Требования к квалификации инженеров-сварщиков

Сварка является одним из ведущих технологических процессов создания материальной основы современной цивилизации. Во многих случаях сварка является единственно возможным или наиболее эффективным способом создания неразъемных соединений конструкционных материалов для получения ресурсосберегающих конструкций. Более половины валового национального продукта промышленно развитых стран получается с помощью сварки и родственных технологий. Велика роль сварки в сооружении строительных конструкций, мостов, путепроводов, при производстве транспортного машиностроения – автомобильной техники и железнодорожных составов, речных и морских судов, при монтаже систем трубопроводов, транспортирующих жидкие и газообразные продукты, в развитии нефтеперерабатывающей, химической, энергетической отраслей промышленности. Особенно важна качественная сварка при сооружении объектов атомной энергетики.

При изготовлении сварных конструкций наиболее широко применяются способы дуговой сварки. Появились технологии механизированной дуговой сварки в защитных газах с защитой металла сварочной ванны двойными, тройными смесями активных и инертных газов, совершенствуются способы и средства защиты расплавленного металла от влияния окружающей среды с целью использования их при рафинировании и легировании металла шва, а также для лучшего формирования сварного соединения. Расширяются объемы применения высокопрочных легированных сталей, что позволяет снизить металлоемкость сварных конструкций и обеспечить их высокую работоспособность. А это выдвигает задачи по разработке соответствующих технологий их сварки и контроля качества, а также по подготовке квалифицированных сварщиков и специалистов сварочного производства. Большая часть сварных конструкций работает в условиях повторно-переменных нагружений, поэтому значительное внимание должно уделяться разработке методов повышения сопротивления усталости сварных соединений, эффективному применению упрочняющих технологических обработок швов после сварки, что дает возможность увеличить долговечность сварных соединений.

Актуальна проблема сварки различных новых материалов: сплавов на основе железа, никеля, меди, алюминия, титана и многих других, сложных для сварки материалов. Разнородные материалы, например алюминий-сталь, медь-алюминий, титан-сталь и другие сочетания металлов и сплавов, находят все более широкое применение в машиностроении, энергетике, ракетостроении и других отраслях современной промышленности. Перспективны следующие методы их соединения без расплавления: диффузионная сварка, сварка взрывом, магнитно-импульсная, сварка трением. Расширяется применение лазерной и электронно-лучевой сварки благодаря их уникальным возможностям.
Применение инверторных источников питания для дуговой сварки открыло широкие возможности для управления сварочным процессом. Воздействие на перенос электродного металла, движение металла в сварочной ванне и кристаллизация шва, формирование внешней поверхности — на все это можно влиять средствами автоматического управления.

Сварочными технологиями в работоспособное состояние приводят множество самых разнообразных технических сооружений, машин и механизмов. Совершенствуется техника и средства подготовки изделий к ремонту, создаются технологии ремонта, универсальное сварочное оборудование, в том числе и механизированное, новые сварочные материалы, обеспечивающие получение соединений высокого качества в сложных условиях ремонта. Большое значение для выявления различного рода дефектов и повреждений имеет совершенствование средств неразрушающего контроля. Весьма актуальна оценка ресурса, диагностика состояния и ремонт эксплуатируемых сварных конструкций. Сварка плавлением широко используется для получения особо износостойких изделий. Дуговые способы наплавки позволяют многократно увеличивать срок службы быстроизнашивающихся и тяжелонагуженных деталей, избавляют промышленность от производства большого количества запасных частей, повышают надежность и работоспособность машин и механизмов. Перспективны способы наплавки, обеспечивающие минимальное проплавление основного металла: плазменно-порошковая, лазерная, микроплазменная.

В сети железнодорожного транспорта эксплуатируются сотни сварных пролетных строений, в которых со временем появляются усталостные трещины, которые развиваются и создают реальную угрозу безопасности движения поездов. Необходимо вести работу по совершенствованию принципов проектирования и технологии изготовления, диагностики и ремонта таких конструкций. Повышение качества и работоспособности сварных конструкций неразрывно связано с совершенствованием такого важного и трудоемкого процесса, как неразрушающий контроль качества сварных соединений.

В последнее время в качестве конструкционного материала все чаще применяют полимеры и композиты на их основе. Выгодно отличаясь рядом свойств, они успешно вытесняют традиционные материалы, а в некоторых областях являются практически незаменимыми. В связи с ростом объема производства и широким применением пластмасс потребовалось создание современных технологий и оборудования для сварки, особенно для сварки труб из термопластов, используемых при сооружении газо-, водопроводов, коммуникационных систем.

Создание экономичных, надежных и долговечных сварных конструкций, работающих на земле и под водой, при нормальных, высоких и криогенных температурах, в агрессивных средах и при интенсивном радиационном облучении, в различных экстремальных условиях эксплуатации, является важной научно-технической задачей. Сварка и далее будет интенсивно развиваться, поскольку является ключевой технологией для большинства отраслей производства, строительства, транспорта. Производство высокоэффективных сварных конструкций требует решения комплекса задач, включая разработку хорошо свариваемых сталей, методов расчета сварных соединений, разработки высокопроизводительных сварочных процессов, оборудования и материалов. Проблемы надежности должны охватывать вопросы проектирования, технологии изготовления, строительства, эксплуатации и ремонта для целых классов сварных конструкций ответственного назначения, особенно для конструкций атомной и теплоэнергетики, трубопроводов, мостостроения. Вместе с тем, для реализации широких возможностей сварки необходимы высококвалифицированные кадры – специалисты сварочного производства, инженеры-сварщики.

Однако, по информации головных организаций по сварке Госпромнадзора, более 70% специалистов сварочного производства, работающих на инженерных должностях при изготовлении, ремонте и реконструкции объектов повышенной опасности, поднадзорных Госпромнадзору, не имеют базового сварочного образования. Исходя из вышеизложенного, необходимо значительное количество высококвалифицированных специалистов данного профиля деятельности.

Международными нормами сварка определена, как специальный технологический процесс, качество которого не может быть гарантированно обеспечено какими-либо методами контроля на заключительном этапе изготовления сварной конструкции, а должно подтверждаться системой специальных требований, предъявляемых на всех этапах ее изготовления. Требования к этой системе и ее элементам регламентированы серией Международных (ИСО) и Европейских (ЕН) норм. Такими элементами являются: основные свариваемые материалы, сварочные материалы, производственно-технологическая документация, сварочное оборудование, квалификация сварщиков. И все эти элементы должны разрабатывать и контролировать квалифицированные инженерно-технические работники – специалисты сварочного производства. Предприятие, обеспечивающее соблюдение требований этих стандартов, может получить в компетентном органе сертификат о соответствии системы качества сварочного производства требованиям Международных (Европейских) норм, что гарантирует потребителю (заказчику) сварочной продукции ее качество независимо от объемов и номенклатуры выпускаемых изделий.

Как было отмечено выше, квалификация большого числа специалистов, в функциональные обязанности которых входит организация и руководство сварочными работами непосредственно при изготовлении сварных конструкций, не соответствует современным требованиям. Большинство из специалистов не проходят какой либо подготовки или повышения квалификации по сварке. То же касается и квалификации специалистов проектных организаций, занимающихся вопросами проектирования сварных конструкций при строительстве или реконструкции зданий и сооружений, среди них практически нет инженеров со специальным образованием по сварке.

Таким образом, для повышения уровня качества и организации сварочных работ в Республике Беларусь с целью внедрения современных сварочных технологий, снижения сроков выполнения монтажных и ремонтных работ, обеспечения безопасности и надежности сооружаемых объектов необходима подготовка специалистов - инженеров сварочного производства.

Основными направлениями деятельности такого рода специалистов являются:

• производственно-технологическая деятельность в организациях всех форм
• собственности и видов деятельности (далее – организациях);
• проектно-конструкторская деятельность в организациях;
• экспериментально-исследовательская деятельность в области сварочного производства;
• разработка технологических процессов на сварочные работы по изготовлению, монтажу и ремонту сварных изделий и конструкций;
• разработки по проектированию оборудования и средств технологического оснащения; управление технологическими и производственными процессами сварочного производства;
• надзорная и инспекционная деятельность по обеспечению качества сварочных работ, организация аттестации работников сварочного
• производства;
• выполнение технико-экономического анализа технологических процессов сварочного производства;
• эксплуатация сварочного и вспомогательного технологического оборудования.

Для выполнения функционально-должностных обязанностей подготовленные специалисты должны знать:

• физические основы и классификацию процессов сварки;
• особенности физико-химических процессов, происходящих в зоне сварки;
• методы определения свариваемости металлов и их сплавов, основные металлургические процессы, происходящие при сварке;
• особенности сварочных материалов, а также их влияние на процессы сварки и эксплуатационные свойства сварных соединений;
• классификацию источников питания сварочной дуги, их устройство, особенности, области применения и требования, предъявляемые к ним;
• виды, способы и оборудование для сварки плавлением;
• классификацию и характеристики материалов, применяемых для изготовления деталей сварных конструкций;
• методику расчета сварных соединений и основных элементов сварных конструкций; основные принципы конструирования сварных конструкций;
• классификацию сварных швов и соединений;
• технологические процессы производства сварных конструкций;
• технологию сварки углеродистых и легированных сталей, чугуна и цветных металлов, высоколегированных и разнородных сталей;
• способы термической обработки сварных соединений специальных сталей;
• технологию наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами;
• технологию термической резки и применяемое для нее оборудование;
• виды и способы сварки давлением, их физические основы;
• технологию контактной сварки и применяемое при этом оборудование;
• причины и механизм возникновения напряжений и деформаций при различных видах сварки;
• особенности сборочно-сварочных операций при изготовлении крупногабаритных емкостей и сооружений;
• сварочное и механическое оборудование, применяемое в сварочном производстве, виды автоматизированного оборудования;
• требования, предъявляемые к качеству сварки, показатели качества сварных соединений;
• основы технической диагностики, классификацию и сущность методов неразрушающего контроля сварных конструкций;
• требования, предъявляемые ТНПА к сертификации систем качества сварочного производства;
• требования охраны труда и техники пожарной безопасности при выполнении сварочных работ.

В.Г. Нестеров, преподаватель кафедры НМиТ