  невидимих відносять  ультрафіолетові  і інфрачервоні промені, які визивають  запалення очей і  опіки шкіри.

  Ультрафіолетові промені шкідливо діють на сітчатку і рогівку очей. Якщо на протязі декількох хвилин дивитись на світло дуги без захисних засобів, то через деякий час появляється світлобоязкість, сльозоточивість і сильні болі в очах. Складається враження, що очі забруднені піском. Невеликі запалення очей проходять через кілька годин. Інфрачервоні промені при тривалій дії викликають захворювання очей, сприяють загальній утраті зору (катаракта крихталика).