Постоянно действующий семинар «Эффективная сварка: качество и ресурсосбережение» в очередной раз прошел в Институте сварки и защитных покрытий (ИСЗП). Мероприятие проводится, как правило, один или два раза в год и собирает главных инженеров по сварке, технологов, конструкторов, работников ОТК, руководителей предприятий для обсуждения актуальных вопросов и перспектив развития сварочного дела. Его организаторами выступают ОАО «Стройкомплекс», ИСЗП, научно-производственная секция «Сварка и родственные технологии» ОО БИО и кафедра сварки БНТУ.
Леонид Денисов: «Сварка из искусства должна стать наукой»
По традиции, открывая семинар, доктор технических наук, профессор кафедры «ПМ, сварка и ТМ» БНТУ, председатель научно-производственной секции «Сварка и родственные технологии» ОО БИО, научный консультант ОАО «Стройкомплекс» Леонид Денисов в своем выступлении ознакомил слушателей с состоянием сварочного производства на текущий момент, наиболее актуальными задачами и некоторыми элементами концепции его развития.
«В республике продолжает ощущаться дефицит опытных сварщиков и инженерно-технических работников, — констатировал специалист. — Более того, на некоторых крупных предприятиях и в организациях наметилась негативная тенденция к сокращению главных сварщиков, замене их инженерами-технологами. Оставляет желать лучшего и технический уровень управления качеством сварочных работ».
«Между тем, сварочные и родственные им технологии (пайка, наплавка, резка, термические способы защиты металлоизделий и пр.) являются базовым технологическим процессом материального производства и важным инструментом прогресса, — продолжил он. — Сварка как способ соединения материалов применяется практически во всех конструкциях, изделиях и сооружениях, поэтому ее качеству необходимо уделять постоянное внимание».
Проанализировав практику сварочного дела, специалисты НП секции «Сварка и родственные технологии» выделили пять доминирующих факторов, участвующих как в формировании требуемого качества, так и в совершенствовании сварочного производства в целом:
— квалификация и мотивация исполнителя;
— сварочные и свариваемые материалы;
— сварочное оборудование и техоснастка;
— подготовка и сборка под сварку;
— сварочный процесс и его регламент.
В соответствии с этими факторами обозначены и задачи на ближайшую и отдаленную перспективу. В первую очередь это повышение профессионального мастерства рабочих и специалистов. «В республике необходимо создать эффективную систему подготовки и аттестации рабочих и ИТР, гармонизированную с международными нормами. При этом данная система не должна быть высокозатратной для предприятий и заводов и достаточно прозрачной», — считает Леонид Денисов.
Вторая, не менее важная задача, — это актуализация нормативной базы. По словам участников семинара, здесь наблюдается определенная неразбериха, некоторые документы дублируют друг друга. Например, есть «Стандарт аттестации сварщиков» и «Правила аттестации сварщиков». Какому из нормативных актов отдать предпочтение? «Сегодня в практике сварочного производства имеется порядка 1700 различных нормативных документов, большинство из них устарело и требует переработки, в том числе гармонизации с действующими международными стандартами, — отметил специалист. — Однако не следует рассчитывать, что простой перевод и издание того или иного европейского документа как «по щучьему велению» преобразит сварочное производство. Порядка 300 различных международных норм переведены и утверждены Госстандартом, но они не действуют на практике, потому что наши национальные документы никто не отменял. Здесь нужны кропотливая подготовка и адаптация».
Подробно остановился Леонид Денисов и на таких актуальных задачах, как снижение металлоемкости сварных конструкций и массы наплавляемого металла; грамотная разработка технологической оснастки и подготовка под сварку; внедрение эффективной структуры способов сварки и парка сварочного оборудования. «Сегодня 50-60 % объемов сварки выполняется ручной дуговой сваркой (РДС) покрытыми электродами, а в строительстве этот показатель и вовсе приближается к 100 %, — сообщил он. — Между тем, замена РДС механизированной сваркой в смесях защитных газов с проволокой диаметром 0,8-1,2 мм позволяет экономить до 45 % электро-
энергии, снизить потери электродного металла в 1,5-2,5 раза, повысить производительность труда на 15-20 %, улучшить качество сварочного шва».
Не менее важным является и грамотный подход к выбору сварочных материалов и оборудования. «Современный рынок достаточно насыщен и позволяет закупать качественные электроды, проволоку, флюсы, газовые смеси, а также оборудование. Но очень важно, чтобы их выбор выполнял профессионал», — подчеркнул Л. Денисов. И вообще, по его мнению, надо стремиться к тому, чтобы сварка из искусства (когда все зависит от ловкости рук сварщика) перешла в разряд науки. При этом на предприятиях необходимо вести постоянную статистику брака, используя количественные показатели — доля брака (в процентах к общему объему сварки), количество дефектов на пленке и их протяженность. Последний показатель особенно важен, поскольку, например, единичный дефект в виде непровара длиной 20 мм на участке 100 мм может вызвать поломку всей конструкции.
В завершение Леонид Денисов представил разработанную возглавляемой им научно-производственной секцией концепцию обеспечения качества сварки на ближайшую и отдаленную перспективу (до 2025 года). Предполагается коренным образом перестроить структуру способов сварки, оптимизировав ее следующим образом: механизированные способы — 60 %, автоматизированные — 15 %, другие — 5 %. Соответственно должна быть изменена и структура парка сварочного оборудования. Значимым элементом концепции является внедрение систем управления качеством на каждом предприятии, заводе, стройке, сварочной и ремонтной базе. Крайне важно уже к 2015 году во всех организациях, выполняющих сварочные работы, создать системы управления качеством на основе ИСО-3834. Реализация данной концепции позволит к 2025 году снизить уровень брака и дефектности в шесть и более раз.
Сварочные аппараты: новые функции и возможности
О последних мировых тенденциях в производстве сварочного оборудования, а также о новых функциональных возможностях, которые появились совсем недавно, рассказал заместитель директора по маркетингу и техническому развитию ОАО «Объединенная сварочная компания» Сергей Гаркушенко. Сделав краткий обзор рынка современных сварочных аппаратов, он акцентировал внимание участников семинара на полезных функциях, которые необходимо учитывать при выборе оборудования для различных видов сварки, в частности:
— Hot start («горячий» старт): предотвращает прилипание электрода к металлу путем увеличения тока в начальный момент сварки на определенную величину;
— Slow start ignition («мягкий» старт): нарастание тока происходит плавно;
— Arc Force (форсированная дуга): предотвращает залипание электрода при понижении дуговых промежутков путем кратковременного увеличения силы тока в эти моменты;
— VRD (снижение напряжения холостого хода): обеспечивает в нужные моменты падение напряжения сварочного аппарата, а точнее, это напряжение благодаря специальному устройству «уходит» во вторичную цепь.
Специалист обратил особое внимание слушателей на то, что в современных бытовых или полупрофессиональных аппаратах данные функции «прошиты» в приборе и используются по умолчанию. В аппаратах же профессионального уровня значения функций можно регулировать с панели управления, что очень важно при сложных видах сварки.
Еще одна функция, которая появилась совсем недавно, это power factor control. Специальное устройство на входе «гармонизирует» ток, поступающий из сети, благодаря чему энергопотребление снижается примерно на 30 %. Более того, впервые появилась возможность использовать сетевой кабель длиной до 200 м (у некоторых производителей до 500 м). Такая функция просто незаменима на судоверфях, строительных площадках и в местах, отдаленных от коммунальных сетей.
«Возможности сварочного оборудования мировых производителей расширяются с каждым днем. При грамотном использовании новых функций даже сварщик средней квалификации сможет качественно выполнить свою работу», — резюмировал С. Гаркушенко.
Обзор современного сварочного оборудования и материалов продолжил в своем выступлении Валерий Лученок, представитель белорусской компании «Оливер», которая с 1993 года занимается не только поставками продукции западных фирм в нашу страну, но и активно развивает собственное производство (расположенное в Борисове на площади 8 тыс. м2). Так, хорошо зарекомендовали себя выпускаемые данной
компанией промышленные аппараты для ручной дуговой сварки инверторного типа «Оливер ММА 200/250» и «Оливер Профи 250/300/500» на базе современных IGBT-технологий с микропроцессорным контролем сварочного цикла; промышленные полуавтоматы для сварки в среде защитных газов «Оливер ПДУ 350.1К MIG/MAG»; промышленные тиристорные аппараты; машины контактной точечной сварки с программируемым сварочным контроллером «Оливер МТ-22, МТ-40».
Валерий Лученок также ознакомил участников семинара с новой продукцией, применяемой в сварочном процессе, — сварочными электродами марки «Оливер», а также широкой номенклатурой проволоки для различных видов сварки.
«Не экономьте на сварочных материалах»
«Зачастую многие руководители предпочитают экономить на сварочных материалах, — отметил В. Нестеров, представляющий компании «Белсвама», «Ватра» и «Ватравелт». — Хотя эта строка расходов составляет всего
1,5-2 % от стоимости сварочной конструкции, тем не менее, ее пытаются всячески ужать, что в итоге приводит к дефектам и непредвиденным поломкам в дальнейшем».
«Впрочем, высокая цена, разумеется, не является гарантией качества, — уточнил он. — Сварочные материалы необходимо выбирать с учетом сложности и ответственности конструкции, вида сварки и прочих нюансов. Кроме того, очень важно наладить постоянный входящий контроль качества приобретаемых материалов, потому что у некоторых производителей оно сильно колеблется. Например, в прошлом году на Сычевском заводе произошел сбой по качеству: электроды из одной партии отлично варили, в другой шел сплошной брак. Подобная ситуация была и на нашей фирме «Ватра», но по другим причинам: во время кризиса резко поднялся спрос на дешевые сварочные материалы, поэтому стали наращивать объем в ущерб качеству. После смены руководства сделана ставка именно на качество, расширение номенклатуры. Недавно мы провели тестирование и были приятно удивлены: «ватровские» электроды ничуть не уступают зарубежным аналогам, при этом их цена почти в два раза ниже».
Сварщики-роботы
Всем известно, что ручная электродуговая сварка — это достаточно сложный и ответственный процесс, который требует от человека особых знаний и большого опыта. Электрод необходимо перемещать вдоль оси для поддержания постоянной длины дуги и одновременно вдоль шва для заполнения его расплавленным металлом. В итоге качество работы, проведенной на одном и том же оборудовании с применением одинаковых материалов, в значительной степени зависит от человеческого фактора. В связи с этим автоматизация является одним из перспективных направлений развития сварочного производства.
О развитии рынка промышленных роботов рассказал к. т. н. Валерий Филиппович, директор фирмы «Белфин», входящей в состав международного холдинга «Белфингрупп». Опыт работы специалистов компании начинается с 1985 года, когда в кооперации с концерном Nokia был выпущен первый промышленный робот РМ-01. Сегодня холдинг специализируется на технологиях, связанных с применением промышленных роботов для автоматизации сварочных процессов, перемещения изделий, обслуживания станков и кузнечно-прессовых машин, покраски и полировки, резки и механообработки.
«Роботы, используемые в сварочном процессе, выполняют контактную (точечную и шовную), газоэлектрическую, лазерную, лазерно-гибридную и другие виды сварки, а также такие родственные процессы, как наплавка, нанесение газотермических покрытий, — пояснил специалист. — Роботизированная сварка осуществляется с высокой точностью, постоянной скоростью, другими необходимыми параметрами, которые можно контролировать в каждом конкретном случае с учетом длины и толщины детали, вида шва и расположения в пространстве. Словом, роботы являются сварщиками высочайшей квалификации, при этом не требуют ни отпусков, ни зарплаты».
Большим плюсом промышленных роботизированных установок является многоцелевое назначение: их можно легко перестраивать на выполнение самых разнообразных операций, что позволяет расширять ассортимент свариваемых изделий. «Однако необходимо знать, что роботизированная сварка предъявляет очень строгие требования к качеству подготовительного этапа», — напомнил специалист.
Другими словами, если в процессе модернизации производства принимается решение о приобретении промышленных роботизированных установок, то руководителям предприятий нужно начинать прежде всего с модернизации подготовительного участка. Иначе робот, хоть он и не человек, может запросто устроить «забастовку» и откажется сваривать плохо подготовленные детали.
Управление качеством
Национальной и международной нормативной базе сварочного производства посвятил свое выступление к. т. н., заместитель директора ИСЗП А. Радченко. Особое внимание он уделил стандарту ИСО 3834 «Требования к качеству выполнения сварки плавлением металлических материалов». Документ, состоящий из 6 частей, включает в себя критерии выбора соответствующего уровня требований к качеству; всесторонние требования к качеству; стандартные требования к качеству; элементарные требования к качеству; документацию, содержащую нормативные ссылки для выполнения требований; руководство по выполнению требований. Изготовитель, выбирая уровень требований к качеству, должен руководствоваться определенными критериями (степень опасности продукции, сложность конструкции, риск возникновения дефектов и степень их влияния на работоспособность изделия и пр.). Внедрение данного стандарта является обязательным условием для реализации продукции на внешних рынках.
«Задача контроля качества в настоящее время и в обозримом будущем все больше сводится к предупреждению, а не к обнаружению уже имеющихся дефектов», — с этого утверждения начал свое выступление к. т. н., заведующий отделом ИСЗП ГНПО порошковой металлургии Павел Занковец.
«Однако для того чтобы предупреждать, надо знать причины образования дефектов, — продолжил он. — Сложность проблемы заключается в том, что таких факторов, влияющих на качество сварочных работ, большое множество». Специалист представил результаты проведенного исследования, в процессе которого определены доминирующие факторы, генерирующие от 90 до 97 % дефектности: подготовка и сборка под сварку, квалификация сварщиков, сварочные материалы, сварочное и вспомогательное оборудование и технология сварки. Кроме того, были детально проанализированы причины брака на основе данных неразрушающих методов контроля с использованием теории вероятностей и математической статистики. В результате было выявлено, что по каждому доминирующему фактору образуется только ему присущая дефектность. Например, нарушение процесса подготовки и сборки под сварку приводит к таким дефектам, как непровар, шлаковые включения, поры и их скопления.
«Таким образом, проанализировав дефектность, можно определить «слабое звено» в сварочно-монтажном производстве, — заявил П. Занковец. — В результате, используя обратные связи алгоритма «фактор — причина — дефект», становится возможным реальное управление качеством сварочных работ».
«Решение данной задачи требует систематического подхода и внедрения статистических методов контроля на производствах, выполняющих сварочные работы, — дополнил Л. Денисов. — К сожалению, в настоящее время такие методы контроля вообще не применяются на белорусских предприятиях. В результате подавляющее большинство производств по-прежнему не соответствует высокой планке качества по ИСО-9000 и тем более ИСО 3834. Пока мы к этому только стремимся. Но надо понимать, что после введения в действие Технического регламента Таможенного союза без внедрения ИСО 3834 не получится конкурировать на рынке. Уже сейчас в России такие предприятия, например, не допускаются к тендерным закупкам за счет федерального бюджета».
В заключении семинара Леонид Денисов анонсировал проведение 9-го Республиканского конкурса сварщиков, который пройдет в рамках Белорусского промышленного форума-2013. «Конкурс будет проводиться по трем номинациям: ручная дуговая, аргоно-дуговая и механизированная сварки», — сообщил он. — Впервые на конкурсе свое мастерство (в двух номинациях) продемонстрируют 40 учащихся профессиональных лицеев и колледжей. В этом учебном году были пересмотрены образовательные программы с увеличением количества практических занятий с 10 % до 50 %. Надеюсь, это хорошо отразилось на профессиональных навыках будущих сварщиков».