2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Методы сборки и сварки конструкций

Сборка сварных конструкций

Сборка сварных конструкций представляет собой весьма ответственный и трудоемкий процесс. Хорошее качество сборки — первое и необходимое условие высокого качества сварки. При индивидуальном производстве сборка может занимать 30—50% общего времени изготовления сварной конструкции. При хорошем оснащении сборочных операций приспособлениями и кондукторами затраты времени на сборку сварных конструкций могут быть значительно уменьшены. При выполнении сборочных операций необходимо: 1) точно выдерживать проектные размеры; 2) правильно и постоянно выдерживать зазоры; 3) точно располагать детали по отношению друг к другу в соответствии с проектом; 4) обеспечивать точное положение плоскостей собираемых элементов под углом их пересечения; 5) обеспечивать минимальный допуск на смещение поверхностей деталей стыковых соединений.

Особенно жесткие требования к обеспечению зазоров и совмещений поверхностей предъявляются при сборке под автоматическую сварку. При установлении последовательности сборочных операций необходимо руководствоваться следующим. 1. Выполняемая сборочная операция не должна затруднять осуществление последующей операции. 2. Размеры поступающих на сборку деталей и подготовка их кромок под сварку должны быть тщательно проверены. 3. Выполнение дополнительных работ, в случае надобности, по пригонке деталей в целях точного соблюдения запроектированных зазоров, перекрытий и взаимного расположения их согласно чертежу должно осуществляться легко и быстро. 4. Обеспечение соответствующими инструментами и приспособлениями, облегчающими правильность установки деталей и закрепление их в требуемом положении.

Разработка технологического процесса сборки конструкций тесно связана с выбором рациональных типов имеющихся в цехе приспособлений и проектированием новых приспособлений и кондукторов в зависимости от особенностей изделия и принятого метода сварки. К разработанным технологическим процессам сборки и сварки должны быть приложены операционные, инструкционные и нормировочные карточки. Сборка сварных конструкций может осуществляться; 1) по разметке; 2) по контрольным отверстиям; 3) при помощи шаблонов, упоров, фиксаторов и специальных приспособлений (кондукторов), облегчающих сборочные операции.

Сборка по разметке состоит в том, что на одних деталях путем промера линейкой размечают места расположения других деталей. При сборке эти детали ставятся на размеченные места, закрепляются струбцинами или зажимами и прихватываются. При сборке по контрольным отверстиям заданное расположение деталей достигается путем соединения их болтами и штырями, входящими в контрольные отверстия. Такой метод сборки применяется в тех случаях, когда другими путями затруднительно осуществить точное расположение деталей или когда имеются в соединяемых деталях готовые отверстия, которые можно использовать при сборке. Сборка по разметке и сборка по контрольным отверстиям применяется при индивидуальном производстве, когда изготовление специальных приспособлений нерационально.

Сборка однотипных конструкций серийного и массового производства осуществляется при помощи шаблонов, различных фиксаторов и специальных кондукторов, облегчающих и ускоряющих выполнение рабочих операций при сборке. По характеру сборочно-сварочных работ при изготовлении конструкций сборка делится на сборку всей конструкции, сборку узлов (узловая сборка) и монтажную сборку. Собирать всю конструкцию на прихватках не рекомендуется даже при изготовлении ее с применением ручной сварки. Она может быть допущена только при изготовлении простейших сварных конструкций, составляемых из небольшого количества деталей.

Недостатки сборки всей конструкции следующие: 1. Невозможность применения механизированных методов сварки для многих швов, находящихся в различных положениях в пространстве (горизонтальные, вертикальные и потолочные) и находящихся в труднодоступных местах. 2. Громоздкая и трудоемкая кантовка тяжеловесных конструкций и конструкций с большими габаритными размерами. 3. Неудобное положение сварщика при выполнении швов в труднодоступных местах, что снижает производительность и понижает качество сварных швов. 4. Высокие остаточные напряжения, которые образуются из-за невозможности осуществления свободной усадки швов и которые иногда могут привести к образованию трещин и даже к самопроизвольному разрушению конструкций в цехах после окончания сварочных работ. 5. Накапливание остаточных деформаций, которые могут достигнуть такой величины, что правка станет невозможной и конструкция будет забракована.

Наиболее целесообразными видами сборки и сварки конструкций является сборка и сварка отдельных узлов, а затем сборка и сварка этих узлов в целую конструкцию в цехах или на монтаже. Узловая сборка и сварка дают возможность механизировать сборочно-сварочные операции, повысить качество сборочно-сварочных работ и производительность труда.

Преимущества узловой сборки: 1) возможность автоматизации сварочных работ, так как швы более доступны и кантовка узла значительно легче, чем кантовка всей конструкции; 2) детали свариваются в свободном состоянии и остаточные напряжения от поперечной усадки незначительны; 3) возможность создания поточных линий производства; 4) технологические недостатки сборочно-сварочных работ (деформации, напряжения и др.) могут быть легко исправлены в отдельных узлах и не создавать накопления этих недостатков в целой конструкции; 5) возможность механизации сборочных операций и поднятия культуры производства на более высокую ступень.

Дальнейшее развитие изготовления сварных конструкций требует создания механизированной оснастки сборочно-сварочных работ, повышения точности размеров узлов, которые в цехах и на монтаже соединяются в целую сварную конструкцию.

Читать еще:  Крыша для г образного дома с мансардой

Выбор и обоснование выбора метода сборки. Схема сборки и сварки.

Сборкой называется технологический процесс последовательного соединения и скрепления деталей между собой прихватками или в сборочном приспособлении для образования отправочного элемента.

Технологическим процессом сборки металлоконструкции определяется последовательность выполнения сборочных операций с применением приспособлений и инструментов.

Он должен удовлетворять следующим требованиям:

1) Соблюдение полной последовательности сборки конструкции.

2) Применение инструмента и приспособлений, повышающих производительность труда сварщиков.

3) Полная согласованность сборочных операций и операций по сварке.

4) Проведение работниками ОТК операционного контроля качества сборки.

5) Соблюдение правил техники безопасности при выполнении установочных операций и приёмов сборки.

В зависимости от сложности сварной конструкции, её конфигурации, программы выпуска, типа производства и способа сварки, сборку можно выполнять:

1) По разметке при помощи простейших универсальных приспособлений: струбцин, планок, скоб с клиньями с последующей прихваткой. Применяются в индивидуальном производстве.

2) По первому изделию, если его конфигурация позволяет использовать его как шаблон. Применяется в мелкосерийном производстве при использовании тех же средств, что и при разметке.

3)На универсальных приспособлениях – плитах с пазами, снабжённых упорами, фиксаторами и различными зажимными устройствами, позволяющими собирать однотипные, но разные по габаритам изделия. Применяется в мелкосерийном и серийном производстве.

4) При помощи шаблонов, накладываемых на мелкие детали или собираемых вместе с ними на время прихватки. Применяется в серийном и массовом производстве.

5) По выступам и углублениям наштампованных деталей из тонколистовых материалов. Используется в массовом производстве при точечной и шовной сварке.

6) На специальных стендах и приспособлениях. Применяется в крупно серийном и массовом производстве.

Возможны следующие схемы технологического процесса сборки и сварки:

1) Сборка узла или конструкции с последующей сваркой.

2) Последовательная сборка и сварка.

3) Сборка и сварка узлов, а затем сборка и сварка конструкции из узлов.

Для сварки воздухоохладителя предлагаю применять схему № 3 (см. приложение 1 )

Применение узловой сборки чаще всего ограничивается грузоподъёмностью транспортных средств на заводе, цехе, монтажной площадке, либо тем, что квантование изделия затруднено.

По третьей схеме изготавливаются сложные пространственные конструкции крупных габаритов. По этой схеме сборки и сварки общая деформация всей конструкции получается меньше т. к. жёсткость узлов всегда больше чем в отдельной детали, проще правка, улучшение качества и снижение трудоёмкости. Применение в сварке металлоконструкций стандартных узлов не только сокращают цикл изготовления в два – три раза, но и снижает их стоимость.

При этом качество сварных конструкций получается выше за счёт высокого качества узлов изготовленных в специализированном производстве.

По третьей схеме предоставляется возможность производить параллельно сборку и сварку отдельных узлов, что сокращает производственный цикл изготовления всей конструкции.

5. 2 Выбор сборочного оборудования и оснастки.

Для сборки разрабатываемой конструкции, предлагаю применить следующее оборудование:

1) Гидравлическая струбцина, снабженная двумя зажимными гидроцилиндрами, одним выравнивающим и одним стягивающим. Назначение: сборка продольных стыков цилиндрических обечаек под сварку.

2)Два вращателя сварочных горизонтальных двухстоечных модели

М-31050А. Предназначены для поворота конструкции в удобное для сварки положение.

Наибольший крутящий момент на оси вращения, Н*м___________1000

Наибольшая грузоподъёмность, кг____________________________2000

Диаметр сварных круговых швов, мм ____________________100 – 1900

Высота центров, мм________________________________________1000

Угол поворота крестовины, градус __________________________± 360

Частота вращения крестовины, об/мин____________________0,05 – 2,5

Регулировка частоты вращения крестовины___плавное бесступенчатое

Ход пиноли задней стойки, мм________________________________170

Сварочный ток при ПВ 100%, А______________________________1000

Ток питающей сети:

— Напряжение, В _______________________________________380/220

— Мощность электродвигателя привода вращения, кВт___________1,0

Габаритные размеры, мм __________________________6000*1600*1800

Масса, кг _________________________________________________1070

Для сборки узлов коробчатого типа предлагаю использовать УСП (универсальная сборочная плита) размером 1500*1500 в количестве одной штуки.

Для сборки узла 4 использую вращатель сварочный универсальный

Наибольший момент центра тяжести изделий относительно опорной плоскости планшайбы, Н*м _____________________________________100

Диаметр свариваемых круговых швов, мм__________________125 – 630

Частота вращения шпинделя, об/мин________________________0,1- 5,0

Регулировка частоты вращения шпинделя ____плавная бесступенчатая

Угол наклона планшайбы, градусы_____________________________135

Угол поворота планшайбы, градусы __________________________± 360

Ток сварочный при ПВ 100%, А _______________________________500

Род тока питающей сети ___________________переменный трёхфазный

Напряжение, В __________________________________________380/220

Мощность электродвигателя, кВт _____________________________0,18

Габаритные размеры, мм ____________________________700*882*630

Масса без блока управления, кг________________________________152

Масса блока управления, кг____________________________________14

5. 3 Свариваемость основного металла.

Так как воздухоохладитель работает в агрессивной среде, применяются соответствующие материалы, т.е. коррозонностойкая сталь 12Х18Н10Т. Эта аустенитная хромоникелевая сталь помимо коррозионной стойкости обладает хорошей свариваемостью, так как легирование этих сталей построено таким образом, что их аустенитная структура сохраняется неизменной в широком интервале температур – от плавления до глубокого холода. Отсутствие превращения аустенита в мартенсит упростило технологию сварки, нет необходимости в предварительном и сопутствующем подогреве и в последующей термической обработке с целью повышения пластичности сварных соединений. Сложностью сварки таких сталей является предупреждение образования в шве и околошовной зоне горячих трещин, а также склонности к межкристаллитной коррозии.

Читать еще:  Схема обвязки теплого пола с трехходовым краном

Содержание углерода в этой стали, превышает предел растворимости 0,02 – 0,03 % в аустените, поэтому после быстрого охлаждения углерод зафиксирован в твёрдом растворе в состоянии неустойчивого равновесия, причём в основном у границ зёрен, так как является ликвирующим элементом, повторный нагрев стали при сварке приводит к увеличению подвижности атомов углерода.

Наиболее эффективным способом устранения склонности нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии является введение стабилизирующих элементов, имеющих большее сродство к углероду, чем хром. Стойкость к межкристаллитной коррозии увеличивается и при аустенитно-ферритной структуре металла.

Другой проблемой, с которой приходится сталкиваться при сварке изделий из стали 12Х18Н10Т является повышенная склонность к образованию горячих трещин. Образование горячих трещин обусловлено низкими деформационной стойкостью и межкристаллитной прочностью металла шва или околошовной зоны при высоких температурах, и развитием растягивающих напряжений в сварном соединении в момент минимальной прочности и пластичности. Склонность к образованию горячих трещин в швах при сварке стали типа 12Х18Н10Т больше, чем при сварке углеродистых конструкционных сталей, что обусловлено меньшей теплопроводностью и большим коэффициентом линейного расширения этой стали. Поэтому при одинаковой толщине свариваемого металла температура центра шва, при которой возникает в нём растягивающие напряжения выше, а время начала возникновения после завершения кристаллизации – меньше в аустенитном металле шва, чем в низкоуглеродистом не легированном. Двухфазная структура шва с содержанием феррита до 5%, уменьшение содержания вредных примесей сварочных материалов, тщательная очистка деталей от грязи, смазок, органических соединений перед сваркой уменьшают вероятность образования горячих трещин. Кроме того, сварку необходимо выполнять при минимальной погонной энергии, не допускать перегрева металла сварочной ванны, предупреждать повторный нагрев одного и того же участка шва, что обеспечивается непрерывным процессом сварки или, в случае необходимости повторного нагрева, следует выполнять следующий проход только после полного остывания.

Применение различных методов, способов и приемов сборки и сварки конструкций с эксплуатационными свойствами

Сборка под сварку стыковых соединений с односторонними и двусторонним скосом кромок

Особенности сварки стыкового шва и подготовки кромок под сварку определяются толщиной основного металла. При небольшой толщине металла — до 5-6 мм — кромки соединяемых листов не требуют особой подготовки и должны быть лишь обрезаны достаточно правильно, чтобы обеспечить взаимную параллельность и постоянство зазора между ними на всём протяжении сварного шва. Операция сварки при этом сходна с наплавкой валика, нужно лишь обращать особое внимание на. равномерность расплавления обеих кромок, для чего концу электрода сообщается поперечное колебательное движение. Сечение шва получается со значительным усилением, составляющим от 50 до 100% толщины основного металла. Основной трудностью сварки стыкового соединения является правильное формирование обратной стороны шва.

В этом случае при отступлениях от нормального режима сварки возникают следующие дефекты. При недостаточном подводе тепла вся толщина листов не проплавляется и получается непровар сечения (рис.1) При чрезмерном подводе тепла получается сквозное проплавление металла, и расплавленный металл вытекает из объёма шва, образуя с обратной стороны натёки, а иногда и сквозные отверстия — прожоги.

Идеальное сечение шва с полным проплавлением сечения листов и отсутствием натёков с обратной стороны получить при сварке довольно трудно. Сварщику не видна обратная сторона шва, поэтому достаточно незначительных отступлений в режиме сварки, чтобы вызвать появление непровара или натёков с обратной стороны. Опасаясь прожогов и натёков, сварщик обычно работает на режиме, вызывающем появление непровара сечения шва. Средняя величина непровара в значительной степени зависит от квалификации сварщика. У малоквалифицированного сварщика величина непровара может достигать 50 и более процентов от толщины листа. Многое зависит также от качества применяемых электродов.

Швы с непроваром сечения при статическом испытании часто показывают удовлетворительную прочность, поэтому как исключение подобные швы могут быть допущены в мало ответственных конструкциях, работающих при статической нагрузке. Влияние непровара в этом случае компенсируется усилением шва со стороны сварки. При более ответственных конструкциях, в особенности работающих при переменной или ударной нагрузке, швы с непроваром сечения недопустимы и неоднократно служили причиной аварий и разрушений сварных изделий. Непровар действует как надрез и ведёт к быстрому разрушению конструкции. Поэтому для швов ответственных сварных изделий необходимо принимать меры, гарантирующие отсутствие непровара сечения шва. Непровар может быть устранён подваркой обратной стороны или применением подкладок. Подварка состоит в наложении дополнительного валика уменьшенного сечения с обратной стороны шва (Рис.2).

Подварка является надёжным методом устранения непровара. Недостатком подварки является значительное увеличение трудоёмкости работ на 30-40 и более процентов, кроме того, обратная сторона шва часто мало доступна или её приходится варить в неудобном, например потолочном, положении. Подварка широко при-меняется на практике. Обратная сторона шва может быть недоступной для сварки, тогда применение подварки отпадает, например при сварке стыков труб. Применение подкладок даёт возможность проварить всё сечение при работе с одной стороны и получить шов высокой прочности за один проход, не прибегая к подварке обратной стороны.

Читать еще:  Замена сварки для глушителя

Подкладки под стыковые швы разделяются на съёмные, удаляемые по окончании сварки, и несъёмные или глухие, остающиеся приваренными к обратной стороне шва. Сварка с подкладками имеет ряд преимуществ: работа ведётся лишь с одной наиболее удобной и доступной стороны шва, производительность сварки значительно возрастает, так как сварщик, не опасаясь прожогов и натёков, работает на повышенных режимах и увеличенных скоростях сварки. Съёмные подкладки обычно изготовляются из красной меди. Вследствие высокой теплопроводности меди достаточно массивные подкладки не оплавляются при соприкосновении с жидким металлом и по окончании сварки легко могут быть удалены со шва. При интенсивной работе и массовом производстве однотипных изделий медные подкладки могут охлаждаться проточной водой, Соответствующими приспособлениями должно быть обеспечено плотное прилегание свариваемого металла к медным подкладкам на всём протяжении сварного шва. Остающиеся несъёмные или глухие подкладки обычно представляют собой стальную полоску толщиной 3-4 мм и шириной около 50 мм. По окончании сварки стальная подкладка оказывается приваренной наглухо к сварному шву и остаётся на нём. Стык трубы с вкладным стальным кольцом — подкладкой, широко применяющийся в практике сварки различных трубопроводов, показан на рис 3. Целесообразно, где это возможно, использовать в качестве подкладки элементы самой сварной конструкции.

Дополнительные трудности представляет стыковая сварка очень тонкого материала, толщиной менее 1,5 мм. В настоящее время разработаны специальные электроды для сварки малых толщин, например электроды МТ, обеспечивающие особо устойчивое горение дуги. Применение этих электродов и дополнительных приспособлений, позволяющих точно регулировать малые силы тока, позволяет успешно проводить сварку Металлической дугой стальных листов толщиной от 0,8 до 1,5 мм. Стыковая сварка стальных листов без предварительной разделки кромок может быть применена и для больших толщин при условие выполнения сварки с двух сторон (Рис.4).

Таким приёмом можно сварить листы толщиной 8-12 мм. Недостатком подобного соединения является значительная вероятность получения непровара сечения и включений шлаков и окислов по оси шва причём этот дефект не может быть обнаружен внешним осмотром и вскрывается лишь рентгеновским просвечиванием и другими приёмами.

В большинстве случаев при толщине металла свыше 5 мм прибегают к предварительной разделке или скосу кромок; при этом различают швы односторонние и двусторонние. Нормальная разделка кромок под односторонний стыковой шов, так называемая V-образная разделка, показана на Рис 5.

Собранный и подготовленный под сварку шов характеризуется тремя основными размерами: Углом разделки а (иногда даётся половинная его величина — скос кромки а/2), притуплением кромки или нескошенной частью а и зазором между кромками о. Увеличение угла разделки или раскрытия кромок облегчает сварку и доступ к нижним слоям металла, но увеличивает количество наплавленного металла и трудоёмкость выполнения шва. Притупление кромки облегчает сборку и уменьшает возможность прожога металла в вершине шва. Зазор облегчает доступ к нижним слоям металла и провар всего сечения

На основании многолетней практики наших заводов общепринятыми являются следующие размеры элементов разделки кромок под односторонний шов. Угол разделки а =60-70° или угол скоса кромки а/2 = 30-35°. Притупление кромки равно 2-3 мм, а на толщинах свариваемого металла свыше 20 мм — до 4 — 5 мм. Зазор принимается от 2 до 4 мм, возрастая с увеличением толщины металла. Указанный шов может быть применён для толщины металла от 5 до 40 мм и выше. При значительной толщине металла шов выполняется в несколько слоев. Толщина слоя обычно делается около 5-6 мм. Наиболее трудной является сварка первого слоя, в котором возможны те же дефекты, что и при сварке листов без скоса кромок, т.е. непровар сечения, натёки и прожоги.

Меры борьбы с указанными дефектами остаются прежние; под-варка обратной стороны и применение съёмных или остающихся подкладок. Перед подваркой обратной стороны в ответственных изделиях рекомендуется вырубить металл на глубину 2-3 мм, т.е. выбрать так называемую контрольную канавку, которая затем перекрывается подварочным или контрольным валиком (Рис 6). С наружной стороны сечение шва завершается усилением, величина которого в зависимости от толщины металла устанавливается в пределах 3-5 мм. На больших толщинах при многослойной сварке каждый слой отжигается при наложении последующего слоя, что улучшает структуру и механические свойства металла. Не подвергаются отжигу лишь усиление и контрольный или подварочный валик, что следует иметь в виду при металлографическом исследовании и механических испытаниях многослойных сварных швов.

Источники:

http://www.drevniymir.ru/zan079.html
http://studopedia.ru/20_37567_vibor-i-obosnovanie-vibora-metoda-sborki-shema-sborki-i-svarki.html
http://studbooks.net/1864885/tovarovedenie/primenenie_razlichnyh_metodov_sposobov_priemov_sborki_svarki_konstruktsiy_ekspluatatsionnymi_svoystvami

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector