Wyposażenie stanowiska spawalniczego

Spawanie jest procesem polegającym na łączeniu metali poprzez miejscowe ich topienie i zespalanie stopioną powierzchnią. Korzysta się w nim z różnych metod, specyficznych ze względu na użytą technologię, materiały i narzędzia oraz docelowe zastosowanie. Podstawowe metody spawalnicze to metoda 111 (MMA), 135 (MIG/MAG) oraz metoda 141 (TIG).

Spawanie elektrodą otuloną – MMA, metoda 111

Metoda 111, nazywana również MMA lub SMAW, to jedna z najpopularniej stosowanych metod spawalniczych. Jest to metoda spawania łukowego przy użyciu elektrody metalowej pokrytej otuliną topnika.

Prąd elektryczny wytwarza łuk pomiędzy elektrodą i łączonymi metalami – aby go zainicjować należy zetknąć elektrodę ze spawanym przedmiotem. Łuk elektryczny powoduje topnienie metalu podłoża oraz elektrody, której krople wpadają do jeziorka spawalniczego – małego obszaru stopionego metalu podłoża. Podczas spawania znajdująca się na elektrodzie otulina rozkłada się pod wpływem wysokiej temperatury, produkując gazy oraz żużel, które pełnią one funkcję substancji osłonowych, chroniących powstałą spoinę przed dostępem powietrza atmosferycznego (zanieczyszczenia) oraz zmniejszających tempo jej stygnięcia.

Rys. 1. Schemat procesu spawania metodą MMA [1]

Rys. 2. Spawanie metodą MMA [2]

Stosuje się ją głównie do spawania stali, a także stopów glinu, niklu i miedzi. Jej uniwersalność oraz dostępność używanych narzędzi sprawia, że jest stosowana powszechnie w przemyśle metalowym, a w szczególności w budowie konstrukcji stalowych i masowej produkcji przemysłowej.  

Zaletą metody jest wszechstronność zastosowania do różnych materiałów o różnej grubości, wysoka jakość spoin i możliwość wykonania ich nawet w bardzo trudnych warunkach otoczenia. Wadą jest niska wydajność, konieczność usuwania żużla oraz wymieniania elektrody. Jakość spoiny zależy w dużym stopniu od umiejętności spawacza. Duży koszt materiałów oraz duża ilość wydzielanych podczas spawania gazów sprawia, że jest stosowana w produkcji jednostkowej.

Spawanie elektrodą topliwą w osłonie gazów aktywnych – MAG, metoda 135

Inną metodą przeznaczoną do spawania stali jest MAG, czyli spawanie elektrodą topliwą, która ma formę drutu, przebiegające w osłonie gazów aktywnych. W roli tych ostatnich najczęściej wykorzystuje się dwutlenek węgla bądź jego połączenie z argonem.

W tej metodzie łuk elektryczny powstaje pomiędzy elektrodą, która ma formę topliwego drutu, odwijanego z bębna ze stała prędkością, i spawanym materiałem. Płynący z dyszy gaz osłania końcówkę drutu, łuk elektryczny i jeziorko spawalnicze przed dostępem powietrza.  

Rys. 3. Schemat procesu spawania metodą MAG [3]

Rys. 4. Spawanie metodą MAG [4]

Metoda MAG stosowana jest do spawania metali niestopowych, niskostopowych i wysokostopowych, a także aluminium, magnezu, niklu, miedzi oraz ich stopów, a także stopów tytanu.

Zaletą metody jest wysoka wydajność, dobra jakość spoin, możliwość ciągłej obserwacji spawanego miejsca, a także możliwość automatyzacji procesu. Wadą jest jakość spoin zależna jest od umiejętności spawacza i koszt urządzeń, który jest relatywnie wysoki.

Spawanie nietopliwą elektrodą wolframową – TIG, metoda 141

Trzecią z grona najpopularniejszych metod spawania jest TIG, czyli spawanie nietopliwą elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych, takich jak argon, hel lub mieszanki argonu i helu. 

W tej metodzie używa się nietopliwej elektrody wykonanej z wolframu – łuk elektryczny powstaje między nią i spawanym materiałem. Jeziorko spawalnicze ochraniane jest ochronną osłonką gazową, do wytworzenia której najczęściej wykorzystuje się argon. Spoina powstaje w tym przypadku bez dodatku materiału z zewnątrz (przez wymieszanie się nadtopionych brzegów elementów łączonych) lub z udziałem dodatku w postaci pręta aplikowanego do jeziorka spawalniczego. 

Rys. 5. Schemat procesu spawania metodą TIG [5]

Rys. 6. Spawanie metodą TIG [6]

Metoda TIG nadaje się do spawania wszystkich rodzajów stali oraz metali nieżelaznych, największe zastosowanie znajduje jednak w spawaniu aluminium oraz jego stopów.

Zaletą metody TIG jest najlepsza jakość połączeń, możliwość spawania elementów o wszystkich zakresach grubości oraz możliwość automatyzacji procesu. Wady to mała wydajność w przypadku spawania ręcznego oraz trudności w spawaniu w otwartej przestrzeni.

Każda z metod charakteryzuje się odrębnym rodzajem stosowanych narzędzi i urządzeń, a co za tym idzie, specyficznym wyposażeniem stanowiska spawalniczego. Stosowany osprzęt uzależniony jest zarówno od używanych materiałów, jak i specyfiki samego procesu – generowanych substancji, konieczności obróbki spoiny, zabezpieczeń dla spawacza.

Organizacja stanowiska pracy

Stanowiskiem pracy nazywamy przestrzeń, w której znajduje się wyposażenie w postaci środków i przedmiotów potrzebnych do jej wykonywania. Stanowiska pracy różnią się pomiędzy sobą pod względem charakteru realizowanych na nich zadań (produkcyjne, handlowe, biurowe), liczbą oraz wielkością uzależnioną od wyposażenia (meble, maszyny, narzędzia, sprzęt komputerowy), a także stopniem wyspecjalizowania czy nawet zrobotyzowania.

Stanowisko spawalnicze jest jednym z rodzajów stanowiska pracy o charakterze produkcyjnym. Jego „wielkość” i wyposażenie jest w zasadzie zależne od  konstrukcji – produktu, jaki ma zostać wytworzony na tym stanowisku.  Wymiary gabarytowe oraz charakterystyczne dane, takie jak np. gatunek surowców, grubość ścianek czy złożoność samej konstrukcji wymuszają na producencie spełnienie wymagań umożliwiających wytworzenie oczekiwanego produktu. Stanowisko spawalnicze ma za zadanie umożliwiać realizację konstrukcyjnej i technologicznej wizji oczekiwanego produktu, a zakres  wykonywanych prac  czy zastosowane metody spawania są tylko przykładowymi zagadnieniami, które muszą zostać ustalone jeszcze na etapie przygotowawczym. W zakresie organizacji stosuje się w tym przypadku ogólne zasady dotyczące ergonomii, funkcjonalności oraz bezpieczeństwa - uniwersalne dla wszystkich typów stanowisk pracy.

Rys. 1. Stanowisko pracy operatora przecinarki plazmowej [7]

Podstawy zasad organizacji stanowiska pracy

Każde stanowisko pracy powinno być przystosowane zarówno do realizowanych zadań, jak i cech psychofizycznych pracownika. W jego organizacji uwzględnia się przede wszystkim przebieg danej pracy, czyli realizowany  proces technologiczny oraz udział człowieka w jej wykonaniu, dobór oraz przestrzenne rozmieszczenie środków i przedmiotów pracy, organizację transportu (przemieszczania) surowców, środków pomocniczych i produktów, a także ogólne ukształtowanie otoczenia – warunki klimatyczne, akustyczne, oświetlenie, zanieczyszczenie oraz – estetykę. Nie należy zapominać o szeroko rozumianym bezpieczeństwie pracownika i jego otoczenia. 

Organizacja stanowiska pracy zależna jest w znacznym stopniu od cech psychofizycznych człowieka. Z uwagi na ruchy wykonywane podczas różnego rodzaju prac, wymienia się następujące zasady organizacji przestrzeni, w której pracownik wykonuje swoje zadania:

• zasada ruchów jednoczesnych, oparta na stwierdzeniu, że praca obu rąk jednocześnie pozwala na zmniejszenie zmęczenia oraz zwiększenie wydajności; 
• zasada ekonomiczności ruchów, które powinny być zawsze jak najprostsze, najkrótsze i wymagające najmniejszego wysiłku;
• zasada ciągłości i płynności ruchów, mówiąca, że ruchy płynne i ciągłe są ekonomiczniejsze niż ruchów z nagłymi zmianami kierunków;
• zasada utrzymania rytmu pracy – rytmiczność zapewnia mniejsze zużycie energii i mniejsze zmęczenie;
• zasada ruchów kontrolowanych i swobodnych – ruchy płynne (swobodne z rozmachem) są szybsze, łatwiejsze i dokładniejsze od ruchów dokładnie wymierzonych i kontrolowanych;
• zasada przemieszczania ciężarów. 

Ergonomia na stanowisku pracy

Normy PN-75/N-8000, PN-80.N-08001, PN-81/N-08002 oraz wymogi dotyczące organizacji stanowisk pracy określają warunki, które należy uwzględnić w projektowaniu stanowiska pracy, mając  na względzie  budowę ludzkiego ciała. Zgodnie z nimi stanowisko pracy powinno charakteryzować się właściwościami, które pozwalają na:

• swobodne wykonywanie czynności ruchowych, zwłaszcza roboczych i sterowniczych w wygodnej pozycji – przez umieszczenie przedmiotu pracy i elementów sterowniczych w optymalnym zasięgu;
• dopasowanie niektórych parametrów przestrzennych do zmiennych wymiarów ciała użytkownika poprzez indywidualną regulację;
• dobre warunki widoczności, szczególnie procesu pracy, urządzeń sygnalizujących oraz najbliższego otoczenia;
• eliminację powstania sytuacji grożących wypadkiem.

 Racjonalna organizacja stanowiska pracy pozwala na korzystne jej wykonanie przy możliwie jak najniższym wydatku siły biologicznej człowieka. Dotyczy przede wszystkim elementów, których odpowiedni dobór oraz rozmieszczenie przestrzenne mają podstawowy wpływ na przebieg wykonywania zadań oraz ich efektywność. Dotyczy to ustawienia maszyn, urządzeń, narzędzi, elementów sterowania i zasilania, środków transportu itp. Ustalając ich rozmieszczenie należy uwzględnić nie tylko typ działań, lecz również ich kolejność, a całość powinna ułatwiać pracę i pozwolić maksymalnie unikać zbędnego wysiłku. 

Rys. 2. Zasady organizacji stanowiska pracy [8]

Bezpieczeństwo na stanowisku pracy

Nadrzędne wobec zasad ergonomii w organizacji stanowisk pracy są obowiązujące w tym zakresie zasady bezpieczeństwa, ustalone przepisami Rozporządzenia Ministra Pracy oraz Polityki Społecznej z dnia 26 czerwca 1997 roku. Zobowiązują one pracodawcę do eliminowania wszelkich zagrożeń na stanowiskach pracy oraz szkolenia każdego pracownika w zakresie zasad bezpieczeństwa. 

Według tych przepisów stanowiska pracy:

• na których występuje ryzyko pożaru, wybuchu, upadku lub pojawienia się czynników szkodliwych dla zdrowia i życia – powinny być wyposażone w urządzenia ochronne;
• na których wykonywane prace powodują wystąpienie szkodliwych czynników – powinny być usytuowane tak, żeby inni pracownicy nie byli narażeni na te czynniki;
• znajdujące się na zewnątrz pomieszczeń – powinny być tak usytuowane i zorganizowane, aby pracownicy byli chronieni przed zagrożeniami, takimi jak warunki atmosferyczne, hałas oraz szkodliwe czynniki chemiczne. 

Równie ważny jest odpowiednich rozmiarów dostęp do stanowiska pracy, który ma jednocześnie zagwarantować możliwość szybkiej ewakuacji w razie nagłego wypadku. 

Ze względów bezpieczeństwa na stanowiskach nie należy również przechowywać surowców, gotowych wyrobów, materiałów pomocniczych w ilościach większych niż wynikające z bieżących potrzeb, a wszelkie odpady powinny być usuwane na bieżąco. Ostrzeżenia dotyczą również materiałów stosowanych do czyszczenia, nasyconych lub zanieczyszczonych preparatami niebezpiecznymi, np. łatwopalnymi rozpuszczalnikami. Należy je przechowywać w zamkniętym, niepalnym pojemniku, regularnie usuwać oraz utylizować. 

Zasadą ustaloną w przepisach, mającą na uwadze zdrowie pracowników, jest również zapewnienie wygody podczas pracy. W tym celu przy wykonywaniu zadań, które nie wymagają ciągłej pozycji stojącej, należy zapewnić pracownikom możliwość siedzenia, a jeśli wymagają one ciągłego stania bądź chodzenia – możliwość odpoczynku w pozycji siedzącej.  

Przedstawione zasady organizacji stanowisk pracy są uniwersalne. W przypadku konkretnych stanowisk prac wchodzą w grę dodatkowe uwarunkowania, związane z ich specyfiką, używanymi narzędziami  i surowcami.

Literatura:

[1] http://www.instalator.pl/index.php/pl/inne/4349-podstawowe-metody-spawania-metali-i-stopow-napicie-uku
[2] http://pl.wikipedia.org/wiki/Spawanie_elektrodami_otulonymi
[3] http://netspaw.pl/metody-spawania-podstawy,39.html
[4] http://www.instalator.pl/index.php/pl/component/content/article/76-archiwum/5652-podstawowe-wytyczne-spawania-rurocigow-2-mag-w-osonie
[5] http://cku-budowlanka.pl/pl/kursy_spawalnicze/kursy_spawalnicze/
[6] http://www.ekokon.pl/spawanie.php
[7] Dokumentacja wewnętrzna Przedsiębiorstwa HAK
[8] http://asystentbhp.pl/art/stanowisko-pracy-i-zasady-jego-organizacji/5#.VUh1ifntlBc
http://asystentbhp.pl/smedia/mainsite/pdf/Poradniki/Poradnik_10.pdf
http://praca.gratka.pl/poradnik/art/organizacja-stanowisk-pracy,2312716,art,t,id,tm.html
http://www.przepisy.gofin.pl/przepisy,3,18,39,24,2199,20110906,45-50-organizacja-stanowisk-pracy.html

Podobne publikacje

Palnik do podgrzewania – opracowanie prototypu

sprawdź

Palnik do podgrzewania – opracowanie prototypu

sprawdź

Zawód spawacz - życie z iskrą Cz. I

sprawdź

Zawód spawacz - życie z iskrą Cz. I

sprawdź

Zawód spawacz - życie z iskrą Cz. III

sprawdź

Zawód spawacz - życie z iskrą Cz. III

sprawdź

Palnik do podgrzewania – opracowanie prototypu

Zawód spawacz - życie z iskrą Cz. I

Zawód spawacz - życie z iskrą Cz. III