Сварочное производство. Оборудование для производства сварных конструкций

УДК 621.791 
ББК 34.641 
О-35 
 
 
Рецензенты: 
доктор технических наук, с. н. с. (АО НПО «ЦНИИТМАШ») 
Феклистов Станислав Ильич; 
доктор технических наук, профессор (ФГБОУ ВО «Рыбинский 
государственный авиационный технический университет им. П. А. Соловьева») 
Шляпин Анатолий Дмитриевич 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Овчинников, В. В. 
О-35  
Сварочное производство. Оборудование для производства сварных 
конструкций : учебник / В. В. Овчинников, М. А. Гуреева. – Москва ;  
Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. – 596 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-1701-3 
 
Дано описание основного и вспомогательного оборудования для 
производства сварных конструкций. Большой объем посвящен описанию 
средств автоматизации как подготовительных операций, так и операций 
сварки конструкций. 
Для студентов учреждений среднего профессионального образования, а также студентов учреждений высшего образования по направлению 
бакалавриата. Может быть полезно специалистам в области сварочного 
производства. 
 
УДК 621.791 
ББК 34.641 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1701-3 
© Овчинников В. В., Гуреева М. А., 2024 
 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
2 

ПРЕДИСЛОВИЕ 
 
Сварочная техника и технология занимают одно из ведущих мест в современном производстве. Многие конструкции машин и сооружений изготовить без 
помощи сварки невозможно. 
Развитие техники предъявляет новые требования к способам производства 
и, в частности, к технологии сварки. Сегодня сваривают материалы, которые еще 
относительно недавно считались экзотическими. Это алюминиевые и титановые 
сплавы, композиционные высокопрочные материалы, а также всевозможные сочетания разнородных материалов. Постоянно усложняются условия, в которых 
выполняются сварочные работы: сваривать приходится под водой, при высоких 
температурах, в глубоком вакууме, при повышенной радиации, в невесомости. 
Это предъявляет повышенные требования к квалификации специалистов в 
области сварки, в особенности рабочих-сварщиков, так как именно они непосредственно осваивают новые способы и приемы сварки, новое сварочное оборудование. Сегодня сварщику недостаточно уметь выполнять несколько, пусть 
даже сложных операций освоенного им способа. Он должен понимать физическую сущность основных процессов, происходящих при сварке, знать особенности различных конструкционных материалов, а также смысл и технологические 
возможности, как традиционных, так и новых перспективных способов сварки. 
Содержание настоящего издания направлено на освоение обучающимися 
следующих профессиональных компетенций: 
ПК 1.1 Применять различные методы, способы и приемы сборки и сварки 
конструкций с эксплуатационными свойствами; 
ПК 1.2 Выполнять техническую подготовку производства сварных конструкций; 
ПК 1.3 Выбирать оборудование, приспособления и инструменты для обеспечения производства сварных соединений с заданными свойствами; 
ПК 1.4 Хранить и использовать сварочную аппаратуру и инструменты в 
ходе производственного процесса. 
В целях овладения профессиональной деятельностью и соответствующими профессиональными компетенциями студент в ходе освоения профессионального модуля должен: 
приобрести практический опыт: 
– применения различных методов, способов и приёмов сборки и сварки 
конструкций с эксплуатационными свойствами; 
– технической подготовки производства сварных конструкций; 
– выбора оборудования, приспособлений и инструментов для обеспечения 
производства сварных соединений с заданными свойствами; 
– хранения и использования сварочной аппаратуры и инструментов в ходе 
производственного процесса; 
уметь: 
 
– организовать рабочее место сварщика; 
3 

– выбирать рациональный способ сборки и сварки конструкции, оптимальную технологию соединения или обработки конкретной конструкции или материала; 
– использовать типовые методики выбора параметров сварочных технологических процессов; 
– применять методы, устанавливать режимы сварки; 
– рассчитывать нормы расхода основных и сварочных материалов для изготовления сварного узла или конструкции; 
– читать рабочие чертежи сварных конструкций;  
знать: 
– виды сварочных участков; 
– виды сварочного оборудования, устройство и правила эксплуатации; источники питания; 
– оборудование сварочных постов;  
– технологический процесс подготовки деталей под сборку и сварку; 
– основы технологии сварки и производства сварных конструкций; 
– методику расчётов режимов ручных и механизированных способов 
сварки; 
– основные технологические приёмы сварки и наплавки сталей, чугунов и 
цветных металлов; 
– технологию изготовления сварных конструкций различного класса; 
– технику безопасности проведения сварочных работ и меры экологической защиты окружающей среды. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 

Глава 1 
 
СВАРОЧНЫЙ ПОСТ  
ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ 
 
1.1. Оборудование сварочного поста 
 
Рабочее место сварщика – это сварочный пост, который оснащен необходимым инструментом и оборудованием для выполнения работ. Сварочные посты 
могут быть оборудованы как в производственном помещении, так и на открытой 
производственной площадке (строительно-монтажные условия работы). В зависимости от условий работы сварочные посты могут быть стационарными или передвижными. 
В зависимости от характера выполняемой работы и габаритов свариваемых 
конструкций сварочный пост может располагаться в специальных сварочных кабинах или непосредственно на конструкции. 
Кабина сварщика имеет размеры 2×2 или 2×2,5 м. Ее каркас изготовлен из 
металла, а стены и пол из огнестойких материалов. Дверной проем закрывается 
брезентовой шторой с огнестойкой пропиткой. Для сборки и сварки деталей используют металлические столы типа ССНЗ, ССНЗ-001 высотой 0,5...0,9 м с решеткой и вытяжной вентиляцией. К столу крепится «карман» для электродов и 
огарков. Вместо стола в кабине могут устанавливаться кантователи, манипуляторы и другая оснастка, облегчающая манипуляции изделием, в том числе и грузоподъемные устройства. Для удобства сварщика его сидение оснащено регулируемым винтовым устройством. Рядом с местом сварщика расположены стеллажи или контейнеры для заготовок и готовых изделий, тумбочки для инструмента, запасных и сменных деталей, документации и личных вещей. 
В кабинах в качестве источников питания размещаются наиболее распространенные однопостовые сварочные трансформаторы типа ТДМ для сварки на 
переменном токе, или сварочные выпрямители типа ВД или ВДУ для сварки на 
постоянном токе. Применяются также и многопостовые источники питания на 
несколько независимых постов. При питании сварочных постов от многопостовых источников сварочный ток разводят по кабинам с помощью токоподводящих проводов или шин. В кабине устанавливают рубильник или магнитный пускатель для включения сварочного тока. 
Сварочные кабины размером 2000×2000 или 2000×3000 мм используют 
при сварке небольших изделий. Стены кабин изготавливают из несгораемых материалов и окрашивают огнестойкой краской, поглощающей ультрафиолетовые 
лучи. Стены имеют высоту 1800…2000 мм, а для лучшей вентиляции подняты 
над полом на 200…300 мм. Дверной проем в кабине закрывают брезентом, пропитанным огнестойким составом. Пол настилают из огнеупорного материала – 
кирпича или бетона. Кабины должны освещаться естественным или искусственным светом (80…100 лк), вентилироваться (воздухообмен 40 м3/ч) и иметь местные отсосы, поглощающие газы и пары из зоны сварки. 
5 

Внутри кабины устанавливают металлический сварочный стол высотой 
500…600 мм для работы, сидя или около 900 мм для работы, стоя (площадью 
около 1 м2) со стальными болтами для крепления токоподводящего провода от 
источника сварочного тока и для провода заземления стола. С боковой стороны 
стола имеются гнезда для хранения электродов или присадочной проволоки 
(рис. 1.1, а). 
 
 
 
Рис. 1.1. Сварочная кабина: 
1 – источник питания; 2 – стол сварщика; 3 – стул сварщика; 4 – ящик  
для электродов; 5 – ящик для инструмента; 6 – стеллажи для деталей  
и готовых сварных узлов; 7 – электропечь для прокалки электродов 
 
Для сушки электродов служат специальные пеналы, подключаемые к источнику питания. Необходимая температура в пенале достигается касанием на 
10...60 с электрододержателем выводной клеммы пенала (спирали подогрева 
внутри него). Ее значение 100...110 °С сохраняется в течение 1...1,5 ч. В случае 
централизованного питания от многопостовых источников в кабины из машинного зала проводят медные шины вдоль колонн.  
Сварочный ток регулируется на рабочем месте сварщиком специальными 
регуляторами и балластными реостатами типа РБ (табл. 1.1), включаемыми последовательно с дугой. При питании поста постоянным током от многопостового 
источника (при сварке на обратной полярности) используют устройства регулирования УР-301УЗ с перечисленными ниже параметрами: 
Номинальный сварочный ток, А (при ПН = 60 %)……………………315 
Пределы регулирования сварочного тока, А…………………….50…315 
Напряжение холостого хода, В…………………………………….54…75 
Вторичное напряжение, В……………………………………………….33 
Мощность, кВ·А………………………………………………………..10,4 
Габариты, мм………………………………………………….545×520×665 
Масса, кг…………………………………………………………………..85 
6 

Сварочный ток регулируется на рабочем месте сварщиком специальными 
регуляторами и балластными реостатами типа РБ (табл. 1.1), включаемыми последовательно с дугой. При питании поста постоянным током от многопостового 
источника (при сварке на обратной полярности) используют устройства регулирования УР-301УЗ с перечисленными ниже параметрами: 
Номинальный сварочный ток, А (при ПН = 60 %)…………………….315 
Пределы регулирования сварочного тока, А…………………….50…315 
Напряжение холостого хода, В…………………………………….54…75 
Вторичное напряжение, В……………………………………………….33 
Мощность, кВ·А………………………………………………………..10,4 
Габариты, мм………………………………………………….545×520×665 
Масса, кг…………………………………………………………………..85 
 
Таблица 1.1 
Технические характеристики балластных реостатов 
Марка 
Номинальный  
сварочный ток, А 
Габаритные  
размеры, мм 
Масса, кг 
РБ-201У2 
200 
580×355×648 
30 
РБГ-301 
300 
600×410×390 
32 
РБ-301У2 
315 
580×410×648 
35 
РБ-501У2 
500 
580×465×648 
45 
 
При выполнении сварочных работ сварщиком в неудобных позах, внутри 
металлических изделий или в других чреватых опасностями условиях, если источник питания имеет напряжение холостого хода 70 В, он должен быть снабжен 
специальным блоком снижения этого напряжения до 12 В во время обрыва дуги 
(табл. 1.2). 
 
Таблица 1.2 
Технические характеристики блоков снижения холостого хода  
сварочных трансформаторов 
Марка 
Uс, В 
Габариты,  
мм 
Масса,  
кг 
Время  
включение, с,  
не более 
Диапазон  
регулирования 
сварочного 
тока, А 
Номинальный 
сварочный ток, 
А 
Снижение 
напряжения  
холостого хода, 
В, не более 
БСНТ-07УХЛ5 380; 220 
315 
50…330 
12 
0,016 
500×260×370 
26 
БСНТ-08У2 
380; 220 
500 
50…560 
12 
0,05 
430×200×328 12,4 
ТОН-2А 
380; 220 
– 
– 
12 
– 
100×300×300 
10 
ТОН-2СД 
380; 220 
– 
– 
12 
– 
100×300×420 
12 
 
7 

Для выполнения сварочных работ сварщику требуется определенный 
набор инструментов и принадлежностей. Сварщики обеспечиваются средствами 
личной защиты, спецодеждой. 
Электрододержатель – приспособление для закрепления электрода и подвода к нему тока. Среди всего многообразия применяемых электрододержателей 
наиболее безопасными являются пружинные, изготавливаемые по требованиям 
и классификации ГОСТ 14651–78Е: I типа – для тока до 125 А; II типа – для тока 
125…315 А; III типа – для тока 315…500 А. Эти электрододержатели выдерживают без ремонта 8…10 тысяч зажимов. Время замены электрода не превышает 
3…4 с. По конструкции различаются винтовые, пластинчатые, вилочные и пружинные электрододержатели (рис. 1.2, б). Электрододержатель (ГОСТ 14651–78) 
должен быть легким (массой не более 0,5 кг), с надежной изоляцией, не нагревающимся при работе и обеспечивающим быстрое и надежное закрепление электрода (рис. 1.3). В зависимости от способа крепления электродов различают пассатижные (ЭП и ЭД), винтовые, эксцентриковые (ЭУ и ЭДС) и другие виды электрододержателей (табл. 1.3). 
 
Таблица 1.3 
Технические характеристики электрододержателей  
различных типов 
Марка 
Ток сварки Iсв,  
А 
Диаметр электрода dЭ, 
мм 
Сечение сварочного 
кабеля, мм2 
Масса, кг 
Пассатижный тип 
ЭП-2 
250 
До 5 
50 
0,43 
ЭП-3 
500 
6...8 
70 
0,8 
ЭД-1201 
125 
1,6...3 
25 
0,32 
ЭД-3102 
315 
2...6 
50 
0,48 
ЭД-5001 
500 
4...16 
70 
0,62 
Рычажный и зажимный типы 
ЭР-1 
300 
До 6 
50 
0,52 
ЭР-2 
500 
6...8 
70 
0,72 
ЭДС-1201 
125 
До 4 
25 
0,22 
ЭДС-3101 
315 
3...6 
50 
0,34 
ЭУ-3001 
315 
3...6 
50 
0,40 
ЭУ-5001 
500 
5...8 
70 
0,42 
Винтовой тип 
ЭВ-2 
125 
До 4 
35 
0,24 
ЭВ-3 
315 
4...6 
50 
0,37 
ЭВ-4 
500 
6...8 
70 
0,50 
 
8 

 
 
Рис. 1.2. Типы электрододержателей: 
а – вилочный; б – щипцовый; в – завода «Электрик»;  
г – с пружинящим кольцом 
 
 
 
Рис. 1.3. Электрододержатель серии ЭП: 
1 – защитный колпачок пружины; 2 – пружина; 3 – рычаг  
с верхней губкой; 4 – теплоизоляционная защита; 5 – нижняя губка;  
6 – конус резьбовой втулки 
 
Щитки и шлемы изготавливают в соответствии с ГОСТ 12.4.035–78 из токонепроводящих материалов – фибры или пластмассы (табл. 1.4). Масса щитка 
не превышает 0,48 кг, шлема – 0,6 кг. Они имеют гладкую матовую внутреннюю 
поверхность черного цвета. Щиток состоит из корпуса со смотровым окном и 
ручки, имеющей круглое поперечное сечение и длину не менее 120 мм. Шлем 
представляет собой защитное приспособление, надеваемое сварщиком на голову 
и обеспечивающее два фиксированных положения корпуса: опущенное (рабочее) и откинутое назад. 
 
 
9 

Таблица 1.4 
Защитные щитки и шлемы электросварщика 
Модификация 
Наименование 
Модель 
Размеры светофильтра, 
мм 
1 
Наголовный щиток  
с непрозрачным корпусом 
НН-Э-ЗОУ1 
52×102 
2 
Наголовный щиток  
с непрозрачным корпусом 
ННО-Э-ЗО2У1 
90×102 
3 
Ручной щиток  
с непрозрачным корпусом 
РН-Э-ЗО1У1 
52×102 
4 
Наголовный щиток 
ЩЭК-Э-ЗО1У1 
52×102 
5 
НН-Э-ЗО2У1 
52×102 
Наголовный щиток,  
монтируемый на защитной 
каске, с открывающимся  
светофильтром  
и подвижной рамкой 
6 
Ручной щиток  
с непрозрачным корпусом 
РНО-Э-ЗО2У1 
90×102 
 
Для защиты глаз от вредного излучения щитки и шлемы снабжены светофильтрами типа С темно-зеленого цвета, которые выпускают вместо светофильтров типа Э. Они подразделяются на 13 классов для сварочного тока силой 
13…900 А (табл. 1.5). В настоящее время для защиты глаз сварщика применяются светофильтры на жидких кристаллах типа «Хамелеон». 
 
Таблица 1.5 
Светофильтры для защиты глаз от излучения дуги (ГОСТ 12.4080-79) 
Обозначение 
Сила сварочного тока, А 
С-3 
15…30 
С-4 
30…60 
С-5 
50…150 
С-6 
150…275 
С-7 
275…350 
С-8 
350…600 
 
Защитные светофильтры (затемненные стекла), предназначенные для 
защиты глаз от излучения дуги, брызг металла и шлака, изготавливаются 
13 классов или номеров по ГОСТ 12.4.080-79. Номер светофильтра подбирается 
в первую очередь в зависимости от индивидуальных особенностей зрения сварщика. Однако следует учитывать некоторые объективные факторы: величину 
сварочного тока, состав свариваемого металла, вид дуговой сварки, защиту сварочной ванны от воздействия газов воздуха. Размер светофильтра 52×102 мм. 
При сварке покрытыми электродами следует ориентироваться на применение  
светофильтров различных номеров в зависимости от силы сварочного тока:  
10 

А – № С5; 200 А – № С6; 300 А – № С7; 400 А – № С8; 500 А – № С9 и т. д. 
При сварке плавящимся электродом тяжелых металлов в инертном газе следует 
пользоваться светофильтром на номер меньше, а легких металлов – на номер 
больше по сравнению со светофильтром при сварке покрытыми электродами. 
При сварке в углекислом газе применяют следующие светофильтры: до 
100 А – № С1; 100…150 А – № С2; 150…250 А – № С3; 250…300 А – № С4; 
300…400 А – № С5 и т. д. Светофильтры вставляются в рамку щитка, а снаружи 
светофильтр защищают обычным стеклом от брызг металла и шлака. Прозрачное 
стекло периодически заменяют. 
От сварочных аппаратов к рабочим местам сварочный ток поступает по 
гибкому проводу марки ПРГ, РГД, РГДО, ОГДВ, АПР или ПРГД с резиновой 
изоляцией, длина которого не превышает 40 м (табл. 1.6). К электрододержателю 
подключают гибкий медный провод марки ПРГД длиной не менее 3 м.  
В табл. 1.7 приведены данные по выбору сечения гибких сварочных проводов. Температура их нагрева не должна превышать 70 °С. 
В условиях строительных и монтажных площадок длина сварочного кабеля может достигать 40...50 м. Кабель, соединяющий изделие с источником питания, может быть более дешевым, например, типа ПPH при условии, что его сечение должно быть не меньше, чем сечение основного кабеля. 
 
Таблица 1.6 
Технические характеристики кабелей для сварочных работ 
Марка 
Элементы 
Условия дуговой 
сварки 
Номинальное  
сечение  
основных жил, 
мм2 
РГД 
Медная токопроводящая жила,  
резиновая изоляция и резиновая оболочка 
16...150 
Монтажные 
Медная токопроводящая жила,  
16...70 
Стационарные  
РГДО 
резиновая изоляция с защитными  
(цех, участок, кабина) 
свойствами 
Основная медная токопроводящая жила, 
изолированные медные жилы,  
Стационарные;  
дистанционное  
25...150 
РГДВ 
резиновая изоляция с защитными  
регулирование  
свойствами 
процесса сварки 
Медные токопроводящие жилы,  
резиновая изоляция с профилированными 
КРПСН 
4...50 
Монтажные 
сердечниками в резиновой маслостойкой 
оболочке, не распространяющей горение 
Медные токопроводящие жилы, резиновая 
изоляция, резиновая маслостойкая  
25...120 
Монтажные 
КРПТН 
КРПГН 
оболочка 
 
 
 
11