Автоматизация сварочных процессов: работа сварщиков в деталях

Механизация, а также автоматизация сварочного производства позволяет достичь:

• ускорения спайки элементов, узлов, деталей;
• автоматизация сварочных процессов позволяет удешевить комплекс работ по производству готового блока (производительность аппарата выше, чем у человека, а его цена, если рассматривать применительно к срокам эксплуатации, делает каждый сантиметр сварного шва дешевле, чем при выполнении его людскими руками);
• при автоматизации сварки технологический процесс требует меньше рабочих рук, что позволяет высвободить квалифицированные кадры для применения их на другом участке производства.

Но, главное, чего удается достичь, когда на предприятии внедряется автоматизированная сварка, – это повышение качества сварочных работ. После чего всеми действиями руководят электронно-вычислительные алгоритмы – программные комплексы, а они допускаю куда как меньше брака.

Еще одна черта, которая присуща сварочной автоматизации: качество швов получается стандартным. А это совсем иная степень обеспечения качества. Особенно это важно при изготовлении деталей, где:

• во-первых, присутствует большой объем работ по сварке;
• а во-вторых, существует крайне высокая ответственность за качество (например, при изготовлении корпуса атомного реактора)

По причине высокой важности, а также из-за большого потенциала внедрения автоматики на данном участке производства, представляется разумным подробно рассмотреть вопрос модернизации соответствующего парка промышленного оборудования с выделением характерных производственных особенностей. Кстати, может быть интересна статья на тему оптимизации работы труда на предприятии.

Механизация сборочных работ

Автоматизация производства для сварщиков – это, прежде всего, оптимизация процессов сборно-сварочного производства. (По разным оценкам производительность зависит от этого едва ли не на 60%). Речь идет об упрощении процессов подготовки элементов к спайке, об организации наличия приспособлений по фиксированному взаиморасположению деталей между собой в позициях, заданных чертежами.

Предварительно собирать составную деталь для проведения сварочных работ можно разными способами:

• на основе разметки;
• по шаблону изначального изделия (если предполагается массовость производства);
• с помощью сборочных отверстий.

Для последнего случая технология подразумевает использование специализированных приспособлений:

• базирующих прижимов;
• тисков;
• распорных приспособлений.

Это не всегда исключительно лабораторные «устройства», базирующиеся на верстаках. На больших производствах сварщик зачастую работает с макродеталями, которые приходится позиционировать с помощью крана. Поэтому программа переоснащения предприятия такими приспособлениями (к тому же оснащенными электроприводами, системами фиксации контактного состояния, обладающими интеллектуальной управляющей базой) может быть весьма затратной.

Такие приспособления создаются комбинацией по заданной схеме отдельных элементов (базирующих, прижимов, распорных устройств и др.) с элементами управления на общем базисном основании, работающих в соответствии со схемой собираемости изделий. В зависимости от назначения (конфигурации) собираемых изделий, сборочные приспособления можно разделить на группы:

• стенды для сборки (этот технологический узел содержит одну базовую поверхность, на основе которой происходит позиционированием заготовки с дальнейшим формированием конструкции на ее основе (первоначально с помощью точечной сварки);
• стапели (применяются тогда, когда заготовки имеют большие размеры, а также сложное взаиморасположение элементов относительно друг друга);
• сборочные кондукторы (крепящие элементы – автоматические), располагаются на самой базисной плоскости);
• приспособления по сборке переносного типа (самый дешевый вариант; под этим подразумеваются струбцины, распорки, стяжки).

Основы автоматизации производства для сварщиков

Этот процесс для тех, кто по своей профессии связан со сваркой, имеет непосредственное отношение к повышению квалификации. Обучающие мероприятия, как правило, проводятся на профильных НПО (научно-производственных объединениях) или даже на академической базе бывших ПТУ (профтехучилищ с их лабораториями). КТП учебного курса (календарно-тематический план) таких НТЦ (научно-технических центров) обычно начинается с основ технологии сварки. Второй этап включает изучение передовых подходов реализации технологии, а также автоматизацию. Курс завершается проведением т. н. КОС (контрольных оценочных средств), которые предусматривают как усвоение полученных теоретических материалов, так и воплощение знаний на практике. После проведения КОСов, которые являются чем-то наподобие экзаменов, сотрудник получает соответствующее свидетельство о прохождении курсов. Теперь он полноправно может считаться специалистом нового уровня.

Среди обретаемых знаний (навыков) – умение пользоваться, обслуживать и быть оператором новейшего оборудования по сварке. Например:

• АСК (автоматизированный сварочный комплекс). Модели АСК-2000.20; АСК-2000.40 требуют минимального, однако, квалифицированного вмешательства человека при обслуживании этих машин (если модель 2000.20 еще требует ручной настройки параметров, то 2000.40 представляет собой полноценного робота).

  Скачать и посмотреть видео по работе аппаратов АСК-2000 можно ниже:

• Комплексы по автоматической сварке труб большого диаметра (как правило, при формировании трубопроводов, а также при сварке обечаек) CRC–EVANS «Automatic Welding».
• Обучают не только отдельным процессам, но и целым технологиям. Примером выступает автоматическая технология сварки STT с помощью проволоки в нейтральной защитной газовой среде, используя наружные автоматические головки М-300. (Газ здесь играет роль изолятора от окислительных процессов, которые не позволят образоваться шву достаточной прочности).
• Участники курсов повышения квалификации «набивают руку» и на работе с традиционной технологией, однако, уже на новом оборудовании. Таким является многорежимный трансформаторный аппарат дуговой (а также аргонодуговой) сварки, с помощью которого можно варить как сталь, так и алюминий, а также многие другие «разнородные» металлы.
• Осваиваются технологии не только электродуговой (как наиболее распространенного вида), но также лазерной сварки.

Основы автоматизации производства, рабочая программа которой базируется, в первую очередь на повышении компетентности, поднятии общей квалификации специалистов предприятия, является наиболее экономически обоснованным, достойным ответом на вызовы времени.

Автоматизация производства и сварщики

Электрогазосварщик – профессия узкоспециализированная. Она требует углубленных знаний, которые приобретаются с годами. Если говорить кратко, то не секрет, что представители этой специальности не сильно жалуют технически прогресс с его автоматизацией и «высвобождением» кадров. (Машина может работать бесплатно, но вот человеку бесплатно жить не получается).

Именно поэтому процесс повышения квалификации специалистов по сварке должен сопровождаться неотъемлемым расширением их профессионального функционала. Производитель (представитель администрации предприятия) обязан понимать, что такие технические специалисты, как квалифицированные сварщики, являются редким явлением в рабочей среде (ими ни при каких обстоятельствах нельзя «разбрасываться»).

Кадровая политика при осуществлении модернизации производства должна строиться на основе идеи перевода существующих высококвалифицированных специалистов на новые технические должности с обязательным расширением их компетенции, а также спектра ответственности. Ситуация увольнения лишних сотрудников, заложенная в программу модернизации недопустима!

Фактически увеличением общей производительности промышленного предприятия всегда влечет за собой появление незанятых работников. Поэтому модернизация должна сопровождаться составлением планов развития, где выходом из ситуации «лишних персон» должна стать диверсификация. То есть мало думать о том, получится ли снизить себестоимость продукции, если купить новое оборудование. Нужно думать еще над тем, какой дополнительный ассортимент производить, какое еще оборудованием для этого может понадобиться, чтобы сохранить комплектный штат ценных кадров.

Оборудование для сварки следующего поколения. Направление прогресса

1. Наиболее предпочтительную с т. з. потребителей нишу будет занимать комплексная технология дугового сваривания.

Этот метод спайки материала будет распространяться преимущественно за счет:

• порошковой сварки;
• сварки с использованием сплошной проволоки;
• привычной ручной электродуговой сварки (с использованием покрытых электродов).

Их возможности сейчас подошли к своему практическому потолку. А вот перспективы дугового сваривания определяются, главным образом физическими возможностями устройств, обеспечивающих подвод электропитания от подстанции к дуге. Прогресс на этой стадии зависит от развития и усовершенствования трансформаторов, эффективности полуавтоматов и переходников. Главной характеристикой этого «обеспечительного» оборудования является возможность осуществлять полностью контролируемый процесс подачи энергии к месту сварки, чтобы качество образования оплавления металла контролировалось автоматически!

Проще сказать, что прогресс в развитии технологий сваривания металлов будут задавать… электрики. Ведь дело за малым – достаточно сконструировать регуляторы, преобразователи, которые, получая электрический ток стандартного качества, позволят гибко формировать нужные его характеристики (например, динамические) для тонкого сварочного дугового оборудования.

2. Ожидается широкое внедрение электронно-вычислительных систем в сварочное оборудование.

Обеспечивающее подачу энергии аппаратные устройства должны будут иметь программное управление, с помощью которого будут контролироваться параметры сварочных режимов. Определение, электрический ток какой частоты, а также мощности необходим в данную миллисекунду, становится задачей, невыполнимой для человека, а только для компьютера, который будет мониторить («автоматить») ситуацию каждое мгновение.

Использование микропроцессоров при комплектации сварочного оборудования еще несколько лет назад могло бы показаться бессмысленной утопией. Однако возрастающие требования к качеству сварных швов, росту производительности труда высокооплачиваемых квалифицированных специалистов-сварщиков, а также существенное удешевление компьютерных компонентов делают идею применения электронно-вычислительного регулирования сварочного процесса более, чем разумной.

Более того, существует мнение, что именно с внедрением компьютерного регулирования всех параметров горения дуги и связана большая часть всего прогресса в сфере автоматизации сварочного производства.