Сварка продольных швов обечаек


4.3 Выбор подготовки кромок под сварку продольного стыка обечайки

Рассчитаем коэффициент активности этих флюсов.

Коэффициент активности рассчитывается по формуле:

;

Где В – основность флюса.

Для флюса АН – 348 – А:

;

;

Следовательно, флюс АН – 348 – А – высокоактивный.

Для флюса АН-26 С:

;

.

Следовательно флюс АН-26 С – малоактивный.

Согласно рекомендациям ОСТ 26-291-94, для сварки основного слоя используется электродная проволока Св-08А.

Для механизированной сварки и наплавки углеродистых низколегированных сталей углеродистой и низколегированной сварочной проволокой флюс должен обеспечивать наиболее эффективное легирование металла шва кремнием и марганцем, которые связывают кислород, растворенный в металле и обеспечивать сохранение в металле шва требуемое соотношение Si и Mn. Этому требования отвечает высококремнистый флюс АН-348-А. Также положительное свойство высококремнистых марганцевых флюсов является высокая стойкость сварных швов против образования кристаллизационных трещин. Это обусловлено малым переходом серы из флюсов данного типа в металл шва и сравнительно сильным выгоранием углерода из металла сварочной ванны.

Так как сталь 12Х18Н10Т является высоколегированной, то флюс не должен оказывать окислительного воздействия на металл и легирующие элементы, вводимые в шов из основного металла и сварочной проволоки, то есть флюс должен иметь Аф = 0,3…0,1 – быть малоактивным. Согласно рекомендациям ОСТ 26.260.480-2003, для сварки переходного слоя и плакирующего сварного шва используется электродная проволока Св-07Х25Н12Г2Т и флюс АН-26с.

4.1 Сварка продольных и кольцевых стыков корпуса аппарата.

Сварку продольных и кольцевых стыков корпуса аппарата будем производить автоматической сваркой под флюсом на специальной установке У-416 (рисунок 29).Ее техническая характеристика приведена в таблице 15.

1 – обечайка; 2 – роликовый стенд; 3 – пневмоцилиндр флюсовой подушки; 4 – сварочный трактор; 5 – консольная балка (велобалкон); 6 – сварочный автомат; 7 – входная планка; 8 – выводная планка; 9 – концевой выключатель; 10 – велосипедная тележка; 11 – привод велосипедной тележки; 12 – привод велобалкона; 13 – флюсовый поджим.

Рисунок 29 – Установка У-416 для сварки продольных и кольцевых стыков аппарата

Таблица 15 – Техническая характеристика универсальной установки У-417 для сварки продольных и кольцевых швов цилиндрических изделий

Параметр

Величина

Размеры свариваемых изделий, мм:

диаметры

длины

толщины стенок

600..2500

1000…8000

5…35

Максимальный вес изделия, кг

11000

Диаметр электродной проволоки, мм

3…5

Номинальный сварочный ток при ПВ=60%, А

1200

Скорость роликового стенда, м/ч:

при сварке кольцевых швов

маршевая скорость

16…120

720

Скорость движения велотележки, м/ч

600

Скорость подъёма балкона велотележки, м/ч

120

Напряжение питающей трёхфазной сети, В

380

Давление воздуха в сети, атм

4…6

Расход воздуха, м3/ч

150

Габариты установки, мм

481034504350

Вес установки, кг

15350

Для установки выбираем сварочный трактор ТС-17М, техническая характеристика которого приведена в таблице 16.

Таблица 16 – Техническая характеристика сварочного трактора ТС-17М

Параметр

Величина

Напряжение питающей сети, В

380

Сварочный ток, А

200…1200

Диаметр электродной проволоки, мм

1,6…5,0

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч

42…403

Скорость передвижения при сварке, м/ч

14…126

Емкость бункера для флюса, дм3

6,5

Масса, кг

не более 45

В качестве источника возьмем питания IDEALARC DC-1000, техническая характеристика которых приведена в таблице 17.

Таблица 17 – Техническая характеристика источника питания IDEALARC DC-1000

Параметр

Величина

Сеть питания

230/380/440/3/50-60

Сварочный ток / Напряжение / ПВ

1250A/44В/50%

1140A/45В/60%

1000A/44В/100%

Сетевой предохранитель

193/112/97 A

Диапозон регулирования сварочного тока

16-46В

150-1300A

Габаритные размеры ВхШхД, мм

781 x 572 x 991

Вес, кг

372

Для сварки биметалла Вст3сп+12Х18Н10Т толщиной 22 мм выбираем разделку С19 по ГОСТ 16098-80. Такая разделка кромок обеспечивает малое значение γо, а следовательно, способствует малым размерам областей с переменным химическим составом. Это обеспечивает механические свойства шва близкие к свойствам основного металл

Выбор разделки кромок можно осуществлять по ГОСТ 16098-80 и ОСТ 26.260.480-2003. В данном случае разделка кромок выбрана по ГОСТ 16098-80.

Для сварки продольных стыков обечаек диаметром 600 мм и более, плоских заготовок обечаек и днищ, кольцевых стыков диаметром 1000 мм и более, толщиной 18 – 85 мм без требований стойкости к МКК рекомендуются сварные соединения типа С19. Форма, конструктивные элементы разделки кромок под сварку, последовательность сварки и размеры выполняемых швов сварных соединений приведены на рисунке 30.

Рисунок 30– Конструктивные элементы подготовленных кромок и шва сварного соединения (разделка С19)

Сварка стыковых соединений типа С19 выполняется в следующей последовательности:

- автоматическая сварка под флюсом основного слоя с внутренней стороны до уровня границы между основным и плакирующим слоями (шов А, Б);

- удаление механическим способом подварочного шва А, зачистка шлифмашинкой и автоматическая сварка под флюсом основного слоя с наружной стороны и внутренней стороны (шов Б,В);

- автоматическая наплавка под флюсом переходного и плакирующего слоя слоя (шов Г).

Для выполнения швов А – В используются сварочные материалы, предназначенные для сварки основного слоя, швов Г – переходного и плакирующего слоев.

4.4 Расчет режимов сварки продольного стыка обечайки

Рассчитываем режимы сварки первым проходом А

1. Определяем требуемую глубину провара.

6 мм.

2. Определяем величину сварочного тока, обеспечивающую заданную глубину провара.

где j=80 А/мм2– допустимая плотность тока в электроде,

=3 мм – диаметр электродной проволоки.

3. Определяем напряжение на дуге

4. Скорость сварки, из условия обеспечения такой формы шва, при которой последний будет иметь высокую работоспособность и стойкость к кристаллизационным трещинам:

,

тогда скорость сварки определяется как :

где А = 16000 А×м/ч – коэффициент, зависящий от диаметра электрода.

5. Рассчитываем погонную энергию сварки

где =0,95 – кпд нагрева изделия дугой при сварке под флюсом.

6. Определяем коэффициент формы провара

–коэффициент, зависящий от рода и полярности тока.

7. Определяем глубину провара

8. Определяем ширину шва

9. Устанавливаем вылет электрода, равный l=30 мм.

10. Определяем коэффициент наплавки αн

При сварке под флюсом ввиду незначительных потерь электродного металла с достаточной для практических расчетов степенью точности можно принять, что коэффициент наплавки αн равен коэффициенту расплавления αр.

0,4 – составляющая коэффициента расплавления, обусловленная тепловложением дуги, г/Ач

–составляющая коэффициента расплавления, зависящая от тепловложения вследствие предварительного нагрева вылета электрода протекающим, г/Ач

.

11. Определяем скорость подачи электродной проволоки

где γ=7,96 г /см3 – удельный вес стали Вст3сп.

12. Определяем площадь наплавленного металла

13. Определяем высоту валика

14. Определяем общую высоту шва

15. Определяем коэффициент формы усиления

Для хорошо сформированных швов должен находится в пределах:.

Рассчитываем режимы сварки вторым проходом (В) и последующими проходами с наружной стороны (Б).

Определяем требуемую глубину провара

7 мм.

2. Определяем величину сварочного тока, обеспечивающую заданную глубину провара.

где h2 – глубина провара;

kh = 1,25 мм/100 А – коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от условий проведения сварки.

3. Выбираем диаметр электродной проволоки

4. Определяем напряжение на дуге

5. Скорость сварки, из условия обеспечения такой формы шва, при которой последний будет иметь высокую работоспособность и стойкость к кристаллизационным трещинам:

,

тогда скорость сварки определяется как :

6. Рассчитываем погонную энергию сварки

где =0,95 – кпд нагрева изделия дугой при сварке под флюсом.

7. Определяем коэффициент формы провара

–коэффициент, зависящий от рода и полярности тока.

8. Определяем глубину провара

9. Определяем ширину шва

10. Устанавливаем вылет электрода, равный l=30 мм.

11. Определяем коэффициент наплавки αн

При сварке под флюсом ввиду незначительных потерь электродного металла с достаточной для практических расчетов степенью точности можно принять, что коэффициент наплавки αн равен коэффициенту расплавления αр.

0,4 – составляющая коэффициента расплавления, обусловленная тепловложением дуги, г/Ач

–составляющая коэффициента расплавления, зависящая от тепловложения вследствие предварительного нагрева вылета электрода протекающим, г/Ач

,

.

12. Определяем скорость подачи электродной проволоки

где γ=7,96 г /см3 – удельный вес стали .

13. Определяем площадь наплавленного металла

14. Определяем высоту валика

15. Определяем общую высоту шва

16. Определяем коэффициент формы усиления

  1. Рассчитываем число проходов, как соотношение между площадью наплавленного металла по ГОСТ 16098 – 80 для данной разделки, определенной из чертежа и площадью наплавленного металла для одного прохода:

=1,

где Fпослед – площадь поперечного сечения последующих валиков;

Fвалика – площадь поперечного сечения наплавленного валика.

Рассчитываем режимы сварки первым проходом плакирующего слоя.

1. Определяем требуемую глубину провара

4 мм.

2. Определяем величину сварочного тока, обеспечивающую заданную глубину провара.

где h2 – глубина провара;

kh = 1,4 мм/100 А – коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от условий проведения сварки.

3. Выбираем диаметр электродной проволоки

4. Определяем напряжение на дуге

5. Скорость сварки, из условия обеспечения такой формы шва, при которой последний будет иметь высокую работоспособность и стойкость к кристаллизационным трещинам:

,

тогда скорость сварки определяется как :

6. Рассчитываем погонную энергию сварки

где =0,95 – кпд нагрева изделия дугой при сварке под флюсом.

7. Определяем коэффициент формы провара

–коэффициент, зависящий от рода и полярности тока.

8. Определяем глубину провара

9. Определяем ширину шва

10. Устанавливаем вылет электрода, равный l=30 мм.

11. Определяем коэффициент наплавки αн

При сварке под флюсом ввиду незначительных потерь электродного металла с достаточной для практических расчетов степенью точности можно принять, что коэффициент наплавки αн равен коэффициенту расплавления αр.

0,4 – составляющая коэффициента расплавления, обусловленная тепловложением дуги, г/Ач

–составляющая коэффициента расплавления, зависящая от тепловложения вследствие предварительного нагрева вылета электрода протекающим, г/Ач

,

.

12. Определяем скорость подачи электродной проволоки

где γ=7,96 г /см3 – удельный вес стали .

13. Определяем площадь наплавленного металла

14. Определяем высоту валика

15. Определяем общую высоту шва

16. Определяем коэффициент формы усиления

Для хорошо сформированных швов должен находиться в пределах 7 – 10. малые значенияимеют место при узких и высоких швах, такие швы не имеют плавного сопряжения с основным металлом и обладают неудовлетворительной работоспособностью при переменных нагрузках. Большие значениясоответствуют широким и низким усилениям, такие швы нежелательны по тем же причинам, что и швы с чрезмерно большим значением, а также в связи с возможным уменьшением сечения шва по сравнению с сечением основного металла из-за колебаний уровня жидкой ванны.

  1. Рассчитываем число проходов, как соотношение между площадью наплавленного металла по ГОСТ 16098 – 80 для данной разделки, определенной из чертежа и площадью наплавленного металла для одного прохода:

(4 валика)

где Fпослед – площадь поперечного сечения последующих валиков;

Fвалика – площадь поперечного сечения наплавленного валика.

Рисунок 31 – Последовательность наложения швов

На рисунке 31 показана последовательность наложения валиков. Валик А выполняют на режимах, рассчитанных для сварки первого прохода стали Вст3сп. После этого на режимах, рассчитанных для сварки последующих валиков выполняют швы Б-В. Сварку переходного и плакирующего слоев (валики Г – З) выполняют на режимах, рассчитанных для сварки стали 12Х18Н10Т.

4.5 Расчет скорости охлаждения металла в ОШЗ и сравнение её с допустимой скоростью охлаждения для заданной стали.

Расчет фактической скорости охлаждения околошовной зоны производят на основе теории распространения тепла при сварке, разработанной академиком Н. Н. Рыкалиным по следующей формуле:

При наплавке для первого прохода

при наплавке валика на массивное тело

где – коэффициент теплопроводности, Вт/ (моС);

Т0 – начальная температура изделия, ˚С;

qп – погонная энергия (Дж/м).

Для сварки стали ВСт3сп продольных и кольцевых стыков первым проходом:

где wохл – мгновенная скорость охлаждения при температуре Tm

λ – коэффициент теплопроводности,

cγ – объемная теплоемкость

То – начальная температура изделия

S – толщина свариваемого металла

qn – погонная энергия.

Так как сварка первого прохода проходит в разделке с угол 60º, то для погонной энергии и толщины металла используем коэффициенты приведения, равные 3/2 в обоих случаях:

Для сварки стали ВСт3сп первого прохода

wохл = 2π∙0,12∙8,6∙

(550–20)3

= 9,3 (ºC/с)

(

6110,47

)2

0,6

При сварке последующих проходов используется формула расчета при наплавке валика на массивное тело (при наплавке коэффициенты приведения равны 1):

2π∙0,12∙

(550– 20)2

= 37,4 (ºC/с)

5656

Расчет скорости охлаждения для плакирующего слоя

В высоколегированных хромоникелевых аустенитных сталях под влиянием термического цикла сварки могут протекать процессы, в результате которых произойдет потеря стойкости металла шва и ОШЗ против коррозии. Возможность появления МКК зависит от температуры и время выдержки. Наименьшее время выдержки металла шва и ОШЗ, необходимое для возникновения склонности металла к МКК, находится при температурах 680 – 780 ºС. Поэтому в качестве критерия расчетного определения режимов сварки аустенитных сталей используют критическое время выдержки tкр в указанном интервале температур.

Для сварки стали 12Х18Н10Т продольных и кольцевых стыков первым проходом:

При Тm = 680 ˚С:

При Тm = 780 ˚С:

Расчет химического состава металла шва и структурного состояния сварного соединения с использованием структурных диаграмм.

Рассчитаем предполагаемое содержание элементов в сварном шве по формуле:

[Х]n.ш = γо.м[Х]о.м. + (1 – γо.м. Х]э,

где [Х]ш, [Х]о.м., [Х]э – концентрация элемента соответственно в металле многослойного шва, основном, предыдущем и электродных металлах. Полученные результаты сведем в таблицу.

Рассчитаем предполагаемое содержание элементов в сварном шве при сварке первого прохода стали 12Х18Н10Т.

Площадь поперченного сечения шва:

Fш = Fом + Fн,

где Fом, Fн, соответственно площади основного и электродного металла.

Соответственно доли участия каждого компонента в формировании шва:

γо.м = Fом/ Fш;

γн = Fн/ Fш;

Fш = 62 мм2; Fом = 40 мм2.

γо.м = Fом/ Fш = 40/62 = 0,64.

Содержание элементов в сварном шве плакирующего слоя:

[С] = 0,64∙0,12 + 0,36∙0,09 = 0,1092 %;

[Si] = 0,64∙0,8 + 0,36∙0,8 = 0,8 %;

[Mn] = 0,64∙2,0 + 0,36∙2,0= 2,0 %;

[Cr] = 0,64∙18 + 0,36∙25 = 20,52 %;

[Ni] = 0,64∙10 + 0,36∙12 = 10,72%;

[Ti] = 0,64∙0,7 + 0,36∙0,8 = 0,74 %;

Рассчитаем предполагаемое содержание элементов в сварном шве при сварке последующих проходов стали 12Х18Н10Т

Соответственно доля участия каждого компонента в формировании шва:

γо.м = Fом/ Fш= 14/40 = 0,35

γn-1 = Fn-1/ Fш= 21/40 = 0,52

γн = Fн/ Fш= 28/40 = 0,7

Содержание элементов в сварном шве:

[С] = 0,35∙0,12 + 0,52∙0,1092+(1 – 0,35 – 0,52)·0,09 = 0,11 %;

[Si] = 0,35∙0,8 + 0,52∙0,8+(1 – 0,35 – 0,52)·0,8 = 0,8 %;

[Mn] = 0,35∙2,0 + 0,52∙2,0+(1 – 0,35 – 0,52)·2,0 =2,0%;

[Cr] = 0,35∙18 + 0,52∙20,52+(1 – 0,35 – 0,52)·25 = 20,22 %;

[Ni] = 0,35∙10 + 0,52∙10,72+(1 – 0,35 – 0,52)·12 = 10,63 %;

[Ti] = 0,35∙0,7 + 0,52∙0,74+(1 – 0,35 – 0,52)·0,8 = 0,73 %;

Рассчитаем эквивалентное содержание никеля и хрома для стали 12Х18Н10Т:

Рассчитаем эквивалентное содержание никеля и хрома для сварочной проволоки Св-07Х25Н12Г2Т:

Таблица 19 – Результаты расчета

Химический состав материалов

Crэкв

Niэкв

C

Si

Mn

Cr

Ni

Ti

12Х18Н10Т

0,12

0,8

2,0

18

12

0,7

22,6

16,6

Св-07Х25Н12Г2Т

0,09

0,8

2,0

25

12

0,8

29,6

15,7

Шов

0,10

0,8

2,0

20,52

10,63

0,73

26

16

По диаграмме Шеффлера определяем предположительную структуру металла шва:

Рисунок 32 – Диаграмма Шеффлера

Предположительно сварной шов обладает аустенитно-ферритной структурой,.

Определим степень аустенитности металла шва:

Определим склонность металла сварного соединения к образованию горячих и холодных трещин и меры их предупреждения.

Зависимость склонности металла сварного шва к образованию горячих трещин для стали 12Х18Н10Т по степени аустенитности и выражается уравнением:

Степень аустенитности металла шва равна 1,63 > 1,5, следовательно, сталь с низким запасом аустенитности. Если Crэкв/ Niэкв > 1,5, то вероятно появление δ – феррита. В этом случае одновременное выпадение из жидкой фазы кристаллитов аустенита и второй фазы способствует появления новых центров кристаллизации и утонению межкристаллитных прослоек. В результате удается частично подавить транскристаллитную первичную структуру, а значит, и снизить вероятность образования горячих трещин.

Расчет склонности металла стали сварного соединения к образованию кристаллизационных и холодных трещин и меры их предупреждения.

Зависимость склонности наплавленного металла к образованию горячих трещин от его химического состава выражается уравнением для сварного шва стали 12Х18Н10Т:1913

Если HCS

studfiles.net

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Продольный шов обечайки сваривают в большинстве случаев за две операции: первая - сварка под слоем флюса стыка цилиндра с внешней стороны за один проход на автомате марки АДС-1000 или головкой АБСК на флюсовой подушке; вторая - ручная или полуавтоматическая подварка стыка с внутренней стороны по концам обечайки.  [1]

Сварка продольного шва обечайки производится на машине МШМ-50 с прерывателем ПИШ-50. В связи с тем, что полезный вылет электродов этой машины меньше длины продольного шва обечайки, сварка производится в два приема, с перевертыванием обечайки.  [2]

Для выполнения продольного шва обечайки применяют автоматическую аргоно-дуговую сварку с использованием неплавящегося ( вольфрамового) электрода и присадочной проволоки из стали той же марки, что и сталь обечайки. При этом образуется довольно гладкий и ровный по ширине шов с допустимым усилением в пределах 0 4 мм.  [3]

Для выполнения продольного шва обечайки применяют автоматическую аргоно-дуговую сварку с использованием неплавящегося ( вольфрамового) электрода и присадочной проволоки из стали той же марки, что и сталь обечайки. Эта операция производится на стенде, где свариваемый стык плотно прижимается к медной подкладке, находящейся внутри обечайки. При этом образуется довольно гладкий и ровный по ширине шов с допустимым усилением в пределах 0 4 мм.  [4]

Автоматическую сварку продольного шва обечайки целесообразно начинать с выполнения внутреннего слоя, так как в этом случае отпадает надобность сложного устройства против затекания во внутрь жидкого металла и шлака, которое имело бы место при наложении первым наружного слоя.  [5]

Допускаемый перекос продольного шва обечайки относительно оси - не более 8 мм на 1 пог.  [6]

Для выполнения продольного шва обечайки применяют автоматическую аргоно-дуговую сварку с использованием неплавящегося ( вольфрамового) электрода и присадочной проволоки из стали той же марки, что и сталь обечайки. Эта операция производится на стенде, где свариваемый стык плотно прижимается к медной подкладке, находящейся внутри обечайки. При этом образуется довольно гладкий и ровный по ширине шов с допустимым усилением в пределах 0 4 мм.  [7]

Установка для сварки карт и продольных швов обечаек 66.  [8]

Для сварки наружного продольного шва обечайки на стойке 9 в верхней части установлена с возможностью вращения вокруг своей оси от привода 10 и поворота относительно стойки 9 консоль 16 также с двумя формирующими элементами.  [9]

При производстве свертных баков участки продольного шва обечайки 6 ( рис. 8, з) под запрессовку донышек 7 желательно выполнять с раздавливанием кромок, а перед установкой донышек под роликовую сварку осуществлять экспандирование обечайки, позволяющее фиксировать точные размеры обечайки.  [10]

Двухпозициондая установка для сварки обечаек.  [11]

Длина площадки балкона рассчитана на сварку продольного шва обечайки. Пол балкона имеет сквозной проем для сварочного трактора, движущегося непосредственно по изделию при сварке наружного шва.  [12]

Рассмотрим нормирование автоматической сварки под слоем флюса продольного шва обечайки размером 1633 х 1200 X 10, автомат ТС-17Р.  [13]

Установка для сварки продольных и поперечных швов.  [14]

Длина флюсовой подушки выбирается обычно по длине продольного шва обечайки.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек – высокая надежность и простота в эксплуатации



Компания «ДельтаСвар» представляет Вашему вниманию установку для сборки и автоматической сварки продольных швов обечаек толщиной от 0,1 до 10 мм и длиной до 6000 мм. Данную установку отличает высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Установка предназначена для высокопроизводительной MIG/MAG, TIG, плазменной сварки, сварки под флюсом углеродистых, нержавеющих сталей, титана и алюминиевых сплавов.

Установка позволяет производить автоматическую сварку продольных швов обечаек диаметром от 50 мм и выше. Специальные прижимы позволяют производить предварительную сборку обечаек перед сваркой без прихваток. Это позволяет снизить трудоемкость сборки обечаек перед сваркой на 40-50%. Постоянство сварочных параметров, воспроизводимых установкой, и высокая скорость перемещения сварочного инструмента позволяют увеличить производительность сварки в 1,5-3 раза. При этом обеспечивается высокое качество сварного соединения.

Устройство установок для сварки продольных швов

  1. Станина
  2. Поддержка
  3. Суппорт поддержки
  4. Оправка горизонтальной/вертикальной регулировки
  5. Система прижима заготовки
  6. Мотор-редуктор сварочной каретки
  7. Консоль для сварочной каретки
  8. Суппорт/Пневматический подъем горелки
  9. Центратор
  10. Регулировка консоли
  11. Редуктор сцепления
  12. Блок управления оператора

Основным компонентом установки является подложка с бруском из специального высокопрочного медного сплава для поддержки и фиксации на нем свариваемых кромок обечайки.

В медном бруске проложены каналы для рециркуляции хладагента (охлаждение медного бруска при интенсивной сварке) и защитного газа (поддувка и защита корня шва при TIG/плазменной сварке).

После размещения листов на медном бруске поддержки оператор фиксирует свариваемые торцы с помощью пневматических бронзовых независимых зажимов. Сварочная головка (MIG, TIG, SAW, Plasma) размещается на каретке с моторизированным приводом и пневматическим сцеплением с редуктором. Каретка перемещается по специальным высокоточным термообработанным направляющим, которые обеспечивают максимальную точность перемещения сварочной головки вдоль свариваемого стыка. Система привода каретки включает в себя двигатель постоянного тока с энкодером.

Все сварочные параметры могут быть заданы через цифровой пульт управления с сенсорным экраном, кроме того, могут быть заданы координаты начала и конца сварки, время предварительного и послесварочного поддува защитного газа, задержка начала движения каретки и время заварки кратера, время нарастания начальной скорости сварки до рабочей, автоматическое перемещение каретки в нулевую точку сварки.

Преимущества

  • Полностью цифровое управление

    . Система использует контроллер PLC совместно с 5,7 дюймовым сенсорным экраном HMI, который обеспечивает интуитивно понятный графический интерфейс и русскоязычное меню, а также представляет четкие численные данные о точном расположении и скорости перемещения каретки.
  • Гибкая настройка сварки

    . Настраиваемые параметры сварки: позиции Старт/Стоп и расстояние сварки.
  • Точность управления скоростью

    . Система управления осуществляет постоянный контроль за скоростью. Точность управления делают качество сварки лучше и стабильнее.
  • Программы сварки

    . 100 сварочных программ могут быть сохранены и загружены для использования в будущем.
  • Графический русский интерфейс

    . Интуитивно понятный графический интерфейс и работа на русском языке. Язык можно менять, если это необходимо.
  • Функции технического обслуживания

    . Система включает в себя историю аварийных сигналов и оповещений, а также систему контроля ввода/вывода, что облегчает поиск неисправностей и техническое обслуживание, увеличивает общую эффективность производства.

Особенности

  • Независимые клавишные прижимы

    для фиксации кромок свариваемого изделия. Прижимы активируются ножной педалью управления и оснащены воздушными подушками для равномерного зажима заготовок, что позволяет избежать замятия кромок обечайки.

    Клавишные пневмоприводные прижимы

    , изготовленные из латуни, позволяют вести интенсивный отвод тепла из зоны сварки, что уменьшает зону термического влияния и снижает сварочные деформации.
  • Высокая точность перемещения сварочной головки

    . Каретка двигается по консоли, на которой установлена высокоточная рейка. PMDC двигатель поддерживает постоянную скорость перемещения. Для удобства управления рейка оборудована устройством сцепления на основной каретке, чтобы оператор мог перемещать каретку вручную.
  • Устройство отвода тепла из зоны сварки

    .
  • Открытый доступ к рабочей зоне

    .
  • Программное управление

    перемещением сварочной головки.

Подробные технические характеристики оборудования для сварки продольных швов смотрите здесь.

Оборудование может быть адаптировано под любые требования заказчика в соответствии с техническим заданием.

Используя стандартные компоненты автоматизации, специалисты компании «ДельтаСвар» спроектируют для Вас установку с требуемым уровнем автоматизации и производительности, оптимальную для решения Вашей производственной задачи.

Курищев Антон Игоревич Специалист по сварочному оборудованию

www.deltasvar.ru

Сосуды, работающие под давлением

СВАРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

При изготовлении сосудов приходится выполнять прямолиней­ные, кольцевые и круговые стыковые швы. В зависимости от тол­щины стенок приемы выполнения каждого из них имеют свои осо­бенности; разнообразна и применяемая оснастка.

Швы тонкостенных сосудов, как правило, выполняют в среде защитных газов. Сборку рекомендуется производить с по­мощью зажимных приспособлений — надежное прижатие свари­ваемых кромок к подкладке позволяет выполнять одностороннюю сварку в приспособлении без прихватки. При сборке и сварке пря­молинейных швов между листами и продольных швов обечаек рав­номерное и плотное прижатие кромок к подкладке осуществляется зажимными приспособлениями клавишного типа. Усилие прижа­тия обычно составляет 300—700 Н на 1 см длины шва и создается гидравлическим или пневматическим устройством (рис. 15.17). На верхнем основании жесткого каркаса закреплен ложемент 6 с под­кладкой 5. Прижим свариваемых кромок осуществляют раздельно для каждого листа через набор клавиш 3, укрепленных на бал­ках 1. Давление на клавиши передается пневмошлангами 2 и ре­гулируется редуктором. Установка и прижатие листов производят­ся в такой последовательности: поворотом эксцентрикового валика 7 из подкладки выдвигаются фиксаторы 4, после чего до упора в них (справа по рисунку) заводится листовая заготовка и зажи­мается подачей воздуха в шланг. Затем фиксаторы убираются и до упора в кромку заготовки устанавливается другая заготовка и зажимается подачей воздуха в шланг 2.

При сборке и сварке продольных стыков обечаек основание приспособления выполняют в виде консоли, прижимные балки 120

с клавишами закрепляют к ним одним концом жестко, а другим концом — посредством откидных болтов.

Продольные швы вызывают нарушение прямолинейности обра­зующих тонкостенных обечаек и уменьшение кривизны в зоне шва в поперечном сечении (рис. 15.18). Для исправления таких сва-

Рис. 15.17. Приспособление для сборки и сварки прямолинейных стыков тонколистовых элементов

рочных деформаций широко используют прокатку роликами. При выполнении кольцевых стыков тонкостенных сосудов из материа­лов, мало чувствительных к концентрации напряжений, использу­ют остающиеся подкладные кольца, которые облегчают центровку кромок и их одностороннюю

сварку. Для ряда высоко - AlA

прочных материалов такой прием оказывается непри­емлемым. В этом случае кольцевые стыки собира-

Рис. 15.18. Характер деформаций обечайки от продольного шва

ют и сваривают на съемных подкладках разжимных колец. Однако надо учитывать, что из-за подогрева кромок впере­ди сварочной дуги они расширяются и отходят от под­кладного кольца в радиальном направлении, что может приво­дить к смещению кромок или образованию домика. В тонкостен­ных сосудах, работающих под давлением, смещение кромок в сты­ковом шве — опасный концентратор, и при изготовлении необхо­димо принимать меры по их предотвращению или устранению. Для прижатия кромок можно применять наружные стяжные ленты, од­нако их приходится располагать на некотором расстоянии от оси стыка и перемещения предотвращаются лишь частично. Более эф­фективно оказывается прижатие кромок к подкладкам роликом, перекатывающимся по поверхности стыка непосредственно перед

Рис. 15.19. Схема приспособления для прижатия кромок к подкладному коль­цу перед сварочной головкой:

І — прижимные ролики; 2 — присадочная про­волока

сварочной дугой. Прижим не дает возможности кромкам оторваться от поверхности подкладного кольца в месге образования сварного соеди­нения. Приспособление для прижатия кромок обечаек (рис. 15.19) закреплено на консоли сварочной головки. Прижимные ролики опирают­ся на обе свариваемые кром­ки, выравнивая их и прижи­мая к подкладному кольцу с помощью пружины.

Для сварки стыка обечаек можно использовать также схему, при которой стык вы­полняется изнутри обечайки. В этом случае зона кольцево­го шва охватывается жестким бандажом, вращающимся при сварке вместе с изделием, а сварка первого прохода выполняется изнутри обечайки. Напря­жения сжатия, возникающие в зоне нагрева, стремясь увеличить длину свободной кромки стыка, прижимают ее к наружному коль­цу бандажа.

Деформации от кольцевого шва для большинства материалов уменьшают диаметр обечайки. Такое сокращение зоны шва хоро­шо поддается исправлению прокаткой роликами. При сварке алю­миниевых сплавов диаметр обечайки в зоне кольцевого шва, вы­полненного на подкладном кольце, может оказаться не только не меньше, но даже больше первоначального размера. Рассмотрен­ный выше прием прижатия кромок к подкладному кольцу роликом, расположенным перед сварочной головкой (рис. 15.19), позволяет практически полностью предотвратить такое увеличение диаметра при сварке стыков обечаек из алюминиевых сплавов.

Особое внимание приходится уделять конструктивному оформ­лению и технологии выполнения замыкающего кольцевого шва со­суда. При наличии лазовых отверстий или патрубков значительно­го размера внутрь сосуда можно ввести разборное разжимное кольцо. В этом случае одностороннюю сварку замыкающего шва выполняют на съемной подкладке по обычной технологии. Задача усложняется, если размеры отверстий патрубков малы. Если оста­ющееся подкладное кольцо является слишком резким концентра­тором и его использовать нель­зя, то приходится осуществлять одностороннюю сварку на весу.

Рис. 15.20. Сборка фланца с оболоч­кой при наличии технологического буртика на фланце

Соединение элементов арма­туры (фланцы, штуцера) со стенкой сосуда обычно дела­ют стыковым, допуская соеди­нение угловыми швами или рельефной сваркой только для материалов, мало чувствитель­ных к концентрации напря­жений. Стыковые круговые швы выполняют односторонней сваркой на подкладке с канавкой. Вид сборочно-сварочной оснастки и конструктивное оформление стыка определяются необходимостью плотного прижатия кромок к подкладке, предотвращения их перемещений в процессе сварки и устранения сварочных деформаций, приводящих к местному ис­кажению формы оболочки в зоне шва. В зависимости от формы поверхности стенки сосуда (сферической или цилиндрической), материала и толщины свариваемых элементов конструктивно-тех­нологические решения могут быть различными. Так, например, при вварке фланца в сферический сосуд из алюминиевого сплава АМгб целесообразно использовать соединение с буртиком, показанное на ркс. 15.20. Технологический буртик предназначен для передачи усилия прижатия фланца на оболочку, обеспечения их соосности и повышения жесткости кромки фланца. Наличие буртика позво­ляет упростить прижимное приспособление, так как усилие при­жатия прикладывается только к фланцу, и предотвратить смеще­ние кромок в процессе сварки, а также уменьшить местные иска­жения формы оболочки, возникающие в результате усадки круго­вого шва.

При небольших размерах сосуда или того элемента, в который вваривается деталь арматуры, сварку кругового шва целесообраз­но осуществлять неподвижной сварочной головкой при вращении приспособления с закрепленным свариваемым стыком. При ввар­ке арматуры в узел значительных размеров круговой шов более удобно выполнять сварочной головкой, перемещающейся по по­верхности элемента оболочки, закрепленного неподвижно.

В крупносерийном производстве тонкостенных сосудов (тор­мозные резервуары, пропановые баллоны) для выполнения сбо­рочно-сварочных операций применяют специальные полуавтомати­ческие установки. В них для сборки и сварки продольного стыка обечайки необходимо выполнять следующие операции: приемку обечайки, ориентирование стыка, прижатие его к подкладке сим­метрично относительно формующей проплав канавки, выполнение шва, освобождение обечайки от зажатия и ее сброс.

Наиболее сложной для автоматизации операцией является ори­ентирование. Если эту операцию выполняет рабочий, то установка значительно упрощается и это является причиной отказа от при­менения полностью автоматизированных устройств.

Рис. 15.21. Полуавтоматическая установка для сборки и сварки продольного

стыка обечайки:

а —схема установки; 6 — расположение обечайки на позиции сборки; в — расположение

обечайки на позиции сварки

На такой установке (рис. 15.21) сборочную и сварочную операции можно выполнять на разных позициях, связанных транспортирующим устройством, на­пример планшайбой 1 с шаговым поворотом, на которой закреплены консоль­ные балки 2, 6, 9, несущие сварочную подкладку. От обечаек, расположенных на наклонном накопителе 5, отсекателем 7 отделяется одна и окатывается на приемное место 10 тележки 8. При движении этой тележки обечайка надви­гается на консоль 6 планшайбы, находящейся в положении приема, опускается на нее, а тележка отходит в исходное положение. Оператор ориентирует одну из кромок вдоль оси канавки 12 подкладки и фиксирует ее вакуумными при­сосками 13, вторую кромку устанавливают 'впритык к первой. Сборочная опе­рация завершается установкой заходных планок (если это необходимо) и на­жатием кнопки, снимающей ограничение автоматического включения шагового поворота. Точная - установка стыка под сварочную головку обеспечивается ко­нусным фиксатором 4, который одновременно используется для поддержания конца консольной балки 2 при зажатии кромок обечайки клавишными прижи­мами 11 балки портала 3. Операция сварки в этом случае может осуществлять­ся без участия оператора. По ее окончании клавишные прижимы и фиксатор отходят и поворот планшайбы 1 (рис. 15.21,а) переносит сваренную обечайку на позицию съема, где она подхватывается приемным устройством тележки.

Другая полуавтоматическая установка, предназначенная для сборки и свар­ки обечайки тормозного баллона с днищами, работает на ЗИЛе. Отбортовка днища имеет конусную поверхность, что облегчает механизацию сборочной опе­рации. На рис. 15.22,а можно видеть расположение захватов, закрепленных на валу с шаговым поворотом на 90°. Ориентирование и подача обечайки и двух днищ на позицию I производится операторам, остальные операции выполняют­ся автоматически. Захваты 1 зажимают обечайку, а пневматические цилиндры с магнитными улавливателями 2 обеспечивают запрессовку днищ в обечайку

/

Рис. 15.22. Станок-полуавтомат для сборки и сварки тормозных баллонов:

а — расположение захватов; б — схема выполнения сборочной операции; в — схема выпол­нения сварочной операции

(рис. 15.22,6). Собранный сосуд подается на сварочную позицию II, где он осво­бождается от зажатия после того, как захватывается с торцов деталями вра­щателя 4 (рис. 15.22,в). Совмещение электродов сварочных головок 3 с плоско­стью вращения каждой ступеньки нахлесточного соединения осуществляется искателем, выключающим движение головки в осевом направлении в момент совпадения ее со ступенькой нахлестки. Сварку осуществляют за один оборот с некоторым заданным перекрытием. Окончание сварки служит сигналом для включения захвата 1, освобождения от вращателя 4 и совершения шагового поворота. Сброс сосуда достигается раскрытием захвата под действием силы тяжести на позиции III (рис. 15.22,а).

Для кольцевого стыкового соединения сборочная операция ус­ложняется. Центровка стыкуемых деталей может быть обеспечена подкладным кольцом, предварительно прихваченным к одной из деталей. В этом случае сборка осуществляется аналогично рас­смотренному предыдущему примеру. Иное решение требуется, когда подкладное кольцо по каким-либо соображениям неприем­лемо. Примером такого устройства может служить станок-автомат для сборки и сварки полых шарообразных поплавков, поддержи­вающих рыболовные сети. Смещение кромок и отсутствие полного проплавления не является браковочным признаком, если соблю­дается условие герметичности сварного шва. Это позволяет ис­пользовать наиболее простой и технологичный вариант соединения без подкладного кольца.

Командо аппарат 1 (рис. 15.23) задает программу рабочего цикла. Подача заготовок осуществляется по наклонному ложу, причем заготовки движутся попарно до неподвижного упора 8. Совмещение плоскости стыка с плоскостью расположения электрода, перпендикулярной оси вращения заготовок, осуществ­ляется с помощью шлифовального откидного ножа 7. Во время сборки изделия нож находится в верхнем положении — между центровыми бабками. Поданные в 'станок полусферы располагаются по обе стороны от ножа и плотно прижи­маются « нему штоками пневмобабок, сначала передней 2, а затем задней 5, и закрепляются пружинящими захватами 3. Шток задней бабки 5 фиксируется

колодочным тормозом 6. После этого передняя бабка смещается назад на 2 мм, освобождая зажатый нож, который отбрасывается в нижнее положение. Затем передняя бабка с защемленной в ней полусферой подается до плотного сопри­косновения со второй полусферой. Благодаря наличию тормоза и откидного ножа торец полусферы, защемленный в задней бабке, располагается точно в плоскости электрода сварочной головки 4 независимо от неточностей разме­ров самого изделия. По окончании сварки шар по наклонному желобу выкаты­вается наружу, по пути включая механизм загрузки.

Сосуды со стенками средней толщины (до.40 мм) из низ­коуглеродистых и низколегированных сталей изготовляют преиму­щественно с помощью автоматической сварки под флюсом. Сосу­ды, работающие в агрессивных средах, изготовляют из хромонике­левых и хромистых сталей, цветных металлов и их сплавов авто­матической сваркой под флюсом, а также аргонодуговой сваркой. В целях экономии дорогостоящих и дефицитных материалов часто применяют двухслойные листы.

Цилиндрические сосуды обычно собирают из нескольких обе­чаек и двух полусферических или эллиптических днищ. Обечайки вальцуют из одиночного листа или из сварной карты при распо­ложении швов вдоль образующей. Днища либо сваривают из от­дельных штампованных лепестков, либо штампуют целиком из ли­ста или из сварной заготовки. Сборку и сварку цилиндрической части сосуда производят на роликовом стенде. Продольный стык обечайки собирают на прихватках с помощью простейших стяж­ных приспособлений. Сборка кольцевого стыка между обечайками является более трудоемкой операцией. Для ее механизации роли­ковый стенд можно оборудовать установленной на тележке 5 ско­бой 1 (рис. 15.24). Тележка передвигается вдоль стенда по рель­совому пути 7. Настройка скобы в вертикальной плоскости осуще­ствляется тягой 4. Последовательность операций при сборке в этом

Рис. 15.24. Установка для механизированной сборки кольцевых сты­ков цилиндрических сосудов

случае такова. На роликовый стенд 6 краном подают две обечай­ки. Скобу продвигают так, чтобы опора 13 гидроцилиндра 10 оказалась в плоскости собираемого стыка, и закрепляют на пер­вой обечайке включением гидроцилиндра 11. После того как тор­цовый гидроцилиндр 2, придвигая вторую обечайку к первой, уста­новит требуемый зазор в стыке, гидроцилиндром 10 выравнивают кромки и ставят прихватку. Поворот собираемых обечаек на не­который угол для постановки других прихваток требует не только

отвода прижимов гидроцилиндров 10 и И, но и опор 12 и 13. По­

следнее осуществляется путем небольшого поворота скобы 1 во­круг оси 3 под действием штока поршня гидроцилиндра 10.

Иапрадление Вращения изделия

Рис. 15.25. Схема флюсоременной подушки для сварки кольцейых швов

Шток 9 при движении вниз, встре­тив неподвижную регулируемую опору 8 поднимает цилиндр, пово­рачивая скобу 1.

Сварка продольных и кольцевых швов сосудов со средней толщиной стенки выполняется, как правило, с двух сторон. Выполнение первого слоя на весу требует тщательной сборки и ограничения размера за­зора по всей длине шва. Поэтому

роликовые стенды обычно оборудуют флюсовыми подушками, по­зволяющими производить сварку первого слоя шва без жесткого ограничения зазора в стыке. Флюсовая подушка для продольных швов представляет собой жесткий короб, закрепленный на тележке. Пневмоцилиндры поднимают короб до упора в изделие. Плотное прижатие флюса к стыку создается подачей сжатого воздуха я шланг. Поджатие флюса при сварке кольцевых швов может осуще­ствляться с помощью подушки ременного типа (рис. 15.25). Движе­ние ремня и подача флюса к месту горения дуги происходит вследст­вие сил трения. Другая конструкция флюсовой подушки для коль-

Рис. 15.26. Флюсовая подушка с эластичным лотком для сварки

кольцевых швов

цевых швов представлена на рис. 15.26. При подаче воздуха в пневмоцилиндр 4 диск флюсовой подушки 2 поднимается до упо­ра в изделие, а сам цилиндр благодаря пружинной подвеске опу­скается и упирается траверсой 7 в рельсы, фиксируя положение тележки 1. При вращении изделие увлекает за собой диск 2 с ло­жементом 5 и, поворачивая его вокруг наклонной оси 3, прижи­мает резиновую камеру 6 с флюсом к стыку.

Первый слой выполняют изнутри обечайки, а второй сваривают снаружи по ранее уложенному первому с полным проплавлением всей толщины стенки. При толщине стенки сосуда более 25 мм автоматическая сварка под флюсом обычно выполняется в не­сколько слоев.

При серийном изготовлении сосудов днища часто выполняют штамповкой целиком, причем листовая заготовка может быть свар­ной. В мелкосерийном и индивидуальном производстве днища обычно собирают и сваривают из отдельных штампованных эле­ментов.

В некоторых случаях емкости имеют эллиптическую или оваль­ную форму поперечного сечения (бензовозы, автоцистерны для пе­ревозки молока и т. п.). При автоматической сварке под флюсом стыков обечаек с днищами вращение сосуда необходимо осуществ­ив лять так, чтобы скорость сварки была постоянной и в зоне дуги шов располагался горизонтально. Станок, схема которого показана на рис. 15.27, удовлетворяет этим требованиям. Копирный диск 8 имеет две беговые дорожки: наружную, по которой катится веду­щий ролик приводного механизма 4, и внутреннюю — для опорно­го холостого ролика 6. Под действием пружинящего упора 7 ко­пирный диск 8 оказывается зажатым между ведущим и опорным

Рис. 15.27. Схема станка для автоматической сварки овальных сосудов

роликами, а его крайние положения ограничиваются холостыми роликами 5. Наружная беговая дорожка копирного диска 8 пред­ставляет собой овал, как у изделия. Цистерна, предварительно со­бранная на прихватках, подается на станок тележкой по рельсам 3 и закрепляется в плавающей скобе 9 зажимным центрирующим приспособлением 2, жестко связанным с копирным диском. Вес изделия уравновешивается противовесом 1 с помощью подвижных рычагов 10. Наличие двух сварочных головок позволяет одновре­менно выполнять сварку обоих швов.

В серийном производстве сосудов используют поточные методы производства. Примером может служить изготовление железнодо­рожных цистерн на Ждановском заводе тяжелого машинострое­ния.

Цилиндрическую часть котла цистерны составляют из нескольких листов длиной 9280 мм. Листы с механически обработанными кромками раскладывают на сборочном стенде, а стыковые швы полотнища собирают на прихватках с постановкой заходных и выходных планок. Собранное полотнище приподни­мают системой роликов, передают на сварочный стенд и собранными стыками укладывают на флюсовые подушки. Кромки прижимают пневмоцилиндрами, рас­положенными на поперечных балках-порталах. Эти же балки служат направ­ляющими для сварочных головок, производящих одновременную сварку всех швов полотнища. После сварки с одной стороны кантователь переворачивает полотнище, а на второй сварочной установке одновременно сваривают все стыки с другой стороны. Далее полотнище рольгангом подают в гибочные вальцы,

Рис. 15.28. Центратор для сборки днищ с обечайкой

где вальцуют вдоль швов в обечайку без предварительной подгибки кромок. После сборки и двусторонней сварки продольного стыка обечайку калибруют в гибочных вальцах, а затем устанавливают на роликовый конвейер, связываю­щий ряд рабочих мест. На каждом рабочем месте обечайка с помощью подъем­ных поперечных роликовых опор поднимается над роликами конвейера и может поворачиваться ими в соответствии с технологическим процессом. По завер­шении операции обечайка опускается на роликовый конвейер и перемещается им на следующее рабочее место.

На первой позиции производят подготовку обечайки под сборку с днищем: зачищают места прихватки технологических планок, вырезают и зачищают отверстия люков, сливного прибора и предохранительного клапана.

Рис. 15.29. Свальцованная обечайка с одним продольным стыком

На втором рабочем месте осуществляют сборку обечайки со штампованны­ми днищами с помощью двух центраторов, оборудованных 26 радиальными пневмоцилиндрами (рис. 15.28). Внутрь цен­траторов обечайка заводится рольгангом. Дни­ща поступают на сборку после обрезки кро­мок. С помощью специального захвата днище в вертикальном положении краном подводят к обечайке, расположенной в центраторе, и первоначально закрепляют винтовыми торцо­выми прижимами. Затем посекционным вклю­чением радиальных пневмоцилиндров произ­водят выравнивание кромок кольцевого стыка и его прихватку.

Следующее рабочее место — стенз для одновременной сварки двух внутренних коль­цевых швов, оборудованный флюсоременными подушками. Изготовление цилиндрической •части котла завершается на стенде для свар­ки наружных швов.

При изготовлении толстостенных сосудов (свыше 40 мм) широко используют электрошлаковую сварку, обеспечива­ющую надежное проплавление всего сечения за один проход. Про­дольные швы толстостенных обечаек, как правило, выполняют электрошлаковой сваркой. В зависимости от размеров сосуда лис­товую заготовку гнут в нагретом состоянии вдоль длинной или вдоль короткой кромки листа. В первом случае обечайка получа­ется длинной и меньше число кольцевых швов в сосуде. Однако для сосудов большого диаметра длина короткой кромки листа мо­жет оказаться недостаточной, тогда обечайку составляют из двух корыт с двумя продольными швами. Во втором случае обечайка получается более короткой, но с одним продольным швом. Второй прием представляется менее целесообразным, так как кольцевые швы более трудоемки по сравнению с продольными. Обечайку с одним продольным швом можно получить вальцовкой. Лист по­сле обрезки нагревают до 1000—1050°С и вальцуют до замыкания стыка, оставляя недовальцованными плоские участки шириной 100—150 мм (рис. 15.29). После остывания обечайки стык закреп­ляют приваркой скоб 1 и тепловой резкой вырезают зазор 2 под электрошлаковую сварку.

Методом вальцовки трудно получить обечайки длиной более 3500 мм и толщиной стенок более 100 мм. Гибка на мощном прес* се таких ограничений не имеет, особенно если обечайка образуется из двух корыт. Сборку обечайки под электрошлаковую сварку в этом случае (рис. 15.30) выполняют с помощью скоб, постоянст - 9* 131ва зазора в стыке достигают постановкой прокладок, удаляемых перед сваркой. После приварки выходных планок и кармана для наведения шлаковой ванны собранную под сварку обечайку уста­навливают вертикально. Если обечайка имеет два продольных

шва, их целесообразно выполнять одновременно двумя сварочными ап­паратами.

При сварке гнутых под прессом корыт обечайка получается достаточ­но правильной цилиндрической формы и последующая калибровка необяза­тельна. Напротив, обечайки, получае­мые вальцовкой, требуют,, как приви­ло, правки. Калибровку производят при температуре 1000—1050°С, и при охлаждении обечайки на воздухе она Рис. 15.30. Сборка обечайки с одновременно проходит процесс нор-

двумя продольными стыками мализации.

Кольцевые швы выполняют мно­

гослойными сваркой под флюсом или электрошлаковой сваркой в один проход. Полное проплавление при многослойной сварке обеспечивают укладкой в разделку нескольких подварочных сло­ев/с внешней стороны (рис. 15.31), зачисткой корня шва с по­мощью пневматического зубила или резака и наложением вну­треннего подварочного шва 2. После этого производят многослой­ное заполнение внешней разделки 3.

Рис. 15.31. Форма разделки кольцевого стыка под многослойную сварку

Сборка кольцевого шва под электрошлаковую сварку должна быть достаточно точной, так как местная депланация криволиней­ных кромок свыше 3 мм мо­жет привести к нарушению уплотнения и вытеканию шлаковой ванны. Поэтому перед сборкой обычно внеш­нюю и внутреннюю поверх­ности каждой из обечаек протачивают на ширину 70—100 мм от торца (рис.

15.32). Так же осуществля­ют подготовку стыка обе­чайки с днищем. Собирают стык с помощью планок, которые устанавливают «на ребро» поперек кольцевого шва и приваривают к поверхности обечаек. Если в ка­честве внутреннего формирующего устройства используют медные охлаждаемые подкладки, изогнутые по радиусу свариваемого из­делия, то внутри обечайки дополнительно устанавливают скобы временного крепления. Подкладки 1 (рис. 15.33) заводят в отвер­стия скоб 2 и закрепляют клиньями 3 или винтовыми прижимами.

Электрошлаковую сварку кольцевого шва начинают на вспо­могательной пластинке, вваренной в зазоре стыка (рис. 15.34,а).

После заварки примерно половины окружности стыка (рис.

15.34,6) сварщик резаком удаляет из зазора начало шва до пол­ного устранения непровара и придает торцу шва наклонный срез, облегчающий выполнение замыкания шва (замка) (рис. 15.34,б). Усадочную раковину либо выводят в специальный прилив в на­ружном ползуне или в медный кокиль, либо выплавляют и зава­ривают вручную.

Перспективной является однопроходная сварка толстостенных сосудов электронным лучом в вакууме. Экспериментально показа­но, что при использовании сварки горизонтальным лучом можно

Рис. 15.32. Обра­ботка торцов обе­чайки

Рис. 15.33. Кольцевой стык, собранный под электрошлаковую сварку

выполнить продольные и кольцевые швы металла толщиной 250 мм и более при скорости сварки 2,5—5 м/ч. Однако для производст­венного применения этого перспективного метода еще требуется отработка ряда технологических вопросов, а также создание ва­куумных камер больших размеров.

По завершении сварки корпуса сосуда вырезку отверстий для вварных штуцеров производят или механическим путем, или те­пловой резкой. Особенно большой объем таких работ выполняется при изготовлении барабанов котлов и коллекторов. Чтобы сокра­тить подгоночные работы на монтаже при сборке коллекторов и

б)

Вырезка начала шва резаком

Рис. 15.34. Схема электрошлаковой сварки кольцевых швов

барабанов с блоками экранных труб, к точности установки штуце­ров предъявляют жесткие требования. Приварку большого числа штуцеров необходимо автоматизировать. Применяемые для этой цели специализированные автоматы и полуавтоматы обычно цен­трируются по верхней части ввариваемого штуцера.

Рис. 15.35. Конструкция штуцерного соединения: а — до сварки; б — после сварки

Рис. 15.36. Соединение штуцера с оболочкой с последующим удалени­ем корня шва высверловкой

Варианты конструктивного оформления соединений штуце­ров с оболочками большой тол­щины разнообразны. Наиболее целесообразны те, которые позво­ляют получить надежное про­плавление всей стенки штуцера, исключая возможность образо­вания и роста трещины от не - провара. Для этой цели мож­но использовать формующую подкладку, удаляемую после сварки (рис. 15.35). Другой ва­риант соединения показан на рис. 15.36. В оболочке 2 в центре установки трубчатого переходни­ка сверлят центровочное отвер­стие d, в которое вставляют заго­товку 1 переходника с разделкой кромок под сварку. После сварки просверливают отверстия диаме­тром/) (рис. 15.36,а). Окончатель­но соединение имеет вид, пока­занный на рис. 15.36,6. В нем присутствует концентрация напря­жений вследствие резких изменений сечения на внешней поверх­ности трубы и оболочки, но качество поверхности металла во внутренней полости хорошее.

При изготовлении барабанов котлов, сосудов высокого давле­ния и реакторов большое значение имеет термообработка. Полно­стью сваренный сосуд обычно подвергают высокому отпуску, одна­ко иногда требуется нормализация для улучшения структуры зоны шва. В этом случае возникает опасность, что при нагреве до высо­ких температур (900—1000°С) могут возникнуть деформации от собственного веса, искажающие форму сосуда. Предотвратить эти деформации можно предварительной герметизацией готового со­суда и созданием в нем избыточного внутреннего давления угле­кислого газа 0,2—0,3 МПа. Это не только сохраняет форму сосу­да, но и предотвращает образование окалины на его внутренней поверхности. Для термообработки обычно используют печи боль­шого размера. Если сосуд не может быть подвергнут термообработ­ке целиком из-за отсутствия печи требуемого размера или из-за необходимости выполнения монтажных стыков, то применяют ме­стную или общую термообработку с использованием индукцион­ных или иных нагревателей.

С ростом размеров сосудов и внутреннего давления требуемая толщина стенки достигает 200—400 мм. Наряду с технологически­ми трудностями изготовления столь толстостенных монолитных обечаек возрастает опасность их хрупкого разрушения. Поэтому такие сосуды изготовляют многослойными. Имеется три ос* новных метода получения обечаек многослойных сосудов. По пер­вому из них предварительно собирают и сваривают продольными швами обечайки разного диаметра с толщиной стенки 20—50 мм. После зачистки усиления швов и калибровки обечайки последова­тельно надевают одну на другую до получения требуемой суммар-

^----------------

і

------ ^

і

Рис. 15.37. Конструкция многослойного сосуда высокого давления:

1, 3 — наплавка на кромку; 2 — многослойный кольцевой шов; 4 — клиновид­ные вставки; 5 — облицовочная обечайка; 6 — спиральные слои; 7 — централь­ная обечайка

ной толщины. Для осуществления натяга между слоями насажи­ваемая обечайка перед посадкой нагревается до 600°С, что обес­печивает соприкосновение до 95% сопрягаемой поверхности. Вто­рой способ состоит в том, что на внутреннюю обечайку—трубу тол­щиной 10—40 мм — последовательно накладывают полуобечайки толщиной 5—8 мм, обтягивают с помощью гидравлических устройств и сваривают двумя продольными швами между собой. После зачистки швов последовательно накладывают следующие полуобечайки до нужной толщины. В технологическом отношении наиболее целесообразным является изготовление многослойных обечаек по третьему способу намоткой на основную обечайку тол­щиной 20—40 мм нескольких слоев рулонной стали толщиной 4— 8 мм, как показано на рис. 15.37. В зависимости от рабочей среды центральная обечайка может быть двухслойной или из коррозион­но-стойкой стали, а слои наружной части корпуса — из низколеги­рованной стали.

В настоящее время на Уралхиммаше работает технологическая линия для изготовления многослойных рулонированных обечаек диаметром до 5 м. Линия состоит из разматывателя рулона, пода­ющих вальцов правйльной машины, машины для обрезки и сварки концов полосы, отклоняющих валков и машины для намотки обе­чаек.

Торцы многослойной обечайки протачивают и на них наплав­ляют слой металла толщиной не менее 10 мм, который механиче­ски обрабатывают для получения требуемой формы разделки кро­мок (рис. 15.37). Кольцевые швы между обечайками, а также меж­ду обечайкой и днищем или фланцем выполняют многослойными. Кромки монолитных днищ и фланцев из сталей 22ХЗМ или 20Х2МА также подвергают предварительной наплавке с целью исключения необходимости термической обработки после сварки кольцевых швов. Сварочные напряжения в этих швах в значитель­ной степени снимаются при обязательном приемочном испытании готового сосуда в результате нагружения внутренним давлением, превышающим рабочее.

Лицом каждого дома или офисного здания является дверь. Она должна не только выигрышно смотреться в эстетическом плане, но и выполнять защитную функцию, предотвращая проникновение злоумышленников в помещения или жилые комнаты.

Основными элементами САПР являются коллектив проектиров­щиков, а также технический, программный и информационный комплексы. Связь проектировщиков с ЭВМ, программами и инфор­мацией осуществляется через средства ввода, вывода, накопления и передачи алфавитно-цифровой и …

Под машинным проектированием металлоконструкций понима­ется автоматизированное и автоматическое выполнение с помощью ЭВМ и других технических средств основных процедур поэтапного проектирования изделия. Машинное проектирование, основанное на использовании ЭВМ, позволяет автоматизировать ряд …

msd.com.ua


Смотрите также