Производство горно-шахтного оборудования предъявляет повышенные требования к качеству и надежности сварных соединений. Это связано с экстремальными условиями эксплуатации: высокими нагрузками, вибрацией, агрессивной средой, запыленностью и повышенной влажностью. Сварочные работы являются ключевым этапом в создании прочного и долговечного оборудования, способного безопасно функционировать в шахтах и карьерах. Такие работы успешно выполняет компания ООО «КЗГО»

Особенности сварочных работ при производстве горно-шахтного оборудования

Специфика производства горно-шахтного оборудования заключается в использовании толстостенных металлических конструкций, работающих под большими нагрузками. Соответственно, сварочные работы должны обеспечивать высокую прочность, трещиностойкость и коррозионную стойкость сварных швов. Важно учитывать следующие факторы:

• Высокие требования к квалификации сварщиков: Необходимы опытные специалисты, обладающие знаниями в области металлургии, технологии сварки и контроля качества.
• Использование специализированного сварочного оборудования: Для сварки толстостенных конструкций требуются мощные сварочные аппараты, обеспечивающие стабильный сварочный процесс и хорошее проплавление.
• Тщательный выбор сварочных материалов: Электроды, сварочная проволока и флюсы должны соответствовать маркам свариваемых сталей и обеспечивать требуемые механические свойства сварного соединения.
• Многоступенчатый контроль качества сварных швов: Включает в себя визуальный осмотр, ультразвуковой контроль, рентгенографический контроль и другие методы неразрушающего контроля.
• Строгое соблюдение техники безопасности: Сварочные работы в условиях производства сопряжены с опасностью поражения электрическим током, воздействия сварочных аэрозолей и ультрафиолетового излучения.

Технологии сварки, применяемые в производстве горно-шахтного оборудования

При производстве горно-шахтного оборудования используются различные технологии сварки, выбор которых зависит от типа свариваемой стали, толщины металла и требуемых свойств сварного соединения. Наиболее распространенные технологии:

Ручная дуговая сварка (РДС)

Ручная дуговая сварка (РДС) – классический метод сварки, при котором электрод плавится в дуге, образуя сварной шов. Преимущества РДС: простота оборудования, мобильность, возможность сварки в труднодоступных местах. Недостатки: относительно низкая производительность, зависимость качества шва от квалификации сварщика.

Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в среде защитных газов (MIG/MAG)

Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в среде защитных газов (MIG/MAG) – более производительный метод сварки по сравнению с РДС. Сварочная проволока подается автоматически, а защитный газ (аргон, углекислый газ или их смеси) защищает сварочную ванну от воздействия окружающей среды. Преимущества: высокая производительность, хорошее качество шва, возможность сварки различных сталей. Недостатки: необходимость использования газового оборудования, меньшая мобильность по сравнению с РДС.

Автоматическая сварка под флюсом (АСФ)

Автоматическая сварка под флюсом (АСФ) – высокопроизводительный метод сварки, применяемый для сварки толстостенных конструкций. Сварочная дуга горит под слоем флюса, который защищает сварочную ванну от воздействия окружающей среды и обеспечивает формирование качественного шва. Преимущества: очень высокая производительность, хорошее качество шва, возможность сварки больших толщин. Недостатки: необходимость использования сложного оборудования, ограниченное применение для сварки в труднодоступных местах.

Аргонодуговая сварка (TIG)

Аргонодуговая сварка (TIG) – метод сварки неплавящимся электродом в среде защитного газа аргона. Применяется для сварки ответственных конструкций из нержавеющих сталей, алюминиевых сплавов и других цветных металлов. Преимущества: высокое качество шва, возможность сварки тонколистового металла, низкий уровень разбрызгивания. Недостатки: относительно низкая производительность, сложность освоения.

Электрошлаковая сварка (ЭШС)

Электрошлаковая сварка (ЭШС) – метод сварки, применяемый для соединения толстостенных вертикальных элементов. Процесс сварки происходит в шлаковой ванне, которая защищает сварочную ванну от воздействия окружающей среды и обеспечивает формирование качественного шва. Преимущества: возможность сварки очень больших толщин, высокая производительность. Недостатки: ограниченное применение для сварки других типов соединений.

Требования к сварным швам горно-шахтного оборудования

Сварные швы горно-шахтного оборудования должны соответствовать строгим требованиям, обеспечивающим их прочность, надежность и долговечность. Основные требования:

• Прочность: Сварной шов должен выдерживать нагрузки, возникающие при эксплуатации оборудования, без разрушения и деформации.
• Трещиностойкость: Сварной шов должен быть устойчив к образованию и распространению трещин.
• Коррозионная стойкость: Сварной шов должен быть устойчив к воздействию агрессивной среды шахт и карьеров.
• Плотность: Сварной шов должен быть герметичным, особенно для оборудования, работающего под давлением.
• Отсутствие дефектов: Сварной шов не должен содержать трещин, пор, шлаковых включений и других дефектов, которые могут снизить его прочность и надежность.

Для обеспечения соответствия сварных швов этим требованиям необходимо:

• Правильный выбор сварочных материалов: Электроды, сварочная проволока и флюсы должны соответствовать маркам свариваемых сталей и обеспечивать требуемые механические свойства сварного соединения.
• Соблюдение технологии сварки: Необходимо строго соблюдать режимы сварки (ток, напряжение, скорость), последовательность наложения швов и другие технологические параметры.
• Тщательная подготовка кромок: Кромки свариваемых деталей должны быть очищены от ржавчины, масла и других загрязнений.
• Предварительный подогрев: Для сварки толстостенных деталей из высокопрочных сталей может потребоваться предварительный подогрев.
• Последующая термообработка: Для снятия остаточных напряжений и улучшения структуры сварного соединения может потребоваться последующая термообработка (отжиг, нормализация).

Применяемые материалы

При производстве горно-шахтного оборудования используются различные марки сталей, выбор которых зависит от условий эксплуатации и требуемых характеристик оборудования. Наиболее распространенные:

• Конструкционные стали: Применяются для изготовления рам, корпусов и других несущих элементов оборудования.
• Износостойкие стали: Применяются для изготовления деталей, подверженных интенсивному износу (ковши экскаваторов, зубья дробилок).
• Коррозионностойкие стали: Применяются для изготовления деталей, работающих в агрессивной среде (трубопроводы, емкости).
• Высокопрочные стали: Применяются для изготовления деталей, работающих под высокими нагрузками (подъемные механизмы, элементы буровых установок).

Для сварки этих сталей используются соответствующие сварочные материалы:

• Электроды для ручной дуговой сварки: Покрытые электроды различных марок, предназначенные для сварки различных сталей.
• Сварочная проволока для полуавтоматической и автоматической сварки: Проволока сплошного сечения или порошковая проволока, предназначенная для сварки различных сталей.
• Флюсы для автоматической сварки под флюсом: Флюсы различных марок, обеспечивающие защиту сварочной ванны и формирование качественного шва.
• Присадочные прутки для аргонодуговой сварки: Прутки различных марок, предназначенные для сварки различных сталей и цветных металлов.

Обеспечение безопасности сварочных работ

Сварочные работы в условиях производства горно-шахтного оборудования сопряжены с повышенной опасностью. Для обеспечения безопасности необходимо соблюдать следующие правила:

• Использование средств индивидуальной защиты: Сварщики должны использовать сварочные маски или щитки со светофильтрами, защитные очки, рукавицы, фартуки и другую спецодежду.
• Обеспечение вентиляции: Рабочее место сварщика должно быть оборудовано местной вытяжной вентиляцией для удаления сварочных аэрозолей.
• Предотвращение поражения электрическим током: Необходимо следить за исправностью сварочного оборудования, использовать диэлектрические коврики и перчатки, избегать работы во влажных условиях.
• Соблюдение правил пожарной безопасности: Вблизи места сварки не должны находиться легковоспламеняющиеся материалы. Необходимо иметь под рукой средства пожаротушения.
• Обучение и аттестация сварщиков: Сварщики должны проходить обучение и аттестацию в соответствии с установленными требованиями.

Контроль качества сварных соединений

Контроль качества сварных соединений является неотъемлемой частью процесса производства горно-шахтного оборудования. Он включает в себя:

• Визуальный осмотр: Проверка сварного шва на наличие трещин, пор, шлаковых включений и других дефектов.
• Измерительный контроль: Измерение размеров сварного шва (ширина, высота, глубина проплавления) и проверка соответствия их требованиям конструкторской документации.
• Неразрушающий контроль (НК): Ультразвуковой контроль (УЗК), рентгенографический контроль (РГК), магнитопорошковый контроль (МПК) и другие методы, позволяющие выявить внутренние дефекты в сварном шве без его разрушения.
• Механические испытания: Испытания на растяжение, изгиб, ударную вязкость, позволяющие определить механические свойства сварного соединения.

Результаты контроля качества должны быть задокументированы и использованы для анализа причин возникновения дефектов и принятия мер по их устранению.

Заключение

Сварочные работы играют ключевую роль в производстве надежного и безопасного горно-шахтного оборудования. Высокие требования к качеству сварных соединений, экстремальные условия эксплуатации и необходимость обеспечения безопасности персонала требуют применения современных технологий сварки, использования высококачественных сварочных материалов, строгого соблюдения технологии сварки и тщательного контроля качества сварных швов. Правильная организация сварочного производства и соблюдение всех требований позволяют создавать долговечное и безопасное оборудование, способное эффективно функционировать в сложных условиях шахт и карьеров.