3.2. Сборка и подготовка к сварке

Сборка под сварку деталей важная и ответственная операция от которой зависит качество готового изделия. Некачественная сборка может привезти к дефектам которые не возможно будет исправить. Это размеры и форма готового изделия, размеры швов. Некачественная сборка может привезти к непроварам и прожогам если не выдержан правильный зазор между деталями. Поэтому к процессу сборки соединяемых деталей нужно относиться крайне ответственно соблюдая все нормируемые параметры этого процесса, которые мы рассмотрим далее.

Сварка – последний этап монтажа металлоконструкций. Процесс подготовки металла под сварку включает в себя несколько технологических операций. Сначала заготовки выкраивают из проката, придают им окончательную форму, изгибают под нужным углом. Для получения прочных соединений, однородных по структуре, во время подготовки деталей с поверхности удаляют окислы. Температура плавления оксидов обычно выше, чем у сплава. Если не снять верхнюю пленку, сложно будет сформировать ванну расплава.

Немаловажный этап подготовки – укладка заготовок будущей конструкции. Их надежно фиксируют, только затем приступают к сварке. В небольшом обзоре рассказывается об особенностях каждого из этапов подготовки деталей к работе.

Сборка корпусных
конструкций под сварку представляет
собой процесс установки деталей и узлов
в определенной последовательности
соблюдением взаимного положения и
закрепления их между собой для выполнения
сварки в соответствии с принятой
технологией.

Для
получения сварки хорошего качества к
собранному соединению должны предъявляться
следующие требования:

• соответствие
  формы разделки кромок требованиям
  чертежа или техническим условиям на
  сварку
• высокая
  степень чистоты свариваемых кромок и
  прилегающих к ним поверхностей и
  отсутствие на них заусенцев, местных
  неровностей и вырывов
• соответствие
  величин сварочных зазоров требованиям
  чертежа и процессу сварки
• отсутствие
  разностенности стыкуемых кромок
  (смещение их относительно друг друга)
• соответствие
  размеров и положения прихваток или
  других скрепляющих элементов требованиям
  процесса сварки
• однородность
  материала прихваток и сварного соединения
• наличие
  технологических планок в начале и конце
  соединений (при автоматизированных
  способах сварки).

В
сварных конструкциях применяют стыковые,
тавровые и угловые соединения деталей
и элементов конструкций между собой.

До
начала сварочных работ любые соединения
резервуаров должны быть проконтролированы
и приняты под сварку по следующим
конструктивным и технологическим
критериям:

• геометрические
  параметры кромок элементов, подготовленных
  под сварку (величина угла скоса кромок,
  зазор в стыке, величина притупления,
  смещение кромок), должны укладываться
  в поле допусков, предусмотренных
  проектом;
• поверхность
  кромок, а также прилегающие к ним зоны
  шириной 20 мм должны быть зачищены от
  любых загрязнений;
• сборочные
  приспособления, закрепляющие кромки
  свариваемых элементов, должны обеспечивать
  достаточную прочность и жесткость,
  чтобы исключить чрезмерные усадку швов
  и перемещения свариваемых элементов.

Закрепление
кромок свариваемых элементов должно
выполняться преимущественно с помощью
сборочных приспособлений. При необходимости
постановки электроприхваток на монтажных
стыках стенки их рекомендуется располагать
с противоположной стороны от части
сечения шва, выполняемой первой. Размер
прихваток должен быть минимально
необходимым. При выполнении зачистки
корня шва такие прихватки удаляются.
Прихватки, выполняемые в угловых и
нахлесточных соединениях, можно
переплавлять только после их зашлифовки
и визуального контроля качества. При
этом такие прихватки должны выполняться
квалифицированными сварщиками. Приемку
сварных стыков под сварку осуществляет
руководитель сварочных работ, о чем
делается соответствующая запись в
журнале контроля качества монтажно-сварочных
работ.

Трудоемкость сборки деталей под сварку составляет около 30% от общей трудоемкости изготовления изделия. Для уменьшения времени сборки, а также для повышения ее точности применяют различные приспособления.

Сборка под сварку может выполняться следующими способами:

полная сборка изделия из всех входящих в него деталей с последующей сваркой всех швов;

поочередное присоединение деталей к уже сваренной части изделия – при невозможности применения первого способа;

предварительная сборка узлов, из которых состоит изделие, с последующей сборкой и сваркой изделия из собранных узлов; этот способ наиболее рационален, он применяется при изготовлении крупных и сложных конструкций (суда, вагоны, мосты и пр.).

Для сборки и сварки колонн, балок, стоек сложного сечения, а также листовых конструкций из стали толщиной более 8 мм применяют приспособления, допускающие некоторое перемещение элементов конструкции при усадке металла швов.

Приспособления могут быть предназначены только для сборки деталей под сварку или только для сварки уже собранных деталей. Применяют также и комбинированные сборочно-сварочные приспособления.

9. Сборочно-сварочные приспособления

Для сборки листовых конструкций удобны электромагнитные стенды, которые фиксируют положение кромок свариваемых листов (рис. 44). На электромагнитных стендах может производиться сборка и сварка листов толщиной до 15 мм. Недостаток подобного рода приспособлений – отрицательное влияние магнитного поля на сварочную дугу в процессе сварки.

Рис. 44. Магнитный стенд: 1 – электромагниты, 2 – свариваемые листы

При массовом изготовлении одинаковых конструкций применяют специализированные сборочные кондукторы с механизмами для зажатия деталей. В этих кондукторах производится сборка и прихватка деталей, затем изделие освобождается из кондуктора и подается на площадку или стенд для сварки.

Проверка точности сборки производится шаблонами и щупами (рис. 45).

Рис. 45. Инструмент для проверки качества сборки: а – угла раскрытия кромки, б – прямого угла, в – смещения листов, г – зазора между листами при сварке внахлестку, д – зазора при сварке втавр и встык

Собранные узлы или детали соединяют прихватками. Сварочные прихватки представляют собой короткие швы с поперечным сечением до 1/3 поперечного сечения полного шва. Длина прихватки от 20 до 100 мм в зависимости от толщины свариваемых листов и длины шва; расстояние между прихватками в зависимости от длины швов – 500 1000 мм. Прихватки выполняют теми же электродами, что и сварку изделия.

Прихватки препятствуют перемещению деталей, что может привести к трещинам в прихватках при охлаждении. Чем больше толщина свариваемых листов, тем больше растягивающая усадочная сила в прихватках и больше возможность образования трещин. Поэтому сборку на сварочных прихватках применяют для конструкции из листов небольшой толщины (до 6 – 8 мм). При значительной толщине листов необходимо обеспечить податливость деталей, например, осуществлять сборку на гребенках (эластичные прихватки) и сборку изделия с гибкими деталями (решетчатые фермы, узлы судов с перегородками и др.).

3.2.1. Изготовление
сварных металлоконструкций должно
производиться на основе разработанного
технологического процесса сборки и
сварки этих конструкций.

3.2.2. При сборке под
сварку должна быть обеспечена точность
сборки деталей в пределах размеров и
допусков, установленных рабочими
чертежами и настоящим стандартом.

Для обеспечения
требуемой точности сборки следует
применять специальные сборочно-сварочные
кондукторы и приспособления, которые
должны исключать возможность деформаций
и не затруднять выполнение сварочных
работ.

3.2.3. Приспособления,
применяемые при сборке под сварку,
должны периодически проверяться.
Периодичность и порядок проверки
устанавливаются предприятием-изготовителем.

3.2.4. Детали,
подаваемые на сборочные операции, должны
быть сухими, чистыми и выправленными.

Свариваемые кромки
и прилегающие к ним зоны металла шириной
не менее 20 мм перед сборкой должны быть
очищены от ржавчины, грязи, масла, влаги
и др. Свариваемые кромки отливок, кроме
того, должны быть очищены от окалины,
пригаров формовочной земли и пр. На
свариваемых кромках допускаются следы
ржавчины и окалина после прокатки.

При необходимости
непосредственно перед сваркой производятся
дополнительная очистка мест сварки и
удаление конденсационной влаги; элементы,
покрытые льдом, должны быть обогреты и
просушены; продукты очистки не должны
оставаться в зазорах между собранными
деталями.

Зачистку можно
производить способами, обеспечивающими
требуемое
качество.

3.2.5. Детали,
предназначенные для точечной сварки,
в местах соединения с двух сторон должны
быть очищены от окалины, коррозии и
загрязнений, а также покрытий,
препятствующих сварке.

3.2.6. При сборке
конструкций под сварку детали устанавливают
таким образом, чтобы обеспечить
возможность выполнения сварных швов
преимущественно в нижнем положении.

3.2.7. При сборке
конструкций под сварку между свариваемыми
деталями необходимо обеспечивать зазоры
всех типов сварных
соединений:

3.2.8. Местные
повышенные зазоры должны быть устранены
до начала общей сварки соединения. Если
устранить зазоры поджатием деталей
невозможно, то одну из деталей необходимо
заменить на деталь, обеспечивающую
требуемый зазор под сварку, или разрешается
производить наплавку при длине зазора
не более 10 % общей длины шва и ширине не
более 0,6 наименьшей толщины свариваемых
деталей.

3.2.9. Заполнять
увеличенные зазоры кусками проволоки,
электродами, полосками тонколистового
металла и тому подобным не допускается.

Все местные уступы
и сосредоточенные неровности, имеющиеся
на деталях и препятствующие осуществлению
правильной сборки, должны быть обработаны.

3.2.10. Сборка под
сварку должна обеспечивать получение
отклонений от геометрических размеров,
формы и расположения поверхностей
металлоконструкций в готовой сборочной
единице не более величин, указанных в
чертежах, государственных стандартах
и технических условиях на конкретную
машину, а при отсутствии по табл. 7. При
этом суммарные допуски формы и расположения
металлоконструкции секций телескопических
стрел должны обеспечивать свободное
перемещение секций относительно друг
друга и при раздвинутой стреле не
превышать значений, указанных в чертежах,
а при их отсутствии по табл. 7. При этом
остаточные деформации в готовой сборочной
единице не должны превышать величин,
указанных в табл. 8.

3.2.11. Неуказанные
допуски формы и расположения поверхностей
в готовой сборочной единице должны
соответствовать квалитету 16 ГОСТ 25069.

3.2.12. Предельные
отклонения линейных размеров готовых
сборочных единиц должны соответствовать
16 квалитету и классу точности «грубый»
ГОСТ 25670.

3.2.13. При сборке
деталей под сварку допускаются следующие
отклонения от проектного взаимного
расположения собираемых деталей.

смещение свариваемых
кромок относительно друг друга при
толщине стыкуемых деталей не более 4 мм
— 0,5 мм;

при толщине 4—10
мм — 1 мм; при толщине свыше 10 мм — 0,1
толщины стыкуемых деталей, но не более
3 мм (рис. 5);

уступ кромок в
плоскости соединения для полок и других
свободных по ширине деталей –
не более 3 мм для деталей шириной до 400
мм и не более 4 мм для деталей шириной
более 400 мм (рис. 6);

уступ кромок в
соединениях замкнутого контура –
не более 2 мм по всему периметру (рис.
7).

3.2.14. Прихватка
элементов сварных соединений при сборке
должна выполняться сварщиком той же
квалификации, что и при сварке, и с
использованием тех же сварочных
материалов. Если прихватка и сварка
соединений выполняются различными
видами сварки (например, прихватка
вручную, а сварка автоматами или
полуавтоматами),
то сварочные
материалы могут отличаться.

Рис.6

Рис.7

Прихватка расчетных
элементов сварочных несущих
металлоконструкций должна выполняться
сварщиками, аттестованными в соответствии
с Правилами аттестации сварщиков
Госгортехнадзора и имеющими удостоверение.

3.2.15. Прихватки
необходимо размещать в местах расположения
сварных швов.

Количество и
размеры прихваток, а также последовательность
их наложения определяются технологическим
процессом изготовления.

При наложении швов
проектного сечения прихватки должны
переплавляться.

Разрешается
наложение прихваток вне мест расположения
швов для временного скрепления деталей,
если они не создают дополнительных
концентратов напряжения в соответствующих
элементах
металлоконструкций. В дальнейшем эти
прихватки должны быть удалены, а места
их размещения зачищены.

3.2.16. По окончании
сборочных работ швы прихваток и места
под сварку должны быть зачищены от
шлака, окалины, брызг.

Прихватки, имеющие
дефекты, должны быть удалены и выполнены
вновь.

3.2.17. При сборке
под сварку в начале и конце стыковых
швов должны, как правило, устанавливаться
выводные планки. Необходимость установки
выводных планок и их размеры, которые
должны быть не менее а
= 60 мм, b
= 80 мм (рис. 9), определяются технологическим
процессом изготовления. Выводные планки
должны иметь такую же разделку, как и
свариваемые детали.

Выводные планки
должны быть установлены в одной плоскости
со свариваемыми деталями и плотно
прилегать к их зачищенным кромкам.
Допуски на точность установки выводных
планок такие же, как и при сборке деталей
под сварку.

3.2.18. Для защиты
металла от сварочных брызг рекомендуется
использовать жидкий концентрат
лигносульфоната марки ЛСТ по ТУ
13-0281036-05-89 или другие защитные средства
с аналогичными свойствами, не влияющие
на качество сварки. Лигносульфонат
технический разбавляется в горячей
воде температурой 50—60 °С в отношении
1:4 по массе или 1:5 по объему. Полученная
жидкость наносится на поверхность
свариваемых изделий тонким слоем на
ширине 100—150 мл с обеих сторон шва за
1—2 часа до начала сварки.

Детали, на которые
наносится защитное покрытие, должны
быть очищены от масла, эмульсий и других
жировых веществ.

При подготовке
изделий к окраске после сварки
дополнительной операции по удалению
остатков покрытия лигносульфоната
технического не требуется.

3.2.19. Собранные под
сварку металлоконструкции и отдельные
составные части, подлежащие сварке,
должны быть предъявлены ОТК. Принятые
металлоконструкции и составные части
должны иметь условное обозначение или
промежуточное клеймо ОТК, свидетельствующее
о разрешении выполнять последующие
операции.

3.2.20. При транспортировке
и кантовке собранных под сварку
металлоконструкций или отдельных
составных частей должны быть приняты
меры, обеспечивающие сохранение
геометрических форм и размеров, заданных
при сборке.

Подготовка кромок

Толстостенные заготовки без предварительной подготовки тщательно не проварить, жидкий металл будет растекаться по поверхности, не проникая в стык. Соединение получится хрупким, при небольшой нагрузке сломается. Немаловажный момент подготовки  – скругление острых краев. Необходимо сглаживать высоту металла 2 –3 мм в зависимости от толщины детали.

Подрезка кромок производится вручную, механически или с использованием горелок. Холодные технологии предпочтительнее, кромка получается ровнее. Тип и угол разделки зависит от применяемых расходников, вида сварочного оборудования. Размеры кромок указаны в соответствующих ГОСТах.

Цель подготовки кромок к сварке – обеспечить доступ к корню шва. У тонкостенных заготовок толщиной до 3 мм только выравнивают торцы. С зазором до 2 мм проваривают 4 мм детали, если они толще, швы делают с двух сторон. На кромках толстостенных деталей снимают фаску или делают скос. Для односторонней сварки стыки делают в виде буквы V или U, при двухсторонней – в форме Х или К. Величина угла сопряжения от 45 до 60°. Если сваривают детали разной толщины, срезают только толстостенную заготовку. Важно правильно выбрать угол скоса, от него зависит:

• глубина проварки металла;
• величина шовного валика;
• расход электродов или наплавочной проволоки.

Гибка

Существуют ограничения, связанные с хрупкостью металлов. Радиус сгиба должен превышать толщину профиля иди детали в 25 раз, иначе возможны растрескивания, надломы. С толстостенными заготовками холодным методом не справиться, применяются методы горячей деформации в условиях производства или кузни. Обработка кромок перед горячим деформированием не делается, детали доводят после гибки.

Добиться точного угла сгиба вручную сложно. Это – механизированный этап подготовки металла. Листовой прокат пропускают через гибочные вальцы, гибочные автоматы. Холодная гибка применяется после предварительной подготовки изделий под сварку: снятия кромок, разметки, рассверливания отверстий, если они есть в чертежах или нужны для сборки конструкции.

Толстые полосы последовательно пропускают через 3-валковые или 4-валковые станки. Для придания формы профилю применяют правильно-гибочные прессы.

Сборка деталей под сварку

Подготовленные заготовки нужно зафиксировать в определенном положении. Это касается плоских и объемных конструкций. Заготовки надежно скрепляют, чтобы избежать деформации при сварке.

Величина зазора зависит от линейного расширения сплава. При сборке деталей под сварку придерживаются нескольких правил:

• к рабочей зоне должен быть максимально свободный доступ;
• сопряжения укрепляют специальными приспособлениями так, чтобы исключить сдвиг;
• все повороты, изменения положения конструкции в пространстве сводятся к минимуму;
• сборка под сварку сложных конструкций осуществляется поэтапно;
• жесткую фиксацию обеспечивают прихватки на расстоянии 30–80 см друг от друга или беглый шов;
• полужесткую или временную – струбцина, магнитные уголки, клинья, планочные гребенки, другие приспособления;
• объемные связи закрепляют болтовыми соединениями.

Прихватка – небольшой шов длиной от 50 до 100 мм, производится расходными материалами, приготовленными для работы. Если используется защитная атмосфера, прихватки тоже делаются в облаке газа. Детали при подготовке желательно соединять с противоположной основному шву стороны. Если прихватки сделаны снаружи, перед сваркой их хорошо зачищают, снимают окалину и верхний оксидный слой. Удобно использовать специальное устройство для точечной сварки, в месте контакта образуется однородный слой.

При подготовке заготовок сложной геометрической формы вместо прихваток делается беглый шов, не превышающий по глубине половины основного. Он зачищается при обработке корня основного шва.

Сборка предусматривает непроизводительные расходы, потерю времени, сил. Однако от надежности положения заготовок зависит прочность металлоконструкции.

2 Сборка и сварка секций корпуса

На заводе суда
строят блочным и секционным методами
в зависимости от класса, главных
размерений, технической оснащённости
завода-строителя, серийности и масштабов
производства. Блочный метод применяют
при серийной постройке малых и средних
судов, а секционный – при постройке
судов любого класса при индивидуальном
и серийном производстве.

По
конструктивно-технологическим признакам
все секции корпуса судна подразделяют
на следующие группы: плоскостные без
погиби (переборки, платформы, плоские
палубы), плоскостные криволинейные
(днищевые без настила второго дна,
бортовые, палубные), объёмные (днищевые
с настилом второго дна, бортовые с
продольной переборкой, палубные секции
балкеров), секции оконечностей, секции
надстроек и рубок. Плоскостные и объёмные
секции собирают на плоских сборочных
стендах, используя их в качестве базовых
поверхностей плоские элементы, входящие
в их состав.

Полотна
секций, имеющих кривизну в одном
направлении при величине погиби не
более 1/50 её ширины, собирают на плоских
сборочных площадках или стендах с
флюсовыми подушками и сваривают с обеих
сторон. Необходимую погибь им придают,
прижимая к лекалам постели в процессе
сборки.

Собирают
и сваривают объёмные секции корпуса,
имеющие в своей конструкции плоские
сборочные базы (платформы, продольные
переборки и т.п.), как правило, на плоских
сборочных стендах. Для этого секции
разбивают на отдельные плоскостные и
объёмные узлы, собирают и сваривают
которые в зависимости от конструктивного
оформления в постелях или на сборочных
стендах. Для получения требуемых обводов
при формировании объёмных секций
поперечный набор собирают и сваривают
предварительно в замкнутые рамки, обводы
и размеры которых проверяют по плазовым
данным. При сборке деталей необходимо,
чтобы каждая деталь или узел опирались
на раннее установленные узлы, а не на
временные подкрепления. Листы наружной
обшивки при небольшой кривизне
предварительно сваривают в полотно.
Набор к наружной обшивке и другим
полотнам приваривают в нижнем положений,
для чего секцию в процессе сварки
кантуют. Объёмные днищевые секции с
криволинейными обводами наружной
обшивки, обжимают к лекалам и прихватывают
по стыкам и пазам. В нижнем положении
сваривают полотно сначала по стыкам, а
затем по пазам. На сваренном полотне
наружной обшивки размечают положение
продольного и поперечного набора,
устанавливают и приваривают междудонный
набор, проверяют положение междудонного
набора по высоте и при необходимости
подрубают выступающие кромки, устанавливают
настил второго дна с заранее приваренными
продольными рёбрами. Допускается через
вырез в поперечном наборе протягивать
продольные рёбра жёсткости, а затем
накрывать секцию полотном настила
второго дна. Для приварки набора к
настилу в нижнем положении секцию
снимают с постели и укладывают обшивкой
вверх; приваривают междудонный набор
к настилу и подваривают стыки и пазы
наружной обшивки. Секцию кантуют в
стапельное положение, устанавливают
по разметке и приваривают фундаменты
и детали насыщения. Объёмные днищевые
секции с криволинейными обводами
наружной обшивки при толщине металла
свыше 8-10 мм собирают и сваривают двумя
способами: при серийном постройке – на
плоских сборочных стендах , принимая
настил второго дна за базовую плоскость.
При сборке днищевых секций на настиле
второго дна сваренное полотно настила
укладывают на сборочный стенд, размечают
положение продольного и поперечного
набора, устанавливают и сваривают
междудонный набор (вертикальный киль,
стрингеры, продольные рёбра жёсткости
и флоры). Затем по шаблонам с плаза
проверяют положение свободных кромок
флоров, стрингеров и вертикального
киля, и при необходимости подрубают их,
укладывают листы наружной обшивки на
междудонный набор, закрепляют и сваривают
стыки и пазы полотна в нижнем положении.
После этого секцию кантуют, подваривают
швы и приваривают междудонный набор к
наружной обшивке. В последнюю очередь
устанавливают и приваривают детали
насыщения.

Нормируемые параметры сборки деталей под сварку

• Смещение кромок (Линейное смещение стыковых соединений);
• Зазор;
• Отклонение от прямолинейности (Угловое смещение);
• Требования к прихваткам (количество, длина, высота, место установки);
• Смещение продольных швов смежных сварных труб;
• Требования к приспособлениям, установке и снятию технологических креплений.

Линейное смещение кромок

Линейным смещением свариваемых кромок соединяемых листов или труб  называют смещение между двумя свариваемыми элементами, у которых поверхности параллельны, но расположены не в одной плоскости.

Допускаемое смещение кромок устанавливается нормативными документами (ПБ,ОСТ, СТО, РД).

Важно! Большое смещение  кромок может привести к непровару в корне сварного шва.

Зазор

Необходим для проплавления корня шва и формирования обратного валика.

Устанавливается стандартом на конструктивные элементы сварных соединений для различных способов сварки или отраслевыми нормативно техническими документами (ГОСТ, СТО, РД).

Сборка под сварку. Измерение зазора в соединении

Важно! При заниженном зазоре возможен непровар, при завышенном прожог.

Угловое смещение (перелом)

Угловым  смещением листов (труб) — называют смещение между двумя свариваемыми элементами, поверхности которых не параллельны и не находятся под заданным углом.

Допускаемое угловое смещение (отклонение от прямолинейности трубопроводов) устанавливается нормативными документами (ПБ, ОСТ, СТО, РД)

Угловое смещение труб, как правило, измеряют на расстоянии 200 мм. от стыка прикладыванием линейки длиной не менее 400 мм и измерением зазора.

Требование к прихваткам

Прихватки должны обеспечивать жесткость конструкции в процессе сварки за счет:

• количества;
• размеров (длины, высоты);
• равномерности расположения по длине шва.

Расположение прихваток при сборке

Прихватки не должны снижать качество сварного шва, поэтому:

• должны выполняться аттестованными сварщиками;
• должны располагаться на свариваемых кромках ( за исключением мест пересечения сварных швов);
• должны выполняться теми же сварочными материалами, что и корневой слой шва;
• должны зачищаться (или удаляться) для обеспечения формирования корневого слоя;
• не должны иметь дефектов. При появлении дефектов в прихватке (пор, трещин) необходимо работы приостановить до выяснения причин;

При недостаточной длине прихваток возможно их разрушение, при завышенной их длине будет большая поперечная усадка и уменьшение требуемого зазора, что приведет к непровару.

Смещение продольных швов сварных труб

Необходимо для исключения концентратора напряжений в месте перекрестия продольных и кольцевых швов.

Для магистральных и промысловых газопроводов смещение преграждает лавинообразное разрушение по сварному шву на переходе с одной трубы на другую.

Резка

Это обязательная процедура подготовки деталей, если сварка делается по чертежам. Для работы с металлом применяют различное оборудование:

• ручное (резак, ножницы по металлу), используется для простых геометрических форм из листового или ленточного проката;
• электроинструмент (пила, болгарка, дрель или шуруповерт с фрезой-насадкой);
• термическое (кислородный или газовый резак, дуговую сварку, плазмотрон), можно делать прямые и кривые резы.

Термическая резка состоит в расплавлении металла по заданному контуру. При поточном производстве используют полуавтоматы и автоматы.

При резке металла делают припуски для зачистки и разделки кромок. Раскрой ножницами – самый кропотливый и малопродуктивный. Сварщики чаще применяют термическую резку.

Разметка

Следующий этап подготовки деталей для сварки проводится вручную или с помощью специальных устройств. Самые простые приспособления – керн, металлическая линейка и штангенциркуль. Поверхность металла предварительно грунтуют, чтобы хорошо были видны риски. При поточном производстве делают шаблоны, их накладывают, обводят.

Различают понятия «наметка» и разметка. Первая – создание предварительного контура, вторая подразумевает кернение по всему периметру, маркировку. Наметка нужна при использовании шаблонов. Его сначала обводят чертилкой, а затем контур проходят керном. При ручной разметке сразу проводят кернение.

Размечать заготовки вручную сложно и долго. Подготовка и сборка заготовок с использованием оптической или мерной резки предпочтительнее. Для разметки металла созданы разметно-маркировочные автоматы, они работают на основе оптики по заданной программе. Керн движется быстро, размеченный листовой прокат выезжает из автомата со скоростью до 10 метров в минуту.

Этап разметки проводится вручную или с помощью специальных устройств

Требования к сборке трубопроводов газового оборудования

Смещение кромок. Допускаемое смещение кромок свариваемых труб не должно превышать величины 0,15S + 0,5 мм, где S — наименьшая из толщин стенок свариваемых труб.

Сварка стыков разнотолщинных труб или труб с соединительными деталями и патрубками арматуры допускается без специальной обработки кромок при толщине стенок менее 12,5 мм (если разность толщин не превышает 2,0 мм).

на надземных и внутренних газопроводах низкого давления допускается производить нахлесточные соединения «труба в трубу» размеров d 50×40, 40×32, 32×25, 25×20 мм.при условии:

— просвет между трубами, соединяемыми внахлест, не более 1—2 мм и равновелик по периметру;

— величина нахлеста по длине соединяемых труб не менее 3 см;

— на конце трубы меньшего диаметра выполняется фаска вовнутрь под углом не менее 45° на всю толщину стенки трубы;

Требования к смещению продольных швов

Сборку под сварку труб с односторонним продольным или спиральным швом производят со смещением швов в местах стыковки труб не менее чем на:

15 мм — для труб диаметром до 50 мм; 50 мм —от 50 до 100 мм; 100 мм диаметром св. 100 мм.

При сборке под сварку труб, у которых швы сварены с двух сторон, допускается не производить смещение швов при условии проверки места пересечения швов физическими методами.

Требования к сборке строительных конструкций

Требования к прихваткам. Прихватки необходимо располагать только в местах наложения сварных швов; Катет шва прихваток под ручную дуговую сварку угловых и тавровых соединений должен быть равен катету шва, установленному рабочей документацией. В этом случае прихватки последующей переплавке не подлежат. Катет шва прихваток под автоматическую и механизированную сварку должен быть 3—5 мм и при наложении основного шва прихватка должна быть переплавлена.

Прихватки должны располагаться равномерно длина прихваток должна быть не менее 50 мм и расстояние между ними не более 500 мм, а в конструкциях из стали с пределом текучести более 440 МПа длина прихваток должна быть не менее 100 мм, расстояние между прихватками не более 400 мм. Высота прихватки должна составлять 0,3—0,5 высоты будущего шва, но не менее 3 мм.

Количество прихваток на каждой детали — не менее двух;

Сварочные материалы для прихваток должны обеспечивать качество наплавленного металла, соответствующее качеству металла сварных швов по проектной документации;

Прихватки выполняют рабочие, имеющие право доступа к сварочным работам;

При сборке конструкций большой массы размеры и расстановку прихваток определяет технологическая документация с учетом усилий, возникающих при кантовке и транспортировании.

К качеству прихваток предъявляются такие же требования, как и к основному сварному шву.

https://youtube.com/watch?v=2wEQHYIHexU%3Ffeature%3Doembed

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом.

Способами
сварки без внешней защиты дуги и сваркой
под флюсом в народном хозяйстве страны
выполняется наибольший объем сварочных
и наплавочных работ.В сварке под слоем
флюса источником тепла является дуга,
горящая между электродом и основным
металлом. Дуга погружена под слой
гранулированного флюса. Непрерывно
подающийся флюс защищает основной
металл от окисления до его остывания.
Некоторая часть флюса плавится и образует
защитный шлак над сварной ванной. Для
удаления оставшегося после сварки флюса
используется вакуумный насос. Собранный
флюс используется повторно.(Рис.1)

Сварка
под слоем флюса в основном автоматический
или полуавтоматический процесс. Вид
автоматической сварки обеспечивает
высокую производительность (до 40 кг в
час) и качество сварного шва. Для этого
процесса следует правильно выбрать
напряжение и скорость подачи электрода.
Значение этих параметров должно
обеспечивать горение дуги под слоем
флюса, но в то же время на определенной
высоте над основным металлом.

При
автоматической сварке механизированы
все основные рабочие движения и операции:
возбуждение и поддержание горения дуги,
подача электрода, перемещение электрода
вдоль свариваемых кромок со скоростью
сварки, защита дуги и сварочной ванны
от действия воздуха (по необходимости),
колебательные движения электрода (по
необходимости), прекращение процесса
сварки и заварка кратера в конце шва и
пр. В связи с

этим
различают инструмент и приспособления
для ручной сварки, сварочный полуавтомат
или автомат (самоходная или подвесная
головка), станок и установку для
полуавтоматической или автоматической
сварки.

Сварочной
головкой называют механизм, подающий
электрод, возбуждающий и поддерживающий
горение дуги, а также прекращающий
процесс сварки. Закрепляемая неподвижно
сварочная головка называется подвесной.
Если в конструкции сварочной головки
предусмотрен механизм для ее перемещения
вдоль изделия, головка называется
самоходной. Головка может перемещаться
по специальному пути или непосредственно
по свариваемому изделию.

Подготовка труб под сварку

Подготовка фрагментов проводится так, чтобы исключить осевое смещение. Для подготовки нержавеющих и толстостенных труб нужны заводские условия. Марка стали влияет на глубину разделки торцов, угол снимаемой фаски

Трубы из углеродистой и низколегированной стали обрабатывают вручную холодным способом. Последовательность операций такая же, как при работе с плоскими деталями. Для резки используют несколько вариантов:

• делают раскрой ножницами по металлу;
• используют циркулярную пилу, насадку-фрезу или болгарку;
• применяют газовый резак.

Процесс подготовки металла к сварке заключается в обработке торцов, сглаживании кромок, снятии фасок, если стенка толще 3 мм.

https://youtube.com/watch?v=oHUgcMIFnwM%3Ffeature%3Doembed

Для любого вида сварки металл предварительно зачищают по всей окружности. Только для специальных электродов по ржавчине допускается варить металл без зачистки.

Требования к сборке магистральных трубопроводов

Смещение кромок. При сборке труб с одинаковой нормативной толщиной стенки смещение кромок допускается на величину до 20 % толщины стенки трубы, но не более 3 мм при дуговых методах сварки и не более 2 мм при стыковой сварке оплавлением.

Непосредственное соединение на трассе разнотолщинных труб одного и того же диаметра или труб с деталями (тройниками, переходами, днищами, отводами) допускается при следующих условиях:

• если разность толщин стенок стыкуемых труб или труб с деталями (максимальная из которых 12 мм и менее) не превышает 2,5 мм;
• если разность толщин стенок стыкуемых труб или труб с деталями (максимальная из которых более 12 мм) не превышает 3 мм.

Соединение труб или труб с деталями с большей разностью толщин стенок осуществляется путем вварки между стыкуемыми трубами или трубами с дeтaлями переходников или вставок промежуточной толщины, длина которых должна быть не менее 250 мм.

При разнотолщинности до 1,5 толщины допускается непосредственная сборка и сварка труб при специальной разделке кромок более толстой стенки трубы или детали.

Подварка изнутри корня шва разнотолщинных труб диаметром 1000 мм и более по всему периметру стыка обязательна. (п.4.5)

Требования к прихваткам. При сборке стыков на наружных центраторах количество прихваток, равномерно распределенных по периметру стыка, и их длина зависят от диаметра трубы и должны соответствовать:

Зачистка

Технология зачистки металла перед сваркой подразумевает снятие:

• ржавчины, чтобы избежать включений в диффузном слое;
• следов смазки, масла, органика снижает качество сварки;
• заусенцы, частички металла, они могут стать причиной брака;
• загрязнения, ухудшают структуру шва;
• оксидный слой, он препятствует образованию ванны расплава.

Для зачистки используют металлические щетки, наждачную бумагу, напильник, любые абразивные инструменты. Даже незначительные включения в ванне расплава приводят к браку. Для снятия оксидов, обезжиривания цветных металлов применяют химические вещества: всевозможные растворители, спирт, кислоту. Для работы с алюминием, цветными и высоколегированными сплавами, берут новую щетку, чтобы в ней не было микрочастичек углеродистой стали. На отливках перед сваркой удаляют литейную корку, на штампованных заготовках – слой окалины.

Требования к сборке технологических трубопроводов

Смещение кромок  по наружному диаметру разнотолщинных труб не должно превышать 30% от толщины тонкостенного элемента, но не более 5 мм.

Смещение кромок по внутреннему диаметру не должно превышать значений:

• 0,10 S, но не более 1мм — для трубопроводов Рy свыше 10 МПа (100 кгс/см2) и трубопроводов I категории, работающих при температуре ниже — 70°C ;
• 0,15 S,но не более 1мм — для трубопроводов II — V категорий.

Если смещение кромок превышает допустимое значение, то плавный переход в месте стыка должен быть обеспечен путем проточки конца трубы под углом не более 15°.

Для трубопроводов с Ру до 10 МПа (100 кгс/см2) допускается калибровка концов труб методом цилиндрической или конической раздачи.

Условное смещение. Отклонение от прямолинейности, замеренное линейкой длиной 400 мм в трех равномерно расположенных по периметру местах на расстоянии 200 мм от стыка, не должно превышать: 1,5 мм — для трубопроводов Рy свыше 10 МПа (100 кгс/см2) и трубопроводов I категории; 2,5 мм — для трубопроводов II — V категорий.

Требования к прихваткам. Количество прихваток для трубопроводов диаметром до 100мм-2шт.; 100-600мм.-3-4шт.; свыше 600мм.-через каждые 300-400мм.

Длина прихватки для трубопроводов диаметром до 600мм. 2,0 — 2,5 толщины стенки, но не менее 15 и не более 60мм. Свыше 600 мм.-50-70мм.

Высота прихватки для трубопроводов диаметром до 600мм.  0,4 — 0,5 толщины стенки при толщине стенки до 10 мм и 5 мм при толщине стенки от 10 мм и выше. Свыше 600 мм.  4-5мм.

Требования к приспособлениям и технологическим креплениям

Сборка осуществляется с помощью центраторов или привариваемых на расстоянии 50 — 70 мм. от торца труб временных технологических креплений. Технологические крепления изготовливаются из стали того же класса, что и свариваемые трубы. Для закаливающихся теплоустойчивых сталей технологические крепления могут быть изготовлены из углеродистых сталей.

При сборке стыков из аустенитных сталей с толщиной стенки трубы менее 8 мм, к сварным соединениям которых предъявляются требования стойкости к межкристаллитной коррозии, приварка технологических креплений не допускается.

При сборке труб и других элементов с продольными швами последние должны быть смещены относительно друг друга. Смещение должно быть не менее трехкратной толщины стенки свариваемых труб (элементов), но не менее 100 мм. При сборке труб и других элементов с условным диаметром 100 мм и менее продольные швы должны быть смещены относительно друг друга на величину, равную 1/4 окружности трубы (элемента).

Требования к сборке трубопроводов
котельного оборудования

Прихваточные швы должны быть равномерно расположены по периметру стыка. Не рекомендуется накладывать прихватки на потолочный участок стыка.

В стыках, собираемых без подкладных колец, число прихваток и их протяженность зависят от диаметра труб и должны соответствовать следующим нормам:

Высота прихваток должна быть равна:

при их выполнении ручной дуговой сваркой на стыках труб с толщиной стенки S = 3 мм и менее — толщине стенки трубы; с толщиной стенки более 3 до 10 мм — (0,6—0,7) S, но не менее 3 мм; с толщиной стенки более 10 мм — 5—6 мм;

Требования к временным технологическим креплениям

Временные технологические крепления должны быть изготовлены из стали того же структурного класса, что и собираемые детали;

подогрев свариваемых элементов должен осуществляться в соответствии с требованиями при сварке, при этом приварку креплений из углеродистых сталей к деталям из углеродистой и кремнемарганцовистой стали допускается выполнять без подогрева независимо от толщины свариваемых деталей;

нельзя приваривать временные технологические крепления к сварным швам и разделкам под сварные швы;

после выполнения сварного соединения (полностью или частично) временные технологические крепления должны быть удалены механическим путем или кислородной, плазменно-дуговой либо воздушно-дуговой резкой без углубления в основной металл с последующей обработкой этого места абразивным инструментом.

Правка и очистка

Деформации, полученные при транспортировке проката, устраняют вручную с помощью молотка или кувалды. Если не получается, применяют ручной пресс: заготовку укладывают между толстыми пластинами, с усилием сжимают, стягивая пластины между собой. Важно придать поверхности первоначальную форму, иначе возникнут внутренние напряжения, сварное соединение не получится прочным.

Небольшие искривления тонких заготовок устраняют на мягкой подложке, для исправления сложных дефектов применяются:

• листоправильные станки;
• всевозможные прессы, создающие высокое давление.

Очистка – еще один этап подготовки заготовок, подразумевает удаление грязи, пыли с поверхности металла, скопившейся за время транспортировки или хранения на складе. Для удаления стойких загрязнений бывает нужна вода. Старую краску с б/у металла счищают пескоструйными аппаратами или шлифовальным инструментом, шкуркой.