Разработка технологии лазерной сварки судовых микропанелей

Установка профиля на лист:

Время, требуемое для установки профиля – 1,5 мин * 7 профилей = 10,5 мин

Общая длина профиля – 7,2 м

Время из расчета на 1 метр – 1,46 мин/м

Прихватка профиля:

Общая длина профиля - 7,2м

Расстояние между прихватками – 0,35 м

Общее количество прихваток – 7,2 / 0,35 = 20

Время, требуемое для постановки одной прихватки – 0,2 мин

Общее время прихватки профиля – 0,2мин * 20 =  4 мин

Время прихватки из расчета на 1 метр – 0,55 мин/м

Общее время сборки 1 метра набора – 2 мин

Время сварки типовой микропанели

Время сканирования стенда – 10мин

Время обработки данных – 5 мин

Общая длинна сварных швов (вкл швы сварки набора между собой) – 8 м

Время сканирования и обработки из расчета на 1 метр – 15 мин / 6 / 8 м = 0,32 мин/м

Время сварки 1 м (исходя из режимной скорости 2 м/мин) – 0,5 мин

Время на перемещение робота – 0,08 мин

Общее время подварки швов – 15 мин

Время подварки из расчета на 1 метр – 0,32 мин/м

Общее время сварки 1 метра шва – 1,22 мин

Сопоставление результатов.

Т.к. время сборки составляет 2 мин/м, а время сварки 1,22 мин/м - увеличение постов на каком – либо из участков не требуется.

План выпуска.

Время изготовление 1 микропанели упирается во время её сборки (т.к. сварка осуществляется быстрее), 
соответственно время изготовления 1 микропанели составит – 7,2 м * 2 мин/м = 14,4 мин.

Рабочая смена – 8 ч.

Кол-во изготовленых микропанелей за смену – 480 мин / 14,4 мин = 33 шт

Кол-во смен в году – 252

Кол-во микропанелей, выпускаемых за год – 8316 шт 
 
6. Охрана труда.

6.1. Требования безопасности.

 

Лазерная сварка металлов характеризуется рядом особенностей, отличающих ее от других видов сварки, а именно:

– высокая концентрация энергии в лазерном излучении;

– невидимость лазерного излучения;

– способность излучения отражаться от поверхности обрабатываемого материала.

Производственные процессы на машине должны производиться в соответствие с требованиями ГОСТ 12.3.002.

Производственные помещения, предназначенные для размещения лазерных машин, должны удовлетворять требованиям СНиП П-90, СН 2392, СН 245.

Естественное и искусственное освещение должно удовлетворять требованиям СНиП П4.

Уровни шума в производственных помещениях не должны превышать установленных ГОСТ 12.1.003.

Относительная влажность, температура и скорость движения воздуха, а также состав вредных веществ в воздухе рабочей зоны машины должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005.

Содержание вредных веществ в воздухе согласно ГОСТ 12.1.005 не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК), указанных в таблице 19.

 

 
Таблица 19 – Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

Наименование вещества	Величина ПДК, мг/м3	Класс опасности	Особенности воздействия на организм
Азота диоксид	2	3	О
Бензол	5	2
Никель металлический	0,5	1	А
Вольфрам	6	4	Ф
Фенол	0,3	2
Озон	0,1	1	О
Углерода оксид	200	4
Железа триоксид	6	4	Ф
Примечание: О – вещества с остронаправленным механизмом действия; А – вещества, способные вызвать аллергический заболевания; Ф – аэрозоли фиброгенного действия.

 

Места лазерной сварки должны быть оборудованы общеобменной и местной вентиляцией, обеспечивающей эффективный отсос газов и аэрозолей, выделяющихся при сварке согласно СНиП П-33, ГОСТ 12.4.021.

Лазерные машины должны размещаться на действующих предприятиях в соответствие с планировкой, согласованной с главным энергетиком, главным механиком и инженером по технике безопасности и утвержденной руководителем предприятия, а на вновь строящихся – по проектам.

Размещение оборудования машины должно обеспечивать персоналу свободный проход к оборудованию для его осмотра, монтажа, ремонта и юстировки, а также возможность беспрепятственного наблюдения за процессом сварки.

Лазерные машины допускается ограждать от другого оборудования легкими переборками или устанавливать в отдельном помещение. Для стен и перегородок запрещается применять стекло, стеклоблоки, стеклопрофилит и другие материалы, способные пропускать и зеркально отражать лазерное излучение. Внутренняя отделка стен и перегородок должна иметь матовую поверхность.

Оборудование машин должно соответствовать ГОСТ 12.2.003.

Категорически запрещается работать на машине при снятых ограничительных кожухах с вращающихся и токоведущих частей (электродвигатели и электроустройства).

Газовая аппаратура должна удовлетворять следующим специальным требованиям:

– газовая аппаратура машины должна регулярно отчищаться от грязи, пыли и обезжириваться. При этом регулярность отчистки определяется ответственным за машину лицом в зависимости от условий эксплуатации;

– газоподводящие шланги, а также электрические провода и кабели для подвода питания должны быть защищены от механических повреждений и воздействия высокой температуры;

– содержание и эксплуатация аппаратуры должны исключать утечку газов.

При разрыве шланга или срыве его с ниппеля необходимо немедленно перекрыть газовые магистрали, остановить машину и устранить неисправность.

Уровни лазерного излучения на рабочих местах не должны превышать предельно допустимых величин, установленных «Санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров» №2392-81.

При временном прекращение работ машина должна быть обесточена, а при ремонте, осмотре и т.п. необходимо на рукоятке выключателя блока питания вывесить табличку «Не включать – работают люди!»,  ГОСТ 12.4.026.

Запрещается работать на машине при неработающих сигнальных лампах, а также использовать неисправную аппаратуру.

Постоянное рабочее место оператора машины должно иметь защиту от светового излучения при проведении лазерной сварки.

Оборудование машин и рабочих мест должно соответствовать требованиям пожарной безопасности и взрывобезопасности согласно ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010.

На двери ограждения от другого оборудования, если оно имеется, или непосредственно на машине должен быть нанесен знак лазерной опасности «Осторожно! Лазерное излучение!» в соответствие с ГОСТ 12.4.026 и СН 2392.

К работе на машине допускаются рабочие не моложе 18 лет, отвечающие требованиям к персоналу, допущенному для работы с лазерными машинами по ГОСТ 12.3.002, имеющие право работать на оборудование с напряжением свыше 1000 В и получившие соответствующее удостоверение.

Для создания безопасных условий труда на машине должны быть предусмотрены следующие защитные мероприятия:

– заземление всех узлов, которые могут оказаться под напряжением;

– установка защитных кожухов на токоведущие и вращающиеся части;

– осуществление управления машиной с пульта управления;

– установка сигнальных ламп для световой сигнализации;

– обеспечение рабочих, обслуживающих машину, спецодеждой и защитными индивидуальными средствами.

Администрация предприятия, эксплуатирующего машину, должна назначить приказом или распоряжением лицо, ответственное за безопасную эксплуатацию машины.

Администрация предприятия, эксплуатирующего машину, обязана разработать и выдать на руки лицам, обслуживающим машину, инструкцию по технике безопасности по специальности с учетом местных условий.

Контроль за выполнением требований безопасности должен осуществляться  согласно ОСТ5.0281, а также ГОСТ 12.1.040, раздел 4.

 

6.2. Оказание первой помощи при поражение лазерным излучением.

 

При поражение лазерным излучением возможны обмороки, ожоги, кровотечения, шок, летальный исход.

Выраженность лазерных повреждений зависит от ряда факторов: характеристик лазерного пучка (плотность потока мощности, энергии, фокусировки, диаметра пучка, длины волны, времени воздействия), вида и свойств биологических тканей – глаза, слизистые, кожа (цвет, наличие волосяного покрова) и условий облучения (угол падения луча, площадь ожога).

Степень выраженности лазерных поражений кожаного покрова различна; от ожогов эпидермиса до обугливания. Возможно наличие комбинированных лазерных поражений – ожег и резанная рана, лазерный ожог и ожог от возгорания одежды и т.д. Лазерные ожоги имеют некоторую специфику, проявляющуюся в очерченности границ поражения в виде окружности, овала, малой линии, кратерообразного углубления, различной степени выраженности повреждения.

В случае поражения человека необходимо немедленно выключить лазерную установку, вызвать врача, скорую помощь или направить пострадавшего в медпункт, сообщить о случившимся руководителю предприятия.

Первая помощь зависит от состояния, в котором находится пострадавший. В случае легкого поражения пострадавший сам себе оказывает первую помощь (самопомощь). Кроме того, персонал также обязан оказать пострадавшему первую помощь (взаимопомощь) с использованием средств цеховой аптечки.

В случае подозрения на поражение лазерным излучением глаза или кожного покрова пострадавший должен быть доставлен в медпункт и обследован специалистом офтальмологом или дерматологом.

Первая помощь при ожогах заключается в предотвращение дальнейшей травматизации и загрязнения пораженной поверхности, что осуществляется наложением асептической повязки, промыванием раны дезинфицирующим раствором.

При ожогах век и роговицы необходимо закапать 0,15% раствор дикаина или заложить за веко глазную лекарственную пленку с дикаином, или мазь с антибиотиками, или сульфаниламидами. Мазь наносят на пораженные участки век. На обожженные веки и прилегающие участки лица должна быть наложена повязка.

При ожоге радужной оболочки и заднего отдела глаза, в том числе и глазного дна, вызванном лазерным излучением видимого и инфракрасного диапазонов спектра, на пораженный глаз накладывают асептическую повязку. При ослабление зрения накладывают бинокулярную повязку и пострадавшего срочно направляют к офтольмологу.

 

6.3. Расчет месной вытяжной вентиляции.

 

В процессе лазерной обработки материал нагревается до критических температур, что приводит к его расплавлению и испарению с выделением аэрозолей и газообразных продуктов, способных пагубно отразиться на здоровье оператора установки. Во избежание действия этих вредных веществ на организм человека производственные помещения должны быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией в соответствии со СНиП II-3384, которая должна обеспечивать снижение содержания в воздухе помещений вредных газов, паров и пыли не выше предельно допустимой концентрации. Кратность воздухообмена должна быть не менее 3. Воздух рабочей зоны должен соответствовать ГОСТ 12.1.005.

 

Элементы вентиляции:

 

– воздухоприемная насадка;

– воздуховод;

– вентилятор с электродвигателем.

Воздухоприемная насадка может быть:

– простая – присоединяется прямо к воздуховоду;

– открытого типа – всасывающее отверстие;

– боковая – размещается со стороны противоположной рабочему месту;

– нерегулируемая – расположение отверстия фиксированное.

 

Порядок расчёта [10].

 

Определение количества выделяющейся теплоты:

 

Коэффициент теплоперехода конвекцией 

а = 2,8sqrt (sqrt (tпов-tокр.ср.))

tпов = 1000К, tокр.ср = 300К

а = 14,3 ккал/м2чград

 

Q = а*Fист*(tпов-tокр.ср.),

где: Fист - площадь источника, Fист= 25 см2;

Q = 0,07 ккал/сек

 

 

Определение необходимого количества перемещенного воздуха:

 

L = 67*F*(Q*h/ Fист)1/3,