Распределение учебных часов по

Реферат

.

.Ключевые слова: производства сварных конструкций заготовительного производства, сварочная оснастка, трубопроводы, емкости, рамные конструкции, контроль качества технико-экономических показателей.

На основании рабочей программы дисциплину производства сварных конструкций для специальностей 150202 в дипломном проекте представлен графический материал и его описание по разделам: заготовительное производство, сборочные операции в сварочном производстве, применение роботов, организация контроля качества сварных соединений, транспортные операции, проектирование цехов и участков сварочного производства, технологические приемы уменьшения и устранения сварочных напряжений и деформаций, технология изготовления негабаритных емкостей и сооружений, технология изготовления сосудов, работающих под давление, производство сварных труб и монтаж трубопроводов, производство корпусных конструкций, технология изготовления сварных деталей машин. В дипломном проекте в виде приема использования представленного материала представлено изготовление колонны строительных конструкций от заготовительных операций до контроля качества, включая разделы техники безопасности и технико-экономического расчета. Дипломный проект содержит видеоматериалы в объеме 11 мегабайт, записку на 116 страницах, 140 рисунков и 17 литературных источников.

Введение

Сварка относится к числу прогрессивных и быстро развивающихся технологий. На сегодняшний день сварка в значительной мере определяет общий технический уровень различных отраслей промышленности.

Современные сварочные технологии являются результатом глубоких теоретических исследований в области выделения и распределения теплоты при сварке, рационального проектирования сварных конструкций, возникновения сварочных напряжений и деформаций, статической и динамической прочности сварных соединений и конструкций, природы хрупкого разрушения и борьбы с ним, расплавления и кристаллизации сварочной ванны, взаимодействия металлической, шлаковой и газовой фазе в сварочной ванне при различных способах сварки, электросварочного оборудования, источников питания, сварочных материалов.

Дисциплина «Производство сварных конструкций» фактически является результирующей изучения целого ряда специальных курсов. При производстве должны быть учтены свойства свариваемого материала конструктивные особенности сварного изделия, условия его эксплуатации.

Особое значение для разработки технологии сборки и сварки конструкции имеет правильный выбор способа сварки, применения различных приспособлений и вспомогательного оборудования, которые зависят от особенностей конструкции и марки основного материала

Контроль качества сварных соединений и меры по снижению напряжений и деформаций напрямую влияют на конкурентоспособность продукции. Этот вопрос подробно рассмотрен с точки зрения микроструктуры сталей, состояния поставки деталей под сварку, применимости в различных случаях тех или иных способов контроля.

Выбор сварочного оборудования является одним из важнейших этапов проектирования. Актуальность этого вопроса особенно очевидна в современных условиях. Наличие большого числа фирм производителей оборудования, в том числе зарубежных, вызывает необходимость изучения рынка. Поэтому в рассматриваемом материале значительное место занимают вопросы расчета технико-экономических показателей. В реальных условиях производства затраты и окупаемость технологии выходят на первый план.

Предлагаемый материал позволяет не только усвоить дисциплину, но и готовит студентов старших курсов к дипломному проектированию.

Целью дипломного проекта является разработка пакета графического видео материала и текстового к нему пояснения в соответствии с рабочей программой дисциплины «Производство сварных конструкций».

В таблице 1 представлено распределение учебных часов дисциплины «Производство сварных конструкций» для специальности 150202. Представленный материал отражает практически весь изучаемый курс.

Распределение учебных часов по

Разделам и видам занятий

таблица 1

№ п/п	Раздел дисциплины	Лекции	Практич. занятия	Самост. работа
	Введение
	Заготовительные операции
	Сборочно-сварочные операции в сварочном производстве, применение роботов
	Организация контроля качества сварных соединений
	Транспортные операции
	Проектирование цехов и участков сварочного производства
	Технологические приёмы уменьшения и устранения сварочных напряжений и деформаций
	Технология производства балочных, рамных и решетчатых конструкций
	Технология изготовления негабаритных ёмкостей и сооружений
	Технология изготовления сосудов, работающих под давлением
	Производство сварных туб и монтаж трубопроводов
	Производство корпусных конструкций
	Технология изготовления сварных деталей машин
	Заключение
Итого

Разметка

Индивидуальная разметка трудоемка. На­метка более производительна, однако изготовление специ­альных наметочных шаблонов не всегда экономически це­лесообразно. Оптический метод позволяет вести размет­ку без шаблона по чертежу, проектируемому на размеча­емую поверхность.

Применение разметочно-маркировочных машин с пневмокернером обеспечивает скорость разметки до 10 м/мин при точности ± 1 мм и допускает использование програм­много управления. Использование приспособлений для мерной резки проката, а также газорезательных машин с масштабной фотокопировальной системой управления или программным управлением позволяет обходиться без раз­метки.

Резка и обработка кромок

Рез­ка листовых деталей с прямолинейными кромками из ме­талла толщиной до 40 мм, как правило, производится на гильотинных ножницах и пресс-нож­ницах. Разрезаемый лист заводится между ниж­ним и верхним ножами до упора и зажимается при­жимом. Верхний нож, нажимая на лист, производит скалывание. При длине отрезаемого элемента 1-4 м погрешность размера обычно составляет ± (2,0-3,0) мм при резке по разметке и ± (1,5-2,5) мм при резке по упору. Прямой рез со скосом кромки под сварку можно получить, используя специальные ножницы.

Разделительная термическая резка менее производи­тельна, чем резка на ножницах, но более универсальна и применяется для получения стальных заготовок как пря­молинейного, так и криволинейного очертания при широ­ком диапазоне толщин. Наряду с газопламенной кисло­родной резкой (рис.2,а)

Рис.2,а Способ газазопламенной кислородной резки

все шире применяют плазменно-дуговую резку (рис.2,б) струей плазмы между водоохлаждаемым электродом 2и изделием 1.

Рис.2,б Способ плазменно-дуговой резки

Этим спо­собом можно обрабатывать практически любые металлы и сплавы. Использование в качестве плазмообразующего. газа сжатого воздуха дает не только экономические, но и технологические преимущества, так как наряду с весь­ма высоким качеством реза обеспечивается значитель­ное повышение скорости резки, особенно при вырезке за­готовок из сталей малой и средней толщины (до 60 мм). Недостатком воздушно-плазменной резки является насы­щение поверхностного слоя кромок азотом, что способст­вует образованию пор при сварке. Поэтому зачастую необ­ходимо кромки подвергать механической обработке или зачистке стальной щеткой.

В последнее время расширяется применение лазерной резки (рис.2,в).

Рис.2,в Способ лазерной резки

Большей мощностью обладают газовые технологические лазеры непрерывного действия. В активной зоне Агазово­го квантового генератора 5 между зеркалом 6 и полупроз­рачным зеркалом 4получают монохроматическое коге­рентное излучение электромагнитных волн, которое нап­равляют зеркалом 3 и фокусируют оптической системой 2 на поверхность разрезаемого изделия 1. Преимущества лазерной резки — чрезвычайно малая ширина реза (доли миллиметров), возможность резки материала малой тол­щины (от 0,05 мм).

Для резки профильного металла применяют иногда электроконтактную резку (рис.2,г).

Рис.2,г Электроконтактная резка

Резка происходит в результате возникновения периодических электричес­ких разрядов между разрезаемой деталью 3 и вращающим­ся электродом 2,присоединенным к источнику питания 1. Метод эффективен при резке труднообрабатываемых ма­териалов.

Ручную и полуавтоматическую резку листов произво­дят обычно по разметке, автоматическую — с помощью копирных устройств (рис.3), по масштабному чертежу или на машинах с программным управлением.

На рис.3 представлены кинематические схемы газорезательных машин

Рис.3 Принципиальные кинематические схемы стационарных газорезательных машин с передаточными устройствами:

а-продольно-поперечным, б-параллелограммным, в-радиально-шарнирным

На рис.4 приведен пример портальной машины. Ма­шина имеет портал 3, перемещающийся от привода 7 по рельсовому пути 1. На портале имеются два поворотных трехрезаковых блока 6 для скоса кромок под сварку и от­дельные машинные резаки 4, закрепленные на суппортах, перемещающихся поперек рельсового пути по направля­ющим 5. Управление движением резаков производят, используя фотокопировальную систему или программное устройство. Машины портального типа позволяют обраба­тывать листы 2толщиной до 100 мм с габаритами до 3200 X 16000 мм.

Рис.4 Схема портальной машины

Фотокопирование производится по копирному черте­жу (рис.5), выполненному в масштабе 1:10. Закреплен­ная на копировальной части машины фотоэлектрическая головка имеет в своем корпусе осветитель, создающий све­товое пятно на поверхности чертежа, перемеща­ющееся или прямолинейно, или по окружности относительно широкой или узкой линии чертежа.

Рис.5 Копирный чертеж

Для проведения процесса сварки выполняется разделка кромок. В зависимости от толщины металла и условий сварки разделки могут быть односторонними и двухсторонними (рис.6).

Рис.6 Образцы резов с односторонним и двусторонним скосами кромок

Подготовка кромок под сварку (рис. 6) может производиться двумя резаками 1,2при одностороннем скосе с притуплением и тремя резаками 1,2,3при двусто­роннем скосе (рис. 7).

Рис.7 Одновременная резка и разделка кромок под сварку тремя резаками

Гибка

Холодную гибку листовых элементов толщиной до 60 мм для получения цилиндри­ческих и конических поверхностей осуществляют на листо­гибочных вальцах с валками длиной до 13 м. При вальцов­ке в холодном состоянии отношение радиуса изгиба к тол­щине листа ограничивают допустимой величиной создава­емой пластической деформации. Так, если для низкоуглеродистых и низколегированных сталей это отношение ока­зывается меньше 25, то обычно вальцовку рекомендуют производить в горячем состоянии.

Гнутые профили экономичнее профилей проката. Их применение дает большую экономию металла. Поэтому гнутые профили широко используют в различных конст­рукциях, вагоностроении, автомобилестроении и других отраслях промышленности.

Гофрирование (рис.8) повышает жесткость листов. При гофрировании гибкой (рис. 8, а) поперечные кромки листов теряют плоскую форму, что затрудняет присоеди­нение их к другим элементам конструкции. При гофриро­вании штамповкой, если выступы на поверхности листов получают вытяжкой, кромки остаются плоскими (рис.8,6).

Рис.8. Гнутые профили

При гибке труб и профилей иногда возникают трудности, связанные с нарушением формы поперечного сечения. В этом случае целесообразно использовать специальные гибочные станки с индукционным нагревом непрерывно перемещаемой и изгибаемой заготовки.

На рис.9 показан трубогибочный станок с индукционным нагревом трубы, содержащий следующие основные узлы: механизм продольной подачи 1, каретку зажима 2, устройства 3 и 5 для поддержания трубы, ме­ханизм 6 перемещения нажимного ролика, трансформа­тор 4 с индуктором.

Рис.9 Трубогибочный станок модели 625 с индукционным нагревом

CБОРОЧНО-СВАРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ

РОБОТЫ

Кинематические схемы

Поточ­ные методы обеспечивают высокую производительность и проще поддаются автоматизации. Однако поточные методы применимы к серийному производству, доля которого при изготовлении сварных изделий невелика. Кроме того, оснащение автоматических линий требует создания специального оборудования, проектирование и изготов­ление которого занимают много времени и трудно под­даются модернизации при изменении выпускаемого из­делия.

Развитие робототехники обещает более универсальный путь автоматизации, включая и мелкосерийное производ­ство, потому что при смене изготавливаемой детали мож­но использовать тот же робот, изменив программу его работы. Применение роботов позволит повысить качест­во изделий, освободить человека от однородной, утомительной работы, перейти на трехсменную работу. Хотя создание роботов и их серийное производство также требуют больших усилий, однако здесь нет такого разнообразия, как при создании специальных агрегатов автоматических линий. Робототехника, по-видимому, станет, основным направлением развития автоматизации сварочного производства и экономии живого труда.

Наиболее просто роботизации поддаются сборка и сварка узлов с нахлесточными соединениями, свариваемыми контактной сваркой, сложнее — с тавровыми и угловыми соединениями, выполняемыми дуговой сваркой, и еще сложнее — со стыковыми соединениями, выполняемыми дуговой сваркой. Использование роботов при сварке предъявляет специфические требования к технологии изготовления, порядку сборки и сварки, а так же требует создания оснастки, обеспечивающей стабильность положения линии сопряжения свариваемых элементов. Возможности использования промышленных роботов в технологических процессах определяются размерами и формой рабочего пространства, точностью позиционирования, скоростью перемещения, числом степеней подвижности, особенностями управления и др. В таблице 1. даны условные обозначения характерных элементов кинематических схем промышленных роботов. Число степеней подвижности характеризует возможности позиционирования рабочего органа. Для перемещения неориентированных в пространстве предметов достаточно трех степеней подвижности, а для полной пространственной ориентации — шести. Для выполнения сварных швов дуговой сваркой в общем случае необходимо иметь пять степеней подвижности сварочного инструмента.

Звено
Неподвижное закрепление звена
Цилиндрическое соединение звеньев
Жесткое соединение звеньев
Подвижное соединение с перемещение вдоль прямолинейных направляющих
Винтовое подвижное соединение
Плоское шарнирное соединение
Шаровой шарнир с пальцем
Шаровой шарнир
Захватное устройство с зажимными элементами: подвижными неподвижными

Таблица 1. Условные обозначения элементов структурных кинематических схем промышленных роботов

Обычно три степени подвижности обеспечивает базовый механизм робота ( таблица 2), а еще две степени добавляет механическое устройство: кисть работа, на которой крепится сварочная головка; клещи для контактной сварки или захват.

Базовый механизм робота может быть выполнен в прямоугольной, цилиндрической, сферической и ангулярной (антропоморфной) системах координат (таблица 2). Система координат базового механизма определяет конфигурацию и габариты рабочего пространства робота, в пределах которого возможно управляемое перемещение исполнительного органа робота.

прямоугольная
цилиндрическая
сферическая
ангулярная

Таблица 2 Основные схемы базовых механизмов роботов

Сварочный робот "Asea I Rb-6" (Швеция) (рис.13,а), выполненный в ангулярной системе координат, применя­ется как для дуговой, так и для контактной точечной сварки в зависимости оттого, что прикреплено к руке робота: сварочная горелка или клещи для контактной сварки. Для перемещения рабочего инструмента исполь­зуются мотор-редукторы 2, 4, 17и 20.Применение эле­ктропривода в сочетании с жесткой механической конст­рукцией обеспечивает малую погрешность позициониро­вания (± 0,2 мм). Поворот руки вокруг вертикальной оси осуществляется от мотор-редуктора 2, установлен­ного на основании 1,через волновую беззазорную пере­дачу 3,выходное колесо которой связано с поворотным корпусом 5.Мотор-редуктор 4через шариковую винтовую пару 6поворачивает тягу 7, образующую со звеньями 9, 10и 12шарнирный параллелограмм, обеспечивающий поворот звена 12вокруг оси кривошипа 13.Наклон звена 10 обеспечивается мотор-редуктором 20,движение от ко­торого через шариковую винтовую пару 18 подается на кривошип 19.Для разгрузки приводов предусмотрен урав­новешивающий груз 8.Внутри звеньев руки размещены тяги 11и14и система кривошипов 13, 15и 19, образую­щих систему передач, которые обеспечивают повороты ра­бочего инструмента вокруг оси I (кривошипом 15)и на угол а(беззазорной конической передачей 16).Движения звеньев по всем степеням подвижности контролируются датчиками положения. Система управления — позиционная.

Робот (рис.13,б) для дуговой сварки фирмы "Shin Meiwa" (Япония), имеющий сварочную горелку и механизм подачи электродной проволоки, расположенный на устрой­стве горизонтального перемещения горелки по оси у, имеет базовый механизм, выполненный в прямоугольной систе­ме координат.

Рис.13а, Сварочный робот “Asea I Rb-6” б, сварочный робот “Shin Meiwa”

БАЛКИ

Типы поперечных сечений и размеры сварных балок весьма разнообразны. Если нагрузка приложена в верти­кальной плоскости, чаще всего используют балки дву­таврового сечения. При приложении нагрузки в верти­кальной и горизонтальной плоскостях, а также при дей­ствии крутящего момента более целесообразно исполь­зование балок коробчатого сечения.

Мостовые краны

Для конструкций крановых мостов малой и средней грузоподъемности ха­рактерны два типа. Мосты первого типа состоят из двух коробчатых пространственно-жестких балок объединенных по концам концевыми балками, в кото­рых устанавливают ходовые колеса. В мостах второго типа каждая половина несущей конструкции пред­ставляет собой пространственную систему, составленную из двух вертикальных и двух горизонтальных ферм. Вертикальная ферма является главной, на ее верхнем поясе располагают рельс. Вспомогательная ферма соединяется с главной горизонтальными ферма­ми. Все элементы половины моста приводятся к пространственно-жесткой системе при помощи раскосов. Схема движений мостового крана и тележки показана на рис.21.

Рис.21. Схема движений мостового крана

В настоящее время основной конструктивной фор­мой главных балок считают коробчатое сечение с сим­метрично расположенным рельсом (рис.22). По сравнению с ферменной конструкцией она несколько тяжелее, но более технологична.

Рис.22. Рабочий чертеж главной балки кранового моста. Q=50/10т, L=22,5м

Стропильные фермы

Стропильные фермы изготов­ляют трех основных типов: с параллельными поясами (рис.23,а, б),полигональные (рис.23,в) и тре­угольные (рис.23,г).

Рис.23. Схемы ферм

Крепление ферм к колоннам пока­зано на рис. 24, а, б, в.Такие фермы можно применять для перекрытия любых пролетов. Унифицированные фермы имеют пролеты 18, 24, 30 и 36м.

Рис.24. Крепление ферм к колоннам.

Работают стропильные фермы при статической наг­рузке. В качестве стержней используют главным образом прокатные и в меньшей степени гнутые замкнутые свар­ные профили и трубы. В общем объеме производства око­ло 90% составляют фермы из парных прокатных угол­ков. Стержни в узлах соединяют или непосредственно, или с помощью вспомогательных элементов главным образом дуговой сваркой. Перспективным является при­менение точечной контактной сварки.

При сборке ферм особое внимание уделяют правиль­ному центрированию стержней в узлах (рис.25), предот­вращающему появление изгибающих моментов, не уч­тенных расчетом. В случае составных элементов их сов­местная работа обеспечивается постановкой прокладок (рис.26) на расстоянии ℓ, равном 40 радиусам инерции сечения для сжатых стержней или 80 радиусам инерции для растянутых.

Конструкции стропильных ферм с поясами из ши­рокополочных тавров по сравнению с типовыми ферма­ми из уголков получаются легче при меньшей трудоем­кости и стоимости. Снижение массы фермы достигается в основном благодаря существенному уменьшению размеров узловых косынок, а также из-за отсутствия косынок в узлах крепления стоек к верхним поясам и исключе­ния прокладок в поясах ферм (рис.27,а).Иногда уда­ется крепить решетку непосредственно к поясу без ко­сынок (рис. 27, б).Вэтом узле элементы прикреплены к верхнему поясу эксцентрично. Такая расцентровка в данном случае допустима благодаря малым усилиям в примыкающих раскосах и недонапряжения мощного верхнего пояса этой панели. Трудоемкость при изготов­лении фермы с поясами из тавров снижается вследст­вие уменьшения числа деталей и сокращения длины свар­ных швов.

Целесообразно, чтобы конструкция узлов стропиль­ных ферм с поясами из тавров и решеткой из парных уголков позволяла полностью расчленить операции: сна­чала сборка, затем сварка. Концы уголков раскоса ре­комендуется смещать для этой цели вдоль оси раско­са на расстояния а1, а2, а3(рис.27,а)относительно пар­ных им уголков, располагаемых с другой стороны ко­сынки так, чтобы разделка стыкового шва, приварива­ющего узловую косынку к стенке поясного тавра, ока­залась доступной для сварки после сборки. При этом подварку корня стыкового шва с противоположной сто­роны выполняют только на участках, свободных от угол­ков раскоса.

Уменьшить массу фермы позволяет использование трубчатых профилей. Однако для труб круглого сече­ния непосредственное соединение в узле получается весь­ма трудоемким (рис.28). Иногда концы труб относитель­но небольших диаметров сплющивают, что упрощает их соединение в узлах дуговой сваркой. Значительно про­ще оказывается соединение в узлах труб прямоугольно­го или квадратного сечения.

Изготовление ферм

На рис. 29 показана схема кондуктора, смонтирован­ного на базе сборочной плиты. По разметке геометричес­кой схемы фермы в соответствии с чертежом настройки кондуктора устанавливают и прихватывают фиксаторы 1, 7 опорного узла, опоры 2, 4 уголков, фиксаторы 3 поясов, фиксаторы 5, б косынок.

Рис.29. Сборка фермы в кондукторе

При использовании универсальных сборных сборочных приспособлений (УССП) кондуктор собирают на базе плиты с Т-образными пазами (рис.30) , набранной из отдель­ных секций. Номера на схеме фермы соответствуют но­мерам под рисунками узлов приспособлений. Регулиру­емые опоры обеспечивают фиксацию деталей в горизон­тальной плоскости; регулировка по высоте осуществля­ется при помощи резьбы, фиксация - через отверстия в де­тали при помощи пробки. Детали, не имеющие отверстий, устанавливают по упорам, уголки закрепляют зажимами. Сборка заключается в последовательной установке де­талей фермы в кондуктор и соединении их прихватками. Поджимают детали перед прихваткой с помощью инвентар­ных сборочных приспособлений: эксцентриковых зажи­мов, струбцин, вилок или переносной пневмогидравлической струбциной.

Рис.30. Кондуктор для ферм с применением универсально-сборочных приспособлений

Использованию механизированных поточных методов при изготовлении ферм препятствует не только разнооб­разие типоразмеров и ограниченное число изделий в се­рии, но и малая технологичность типовых конструктив­ных решений. Большое число деталей, составляющих фер­му, усложняет сборочную операцию, приводит к необхо­димости выполнения множества дуговых швов, различ­ным образом ориентированных в пространстве, и тре­бует кантовки собранного изделия при сварке.

Эффективным способом, облегчающим создание ав­томатизированного производства по изготовлению ре­шетчатых конструкций, является контактно-дуговая то­чечная сварка. Сквозное проплавление элементов сум­марной толщиной 20-40мм без образования отверстия при этом способе обеспечивается предварительным их нагревом между электродами контактной машины. Это позволяет визуально контролировать качество выполнен­ных соединений. Достоинством метода является также возможность резкого сокращения числа деталей путем выполнения бескосыночных соединений и исключение кантовки фермы, поскольку сварку производят с одной стороны.

Сооружение кожуха домны

Кожух домны сооружают из листовых элементов толщиной 40-60мм. Листы, прошедшие заготовительные операции, перед отправкой с завода попарно сваривают под флюсом по длинной кромке. Длинная кромка листа располагает­ся или по образующей (рис.56,а),или в окружном направ­лении (рис.56,6).Расположение по образующей является предпочтительным, так как в этом случае все монтажные швы блока прямолинейны, однотипны и удобны для сбор­ки и электрошлаковой сварки. Увеличение размеров и массы монтажных блоков позволяет сократить объем мон­тажных сварочных работ на высоте.

Рис.56. Схемы раскроя монтажного блока

Схема раскроя и разбивки на монтажные блоки кожу­ха доменной печи объемом 5000м³ показана на рис.57. Монтажные блоки собирают внизу на монтажной площад­ке (рис.58). Одновременная сборка нескольких блоков (рис.59) улучшает использование кранового оборудования и сокращает сроки монтажа домны. Собранные блоки II-X (рис.57) краном поднимают на проектную отметку (рис.60), где с помощью сборочных прокладок 1и клинь­ев 2 и 3стыкуют с предшествующим блоком. Сварку монтажных горизонтальных швов выполняют полуавтома­тами в СО2 с внутренней стороны кожуха и ручной дуго­вой сваркой с наружной стороны.

Рис.57. Раскрой и разбивка на монтажные блоки кожуха домны объемом 5000 м³

Рис.58 Схема сборки монтажного блока

Рис. 59 Сборка отдельных блоков на монтажной площадке

Рис.60 Подъем и установка блока.

Цементные печи

При изготовлении кор­пуса цементной печи (рис.61) характер членения всей кон­струкции на отдельные транспортные элементы определя­ется прежде всего способом их доставки на место монта­жа. Железнодорожным транспортом обечайки корпуса поставляются или по частям на обычной платформе, или целыми обечайками длиной 2м с исполь­зованием колодцевых платформ.Перевозка обечаек большой длины возможна только автомобильным или водным транспортом. Заполнение разделки кольцевых стыков произво­дится автоматической сваркой под флюсом с двух сторон с использованием роликового стенда (рис.62) или меха­низма вращения печи на опорных роликах (см. рис. 61).

Рис.61 Расчленение печи на укрупненные монтажные блоки

Рис. 62. Роликовый стенд для сварки кольцевых и продольных швов на монтаже

Тонкостенные сосуды

Сосуды, работающие под давлением, обычно изготовляют в форме цилиндра (рис. 63,6), тора (рис. 63,в) или сферы (рис. 63,а). Характерными для сосудов являются стыко­вые соединения. Обечайки сваривают прямолинейными продольными швами. Кольцевыми швами соединяют сферические донышки и обечайки, круговыми швами вваривают штуцера в сферические, цилиндрические и торовые элементы.

Рис.63 Типы сосудов давления

Тонкостенные сосуды (толщиной до 7мм) изготовля­ют как из низкоуглеродистых и низколегированных ста­лей низкой и средней прочности, так и из сталей высоко­прочных и особопрочных, сплавов титана, алюминия, маг­ния, применяя сварку в защитных газах.

Примеры конструктивного оформления стыковых сое­динений показаны на рис.64. Соединение без подкладки (рис.64,а) является основным, но представляет трудности для сборки и сварки с полным проплавлением. Соединения с остающейся подкладкой (рис. 64,6)позволяют упростить сборку и сварку кольцевого шва, но применимы лишь для сталей низкой и средней прочности, которые обладают хо­рошей свариваемостью и малой чувствительностью к кон­центраторам напряжений. Соединение с местным утолще­нием стенки в зоне шва (рис.64,в) используют в случае необходимости компенсировать разупрочнение основного металла в зоне соединения.

Рис.64 Конструктивное оформление кольцевых стыков

Примеры конструкций сварных сосудов показаны на рис.65-67. Корпус фильтра (рис. 65) имеет тонкостенную оболочку и жесткий фланец. Такая конструкция позволяет выполнять сборку и сварку кольцевого шва между обе­чайкой и донышком на разжимной оправке. В замкнутой конструкции баллона для газа (рис.67) подобный прием неприменим. Поэтому для удобства сборки и сварки коль­цевых швов используют остающиеся подкладки. В кон­струкции сферического сосуда из титанового сплава (рис. 66) применяют для повышения надежности работы кольцевых швов утолщение кромок в зоне сварного шва.

Рис.65,а-Корпус фильтра б-Сферический сосуд из титанового сплава

Рис.66 баллон для газа

На рис.67,а-впоказаны примеры конструктивного оформления соединений штуцера с оболочкой тонкостен­ного сосуда.

Рис.67 Варианты соединения штуцера с оболочкой

На рис.68 показано по­перечное сечение приспособления для прижима кромок. Кромки обечайки прижимаются к ложементу 2 с подклад­кой 3клавишными прижимами 1, закрепленными на бал­ках 5. Давление на клавиши передается пневмошлангами 4.Установка и прижатие кромок обечайки производят­ся в такой последовательности.

Рис.68. Приспособление для прижима кромок продольного шва

Поворотом эксцентрико­вого валика 1(рис.69) из прокладки выдвига­ются фиксаторы 2, после чего до упора в них справа заво­дится первая кромка и зажимается подачей воздуха в шланг. Затем фиксаторы убирают, вторую кромку подают до упора в зажатую первую и зажимают своими прижима­ми. Таким образом достигается точная установка сваривае­мого стыка по оси подкладки.

Рис. 69 Работа устройства ориентирования кромок продольного шва

Толстостенные сосуды

При изготовлении толстостенных сосудов (свыше 40мм) широ­ко используют электрошлаковую сварку, обеспечиваю­щую проплавление всего сечения заодин проход. При этом продольные швы толстостенных обечаек в большин­стве случаев выполняют электрошлаковой сваркой, тогда как кольцевые швы часто выполняют многослойной свар­кой под флюсом. Разделка кромок при многослойной свар­ке показана на рис.82, а, б и 83, а, б.

Рис.82. Разделка кромок продольного стыка под многослойную сварку

Рис.83. Разделка кромок кольцевого стыка под многослойную сварку

На рис.84 и 85 даны примеры сосудов с толщиной стенки 100-150мм. Отдельные обечайки изготовляют из листа путем горячей вальцовки или гибки на прессах. В зависимости от раз­меров сосудов листовую заготовку гнут в нагретом состоя­нии вдоль длинной или вдоль короткой стороны листа. Первый прием является предпочтительным, так как позво­ляет уменьшить число более трудоемких кольцевых швов.