Глава 17. Нормирование труда на сварочных работах

17.1. Общие сведения о сварке и выбор режима сварки

Сварочные процессы занимают одно из ведущих мест при производстве и ремонте железнодорожного подвижного состава, так как в большинстве случаев он представляет собой сложные сварные конструкции. Затраты на производство и ремонт подвижного состава, а также качество выполняемых работ и надежность подвижного состава в значительной степени зависят от организации и технологического уровня сварочных работ, от степени их автоматизации и контроля сварных конструкций. Сварка широко применяется также в путевом хозяйстве.

Сварка — это процесс получения неразъемных соединений частей машин, конструкций и сооружений при их нагревании и (или) пластическом деформировании в результате установления межатомных связей в местах их соединения. По признаку применяемого вида активации в момент образования межатомных связей в неразъемном соединении различают два вида сварки: сварку плавлением и сварку давлением.

Сварка плавлением представляет собой комплекс физико-химических и металлургических процессов, протекающих в условиях высокой температуры. Она выполняется с расплавлением основного металла (например, дуговая, газовая сварка) и без его расплавления, но с расплавлением присадочного материала (например, пайка).

Сварка давлением представляет собой процесс получения неразъемного соединения в результате нагрева свариваемых кромок до пластичного состояния с последующим их сжатием. Она может быть с нагревом без оплавления (например, контактная стыковая сварка сопротивлением, газопрессовая сварка) и с нагревом до оплавления (например, контактная стыковая сварка с оплавлением).

Существует свыше 60 видов и разновидностей сварки. Основные наиболее распространенные способы сварки приведены в табл. 17.1.

Таблица 17.1

Основные способы сварки

Вид применяемой сварки	Сварка плавлением
Электрическая	Дуговая Электрошлаковая Плазменная Электронно-лучевая	Контактная Диффузионная Ультразвуковая
Химическая	Газовая сварка Газовая резка	Газопрессовая
Механическая	-----------	Холодная Сварка трением Сварка взрывом

Процессы сварки классифицируются также по основным физическим, техническим и технологическим признакам.

По физическим признакам выделяются три класса: термический, в который входят виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, газовая, термитная и др.); термомеханический, который составляет виды сварки с использованием тепловой энергии и давления (контактная, диффузионная, газопрессовая, дугопрессовая, термитнопрессовая и др.); механический, который включает в себя виды сварки с использование механической энергии и давления (например, холодная, трением, взрывом и др.).

В основе классификации по техническим признакам лежит способ защиты металла в зоне сварки (сварка в воздухе, в вакууме, в защитном газе, под флюсом) и степень ее механизации.

Технологические признаки классификации устанавливаются отдельно для каждого вида сварки. Например, дуговая сварка может быть классифицирована по следующим признакам: виду электрода, виду дуги, характеру воздействия дуги на основной металл, роду сварочного тока, полярности сварочного тока, числу дуг с раздельным питанием электрическим током и т. д., а электрошлаковая сварка — по виду электрода, наличию колебаний электрода, числу электродов с общим подводом сварочного тока и т. д.

На железнодорожном транспорте основным способом сварки является дуговая сварка (ручная, автоматическая и полуавтоматическая под слоем флюса и в среде углекислого газа). Кроме того, применяется газовая, контактная и газопрессовая сварка.

Ручная дуговая сварка используется для выполнения коротких швов сложной конфигурации в труднодоступных местах во всех пространственных положениях. Основным недостатком этого способа сварки является невысокая производительность.

Автоматическая сварка под флюсом применяется для выполнения в нижнем положении длинных прямых и кольцевых швов при различной толщине основного металла. Таким способом за один проход возможно сварить металл толщиной до 18 мм. Этот вид сварки отличается высокой производительностью.

Полуавтоматическая сварка под флюсом применяется только для выполнения в нижнем положении швов небольшой протяженности и сложной конфигурации и швов, расположенных в труднодоступных местах. Основной ее недостаток состоит в невозможности наблюдения за дугой со стороны сварщика.

Существует 4 вида сварного соединения: стыковое, угловое, тавровое, нахлестное.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа применяется для выполнения швов любой конфигурации во всех пространственных положениях. Эти способы экономичны.

Газовая сварка применяется для соединения цветных металлов, при ремонтных работах (например, заварка дефектов в чугунных отливках, наплавочные работы и т. п.) и отличается низкой производительностью.

Контактная сварка применяется для соединения внахлестку тонколистовых конструкций, а также для соединения встык заготовок типа стержней, полос круглого, квадратного, профильного сечения, труб. Газопрессовая сварка на железнодорожном транспорте используется при сварке рельсов и по качеству не уступает контактной сварке.