Осуществление местной вентиляции при сварке крупногабарит­ных изделий сопряжено с рядом трудностей, вызванных как сложно­стью технологических операций, так и большой протяженностью рабочей зоны. Для эффективной локализации вредных веществ ре­комендуется применение местных отсосов, встроенных в МСО или сварочное оборудование и стенды, а также комбинированных сис­тем отсосов со сдувом этих веществ приточными струями.

Одним из удачных примеров встроенной местной вентиляции при сварке плоских элементов ферм длиной до 2,5 м является кон­дуктор, предложенный М. 3. Брауде [11, в котором всасывающие патрубки, установленные вблизи точек сварки, обеспечивают до-

image71

статочные скорости воздуха для улавливания вредных веществ (0,5—1,5 м/с). Общий объем удаляемого от кондуктора воздуха — до 2000 м3/ч.

Как указывалось выше, в СССР ведутся обширные работы по вы­пуску МСО с встроенными местными отсосами. Некоторые схемы их конструкций, разработанных в ВИСПе, приведены на рис. 53.

Местный отсос для манипуляторов и позиционеров (рис. 53, а) выполнен в виде подвижного пылегазоприемника, укрепленного на шарнирно соединенных воздуховодах. Отсос воздуха осуществляет­ся подключением к цеховой вытяжной системе или индивидуальному вентилятору, устанавливаемому внутри станины. Когда большие изделия свариваются на позиционерах, не оборудованных местны­ми отсосами, можно использовать передвижные площадки сварщи­ка со встроенным отсосом (рис. 53, б). Местый отсос выполняется в форме передвижной воронки или небольшой панели. Вытяжные воздуховоды прокладываются внутри металлоконструкций площад­ки. Выброс вредных веществ производится в канал, расположенный между рельсами передвижения площадки сбоку от них.

При сварке изделий на двухстоечных кантователях внутри рамы или кондуктора, на котором закрепляется собранное изделие, раз­мещаются вытяжные воздуховоды со всасывающими подвижными патрубками, которые можно приблизить при необходимости к ме­стам сварки (рис. 53, в). Отсос вредных веществ осуществляется че­рез полую центральную ось подвижной задней стойки кантователя в вытяжной канал цеховой вентиляционной системы. Вентилятор можно расположить внутри стойки кантователя.

Оригинальное решение местной вентиляции предложено ВИСПом и ВПИИОТ для глагольной тележки, несущей универсальную сварочную головку (рис. 54). Тележка предназначена для сварки пространственных продольных и поперечных швов под слоем флю­са или в среде углекислого газа на цилиндрических емкостях, ме­таллоконструкциях, полотнищах и т. п. Так как пульт управления вместе с оператором находится на площадке тележки в непосредст­венной близости от зоны сварки, запроектирована установка удли­ненного или П-образного местного отсоса. Глагольная тележка выполняется в двух исполнениях, рассчитанных на удаление вред­ных веществ при помощи центробежного вентилятора или аспира­ционной системы с высоковакуумным побудителем. Особенностью работы глагольной тележки является перемещение сварочной голов­ки вдоль траверсы вперед и назад примерно на 2 м, перемещение всей траверсы по колонне вверх или вниз, а также движение гла­гольной тележки по рельсовому пути в зоне до 6 м. Поэтому в тра­версе, колонне и сборном вытяжном канале, проложенном между рельсами, устроена система открывающихся клапанов, а в метал­локонструкциях тележки предусмотрены специальные полости — каналы для отсоса загрязненного воздуха. Вследствие подвижности всех узлов тележки трудно обеспечить герметичность вытяжной системы, поэтому непроизводительные подсосы воздуха достигают

image72

Рис. 54. Глагольная тележка конструкции ВИСИ, оборудованная системой вытяжной вентиляции

Рис. 55. Схема местной венти­ляции сварочной машины А 1411, разработанная НИИСТ:

image731 — местный отсос; 2 — вытяжной вентилятор No 1; 3 — подающий пат­рубок; 4 — вытяжной канал; 5 — эластичные полосы; 6 — вытяжной вентилятор № 2

150—200%. Удаление загрязненного воздуха осуществляется цент­робежным вентилятором среднего давления типа ЦС Полезный расход воздуха при размещении местного отсоса на высоте 150 мм над поверхностью свариваемого изделия составляет 200 м3/ч для сварочных токов до 1000 А.

Значительно упрощается конструкция глагольной тележки при использовании для удаления вредных веществ аспирационной сис­темы с высоковакуумным побудителем РМК-3. Вакуум-насос может обеспечить расход воздуха до 300 м3/ч при разрежении в сети до 30 кПа.

Для удаления загрязненного воздуха внутри траверсы тележки и снаружи по колонне проложены трубопроводы, из стальных труб Q50 мм, соединенные друг с другом и с местным отсосом эластич­ными шлангами такого же сечения. Петли шлангов вписаны в конст­рукцию пучка электрокабелей. От подвижной платформы глаголь­ной тележки вытяжной шланг проложен внутри цепи вместе с кабе­лями электропитания и управления. За пределами рельсового пути шланг подключен к стационарному вытяжному коллектору из сталь­ных труб Q 70 мм, проложенному в борозде ниже уровня пола цеха. Загрязненный воздух проходит через циклон, где отделяются круп­ные пылевые частицы, после очистки засасывается вакуум-насосом и выбрасывается в атмосферу. Вторая схема, упрощая конструкцию глагольной тележки, позволяет примерно на 5% уменьшить трудо­емкость ее изготовления. Технико-экономический расчет показы­вает, что для вновь проектируемых предприятий предлагаемое реше­ние по капитальным затратам и эксплуатационным расходам яв­ляется целесообразным. Приведенная схема использована также при разработке местной вентиляции для колонны Т11050Б.

Предложенная НИИСТ (г. Киев) система местной вентиляции машины с автоматической сварочной головкой А-1411 показана на рис. 55 [35]. Машина предназначена для сварки протяженных швов токами большой силы. Загрязненный воздух улавливается конусно­щелевым пылегазоприемником 1 и отсасывается одним вентилятором 2, который перемещается вместе с головкой по направляющим рель­сам. Этот вентилятор подает воздух через патрубок 3 в вытяжной

image74

канал 4, проложенный вдоль направляющих рельсов. Канал вы­полнен с продольной щелью, уплотненной двумя эластичными поло­сами 5. Второй вентилятор 6 отсасывает загрязненный воздух из канала 4 и выбрасывает его через шахту в атмосферу. Особенно эф­фективной приведенная система оказалась при сварке и наплавке порошковой проволокой и лентой. При силе сварочного тока 800 А эффективный расход воздуха для местного отсоса составляет 200 м3/ч. В качестве вентилятора № 1 рекомендуется применять малогабаритные вентиляторы Ц4-70 № 2V2 или Ц14-46 № 2, агреги- рированные на одном валу с электродвигателем. В качестве венти­лятора может быть использован любой центробежный вентилятор низкого давления.

Представляют интерес вытяжные установки для вентиляции рабочих мест сварщиков, которые могут автоматически перемещать­ся в зону сварки и обеспечивать эффективный отсос вредных веществ. На рис. 56 — одна из таких конструкций, разработанная Одесским специальным проектно-конструкторским институтом (СПКИ) для завода им. Октябрьской революции (г. Одесса). Местный отсос в ви­де наклонной панели присоединен воздуховодом к подвижной ка­ретке, перемещающейся вдоль вытяжного короба длиной до 6 м. Ниж­няя стенка короба представляет собой набор подвижных пластин, установленных одна над другой и перемещающихся вдоль короба по направляющим пазам. Внутри короба смонтирован привод, соеди­ненный при помощи роликов и троса с кареткой, на которой закреп­лен отсос. На каретке размещен упор для замыкания конечных вы­ключателей, управляющих двигателем перемещения. Сбоку от сва­рочного стенда на полу имеется специальная эстакада с педалями в виде уложенных в ряд пластин. Когда сварщик становится на пе­даль, замыкаются контакты, дающие команду на перемещение ка­ретки с отсосом к требуемой точке. Мощность электродвигателя привода 80 Вт, расход воздуха на одну панель 2500 м3/ч при радиусе зоны эффективного улавливания 0,5 м.

Р. М. Бронштейном [2] разработана следующая конструкция вы­тяжного устройства, автоматически перемещающаяся за сварщиком (рис. 57). Перемещение осуществляется с использованием световых лучей, испускаемых сварочной дугой. Вытяжная панель 1 местного отсоса снабжена следящим устройством 3, электрически связанным с механизмом перемещения. Вытяжная панель 1 установлена на подвижной каретке 2. Следящее устройство 3 помещено на лицевой стороне панели 1 и представляет собой трехсекционный диффузор стремя фотодиодами 4—6, посылающими сигналы на исполнитель­ный механизм. Исполнительный механизм (ИМ) состоит из электро­двигателя 7 и редуктора 8, связанного с кареткой 2.

Установка работает следующим образом. В зависимости от рас­положения вытяжной панели 1 относительно точки сварки световые лучи сварочной дуги попадают в одну из зон I, II, III следящего устройства 3. Если, например, точка сварки находится справа и сварной шов 9 удлиняется слева, луч попадает в зону III, фотодиод

Вид А

6 посылает сигнал на исполнительный механизм «вперед». Панель / будет перемещаться вперед до тех пор, пока луч от сварочной дуги не попадет в зону //, тогда фотодиод 5 подаст сигнал «стоп» на ИМ. а зоне II сварка производится на участке, где обеспечивается эф­фективное улавливание вредных веществ. Как только точка сварки сместится еще больше влево и световые лучи от дуги попадут в зону I, фотодиод 4 выдаст команду «назад». ИМ будет перемещать назад каретку с панелью, пока световые лучи не попадут в зону II, тогда панель остановится. Конструкция панели выбирается по месту в за­висимости от размера свариваемого изделия. В описанной схеме местного отсоса расход воздуха 2500 м3/ч.

Весьма перспективным является использование местных отсосов в сочетании с приточными струями. Правильно организованный приток способствует поддуванию вредных веществ к местным от сосам, создает оптимальные гигиенические условия для рабочих [21.

Крупные конвейерные линии, как правило, монтируют в центре рабочего пролета (рис. 58). Поэтому приточные патрубки 1 рекомен­дуется размещать с боков пролета и направлять воздушные струи к конвейеру. Местные отсосы 2 устанавливают с внутренней стороны конвейера и присоединяют к зональным коллекторам 3, которые про­кладываются над полом в непосредственной близости от сваривае­мого изделия. Загрязненный воздух отсасывается в общецеховой вытяжной коллектор 4. Приточные патрубки смонтированы так, что струи чистого воздуха обдувают сварщика и изделие со скоро­стью 0,5—0,7 м/с, унося вредные вещества к местным отсосам.

Отсосы выполняют съемными и в зависимости от технологии устанавливают в требуемом месте и на оптимальной высоте. При проектировании и эксплуатации указанной схемы вентиляции необ­ходимо тщательно проверять, чтобы струи приточного воздуха не попадали с большой скоростью на поверхности свариваемых изделий и металлоконструкции линии, так как при ударе струи о поверх­ность вредные вещества будут разноситься по помещению. Скорость воздуха около 0,7 м/с на рабочих местах сварки вряд ли целесооб­разна, так как в таких условиях будет затруднена работа местных отсосов, а при полуавтоматической сварке возникнет опасность на­рушения газовой защиты шва.

По такой же схеме смонтирована вентиляционная установка ти­па «Карусель» на пяти сварочных постах «Гомельсельмаш», пред­назначенная для аспирации вредных веществ, выделяющихся на конвейерной линии сварки нижней рамы комбайна (рис. 59). Уста­новка состоит из центральной колонны 1, где размещены каналы чистого приточного и загрязненного вытяжного воздуха. У кон­вейерной линии над сварочными кондукторами установлены вы­тяжные панели 2, улавливающие вредные вещества. Над панелями размещен кольцевой зонт 3, по краю которого установлены приточные воздуховоды 4, создающие при помощи плоских струй кольцевую воздушную завесу. Приточные струи отделяют сварочный конвейер от остального пространства цеха, препятствуют подтеканию загряз-

ненного воздуха с соседних участков и обеспечивают зону дыхания чистым воздухом. Общий расход воздуха на всю установку состав­ляет 20 000 м3/ч. Несмотря на громоздкость указанной установки и большой расход воздуха (4000 м3 на один пост), установку можно рекомендовать к применению, так как на рабочие места сварщиков обеспечивается подача свежего наружного воздуха, благодаря чему создаются благоприятные условия труда.

При сварке крупногабаритных изделий целесообрано применять предложенные ВНИИОТом высоковакуумные системы с переносны-

ми пылегазоприемниками (рис. 60) [27]. В последнее время такие системы используются в крупных сборочно-сварочных цехах для удаления вредных веществ на местах полуавтоматической сварки. В течение ряда лет подобная система успешно эксплуатируется в кузовном цехе Кременчугского автозавода и обслуживает 90 свар­щиков, работающих полуавтоматами для сварки в среде углекислого газа токами силой 300—500 А. Конструкции местных отсосов полуавтоматов разработаны в отделе главного сварщика заьода. От местного отсоса, в зависимости от технологии и силы тока, уда­ляется 70—100 м3/ч воздуха. В цехе проложен закольцованный кол­лектор из стальных труб. Удаление загрязненного воздуха произво­дится двумя вакуум-насосами, установленными в подвале и работаю­щими параллельно. Разрежение в системе примерно 30 кПа.

В зарубежной практике серийно выпускаются и широко приме­няются индивидуальные переносные вентиляционные агрегаты с вы — 90

соковакуумными побудителями и фильтрами для очистки воздуха (рис. 61). Так, держатели для сварки в среде С02 со встроенным ме­стным отсосом, гибким шлангом, вакуум-насосом и фильтром выпускают фирмы Bernard (США), Dansk Oerlikon (Дания), Ne- derman (ФРГ) и др. Считается, что газообразные вредные вещества быстро рассеиваются в цехе, поэтому фильтры обеспечивают очистку воздуха только от пыли. Фильтры применяют кассетные, пористого типа, которые могут работать до 20 ч. После этого кассеты снимают и заменяют новыми. Фирма Dansk Oerlikon предлагает фильтр с на-

Рис. 62. Индивидуальный агрегат фирмы Bernard с фильтром:

I — нагнетательный шланг: 2 — фильтрующий элемент: 3 — смен — ная кассета фильтра; 4 — искро­гаситель: 5 — всасывающий

шланг; 6 —* вход в вентилятор: 7 — вход воздуха, охлаждающе­го мотор вентилятора борим из 20 соединенных друг с другом последовательно камер раз­мером 0,36 х 0,45 м. Загрязненный сварочным аэрозолем воздух перетекает из одной камеры в другую через многочисленные отвер­стия в стенках и очищается от пылевых частиц. Эти камеры легче пористых фильтров и в 6 раз дешевле.

На рис. 62 показан индивидуальный вентиляционный агрегат фирмы Bernard [5]. Габаритные размеры агрегата 41 X 355 X X 690 мм, масса 30 кг. Производительность многоступенчатого центробежного вентилятора 100 м8/ч, максимальное разрежение 15 кПа. Фильтрующий элемент сменный, степень очистки позволяет, по мнению фирмы, выбрасывать воздух в производственные помеще­ния. Так как в указанных агрегатах фильтры обеспечивают очистку воздуха только от сварочного аэрозоля, а токсичные газы почти не улавливаются, нежелательно долго пользоваться такими агрегатами при сварке в замкнутых и полузамкнутых объемах, а также в не­больших производственных помещениях. Обязательно наряду с ме­стной должна работать общеобменная вентиляция для проветрива­нии помещений.

В настоящее время ряд научно-исследовательских организаций разрабатывает отечественные вентиляционные агрегаты с фильтрами, предназначенные для сборочно-сварочных цехов.