Каковы основные способы изготовления заготовок для производства сварных конструкций

Технология производства сварных конструкций — особенности и основные этапы

Содержание:

Сварные металлоконструкции давно нашли свое применение в строительной отрасли, в машиностроении, в автомобильной промышленности и в других сферах производства. С каждым годом производство сварных конструкций показывает все увеличивающиеся темпы развития — и причина этого состоит в том, что потребители поняли все преимущества металлических конструкций, произведенных с помощью сварки.

К достоинствам сварных конструкций относится:

• высокое качество и прочность соединения;
• надежность;
• удобство применения;
• долгий срок службы;
• небольшой вес;
• экономия металла.

Если же говорить о недостатках сварных металлических конструкций, то к ним можно отнести неустойчивость металла к коррозии. Но современные технологии изготовления металлоконструкций и способы обработки металла позволяют легко справиться с этой проблемой.

Особенности сварных конструкций.

1. Сварные конструкции характеризуются максимально прочным соединением отдельных деталей между собой, так как технология производства сварных конструкций основана на слиянии частей конструкций в единое целое на молекулярном уровне. Металл на краях деталей расплавляется до жидкого состояния, и таким образом происходит обмен молекулами. В результате получается конструкция по своей прочности максимально близкая к прочности цельной детали.
2. Еще одной особенностью сварных конструкций является то, что для их изготовления требуется меньше метала, чем для изготовления конструкций, соединенных с помощью заклепок или литых соединений. Причем, экономия может достигать довольно значительных объемов — до 20%, а это значит, что сварное соединение можно считать эффективным не только с точки зрения расхода материалов, но и с точки зрения стоимости всей металлоконструкции. То есть получается, что изготовление металлоконструкций с помощью сварного соединения экономически обладает большей рентабельностью, чем любые другие конструкции.
3. Имеется у сварных конструкций и еще одна отличительная черта, логично вытекающая из предыдущей особенности — они весят меньше, чем конструкции, сделанные методом литья или собранные с помощью заклепочного соединения. И при этом по своей прочности они ничуть не уступают, а даже превосходят эти виды конструкций.

Технология изготовления сварных конструкций.

Технология производства сварных конструкций включает в себя несколько основных этапов. Для изготовления подобных металлоконструкций можно применять различные методы сварки — от автоматической и полуавтоматической до ручной электродуговой. Сварка может вестись в среде защитных газов, под флюсом и т.д. Способы сварных соединений также могут быть различными — тавровыми, торцевыми, стыковыми, угловыми и т.д.

Первым этапом производства сварных конструкций является подготовка всей технической документации, необходимой для создания детали, к которой предъявляются определенные требования.

Также важным этапом производства сварных конструкция является подготовка отдельных деталей к сварке. И здесь самое большое внимание следует уделять подготовке кромок деталей. Кромки стачиваются под определенным углом — и сделать это можно как с помощью шлифовальной машины, так и при помощи обычного напильника. Форма разделки кромок также может быть различной, но наиболее эффективной считается Х-образная разделка. Дело в том, что именно такой подход к разделке кромок может гарантировать максимально низкий объем наплавленного металла, получаемого в процессе разогрева кромок деталей, а это значит, что и качество получаемого соединения будет выше.

Одним из важных этапов при производстве сварных конструкций является их сборка. Это не только процесс, который требует большого внимания, но и работа, обладающая большой трудоемкостью — например, если производство конструкции носит индивидуальный характер, то процесс сборки может занимать до 50% всего времени ее изготовления. Дело в том, что именно от качества сборки зависит дальнейшее качество всего сварного соединения. Основными требованиями, предъявляемыми к сборке сварной конструкции, являются:

• точное соответствие размерам, указанным в проектной документации
• правильное расположение зазоров и их постоянные размеры
• точное расположение деталей конструкции, в полном соответствии с проектной документацией
• точность плоскостей конструкции и углов, под которыми они пересекаются
• обеспечение минимально возможного допуска смещения деталей, если производится их стыковое соединение.

В заключении нужно отметить, что разработка технологии производства сварной конструкции производится индивидуально для каждой отдельной подобной конструкции в соответствии с технической документацией, требованиями, предъявляемыми к готовому изделию, а также имеющимся в распоряжении производителя оборудованием.

Источник

2. Основные способы изготовления сварных конструкций сваркой плавлением

Технология ручной дуговой сварки. Ручную дуговую сварку выполняют покрытыми электродами, которые вручную подают в зону горения дуги и перемещают вдоль свариваемой детали. Электроды для ручной дуговой сварки представляют собой стержни с нанесенными на них покрытиями. Основные параметры режима ручной дуговой сварки: сила, род и полярность тока, диаметр электрода; напряжение на дуге (длина дуги) и скорость сварки.

По положению швов в пространстве различают следующие швы: нижние — на горизонтальной поверхности; вертикальные — на вертикальной поверхности; горизонтальные — по горизонтали на вертикальной поверхности; потолочные.

Технология автоматической и механизированной сварки под слоем флюса. При сварке под слоем флюса дуга горит в закрытой полости, защищенной от воздействия атмосферы эластичной оболочкой расплавленного флюса. Металл шва состоит на 2/3 из расплавленного основного металла и на 1/3 из расплавленного присадочного металла. При автоматической сварке возбуждение дуги, поддержание ее горения, подача электродной проволоки, перемещение дуги вдоль шва и заварка кратера в конце шва механизированы.

Дуговую сварку под флюсом выполняют сварочными автоматами: подвесными сварочными головками или самоходными тракторами, перемещающимися непосредственно по изделию.

При механизированной сварке под слоем флюса плавящимся электродом механизируется подача сварочной проволоки в зону дуги. Для этого служит подающий механизм — сварочная головка. Манипуляции дугой для поддержания заданного режима, придания шву нужной формы и перемещение дуги осуществляются рабочим.

Можно применять сплошную или порошковую проволоки.

Технология сварки в защитных газах. Сварка в среде защитных газов позволяет сваривать металлы и сплавы толщиной от десятых долей до десятков миллиметров. Этот способ характеризуется высокой степенью концентрации тепловой энергии источника теплоты, возможностью получения швов высокого качества при сварке коррозионно-стойких (нержавеющих) и жаропрочных сталей, цветных металлов и легких сплавов, высокой производительностью процесса за счет легкости автоматизации и механизации сварочных работ. К основным недостаткам способа относятся: интенсивное разбрызгивание металла, что приводит к засорению сопла сварочной грелки.

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом является наиболее эффективным способом сварки любых конструкционных материалов, поскольку защитной средой является инертный газ. В качестве неплавящегося электрода используют вольфрамовые стержни с активирующими добавками оксидов иттрия или лантана.

Аргонодуговая сварка плавящимся элетродом применяют при сварке коррозионно-стойких и жаропрочных сталей, легких и цветных металлов толщиной более 3 мм. Использование аргонодуговой сварки для сварки углеродистых и низколегированных сталей нецелесообразно.

Электрошлаковая сварка — плавление основного и присадочного металла осуществляется за счет теплоты, выделяемой при прохождении электрического тока через слой расплавленного флюса.

Слой флюса служит защитой от вредного воздействия окружающей среды и одновременно является средством металлургического воздействия на расплавленный металл.

Источник

Технологические особенности изготовления сварных конструкций

Описание презентации по отдельным слайдам:

Лесосибирский филиал Красноярского строительного техникума ПМ.01. Подготовительно-сварочные работы и контроль качества сварных швов после сварки Раздел 2. Выполнение операций технологических процессов изготовления сварных конструкций МДК 01.02 Технология производства сварных конструкций Тема 2.2. Технология изготовления сварных конструкций Занятие №19-20 Тема урока: Технологические особенности изготовления сварных конструкций Преподаватель: Маршанская Л.В.

Код Профессиональные компетенции ПК 1.1 Читать чертежи средней сложности и сложных сварных металлоконструкций. ПК 1.2 Использовать конструкторскую, нормативно-техническую и производственно-технологическую документацию по сварке. ПК 1.3 Проверять оснащенность, работоспособность, исправность и осуществлять настройку оборудования поста для различных способов сварки. ПК 1.4 Подготавливатьи проверять сварочные материалы для различных способов сварки ПК 1.5 Выполнять сборку и подготовку элементов конструкции под сварку. ПК 1.6 Проводить контроль подготовки и сборки элементов конструкции под сварку ПК 1.7 Выполнять предварительный, сопутствующий (межслойный) подогрева металла ПК 1.8 Зачищать и удалять поверхностные дефекты сварных швов после сварки. ПК 1.9 Проводить контроль сварных соединений на соответствие геометрическим размерам, требуемым конструкторской и производственно-технологической документации по сварке.

Вопросы на закрепление 1. Дайте определение сварной конструкции Сварные конструкции — это герметичные сплошные соединения нескольких (обычно двух) деталей, сделанных из металла. 2. Основные требования к сварным конструкциям Конструкции должны быть прочными, жесткими и надежными, а также экономичными и минимально трудоемкими при изготовлении и монтаже.

План 1. Технологические особенности изготовления сварных заготовок 2. Образование межатомных связей при сварке 3. Напряжения и деформации при сварке 4. Дефекты в сварных соединениях и методы контроля

Технологические особенности изготовления сварных заготовок В тех случаях, когда производство цельных заготовок связано с большими технологическими трудностями, целесообразно изготавливать их сварными. Сварные изделия состоят из отдельных заготовок, изготавливаемых с применением рассмотренных в предыдущих лекциях методов. Упрощение изготовления сварных конструкций по сравнению с отливками и поковками ведет к сокращению сроков освоения производства, снижению трудоемкости и себестоимости изготовления заготовок.

В связи с уменьшением толщины стенок и упрощением конструкции изделий применение сварных заготовок взамен литых дает экономию металла до 30…60%. Кроме того, удельные капитальные вложения на 1 т сварных заготовок примерно в 3 раза меньше, чем на 1 т стального литья. Сварка – технологический процесс получения неразъёмных соединений. Сварку применяют для соединения однородных и разнородных металлов и сплавов, металлов с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом) и пластмасс.

Сварные конструкции классифицируются: ● по методу получения исходных заготовок (листосварные, штампосварные); ● по целевому назначению (авиационные, автомобильные); ● по толщине свариваемых элементов (тонкостенные или толстостенные); ● по применяемым материалам (стальные, алюминиевые, титановые).

В зависимости от характерных особенностей работы конструкций, выделяют следующие типы сварных изделий: балки, колонны, оболочковые и корпусные конструкции, станины, валы, колеса и т.п. Элементы сварных заготовок изготавливают из различных материалов при толщине от десятых долей миллиметра до 1000 мм и более. Практически все сварные изделия в процессе их изготовления подвергаются термической обработке перед окончательной механической обработкой резанием для снятия остаточных напряжений. В зависимости от используемой энергии для образования сварного соединения все виды сварки разделяют на три класса: термический (Т), термомеханический (ТМ) и механический (М). Балки сварные двутавровые Стальные колонны

К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая, плазменная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная ,газовая и др.). При термических методах сварки с помощью внешнего источника нагрева кромки расплавляются, образуя сварочную ванну. Расплавление металла способствует его объединению в единое целое. Плазменная сварка Лазерная сварка Электродуговая сварка

К термомеханическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная, кузнечная, диффузионная, газопрессовая и др.). При термомеханических методах сварки металл в месте соединения деталей нагревается от внешних источников теплоты до температуры плавления или пластического состояния. Нагревание позволяет снизить удельное давление, уменьшить величину минимальной относительной деформации, необходимой для сварки. Кузнечная сварка Контактная сварка

К механическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии (трением, взрывом, холодная, ультразвуковая). При механических методах сварки необходимо приложить давление, под влиянием которого в месте сварки возникают значительные упруго-пластические деформации, вызывающие разрушение оксидной плёнки, смягчение микронеровностей, обеспечение физического контакта и образование между атомами прочных связей, соответствующих связям при расстоянии между ними, равном параметру кристаллической решетки. Сварка трением Холодная сварка Сварка взрывом

Образование межатомных связей при сварке Для того чтобы сварное соединение обладало теми же свойствами, что и свариваемые материалы, необходимо сформировать в зоне соединения (между поверхностями) такие же химические связи, как и в соединяемых элементах. Задача соединения реальных поверхностей металлов в одно целое значительно осложняется наличием на контактных поверхностях микровыступов, оксидов, адсорбированных газов, влаги, органических (жировых) загрязнений. Схема образования сварного соединения между двумя монокристаллами: а — монокристаллы до сварки; б — монокристаллы после сварки; 1 — ион кристаллической решётки; 2 — граница сварного соединения Модель контакта твёрдых тел по макроскопической волнистости (а) и микроскопической шероховатости (б) поверхностей а) б)

В расплавленном металле сохраняются связи между атомами (ионами). Сохраняются они и на образовавшихся при плавлении кромок межфазных границах твердого и жидкого металла. Поэтому для формирования непрерывной межатомной связи достаточно образование общей сварочной ванны. Перенести в конспект

Напряжения и деформации при сварке В процессе изготовления сварных конструкций в них возникают напряжения и деформации. Сварочные напряжения, превышающие предел текучести металла, вызывают пластическую деформацию конструкции, что приводит к изменению размеров и формы изделия. Если сварочные напряжения превышают предел прочности, то происходит образование трещин в шве или в зоне термического влияния (з.т.в.) Перенести в конспект

Сварочные напряжения и деформации возникают в результате неравномерного нагревания заготовок при сварке, усадке и структурных превращениях в металле в процессе охлаждения. Рассмотрим несколько примеров.

При местном нагреве стальной пластины, свободно лежащей на сварочном столе, ее длина увеличивается на ΔL (рисунок 1, а). Это увеличение зависит от коэффициента линейного расширения материала заготовок, длины нагретой зоны, а также от температуры нагрева. После охлаждения пластина приобретает свои первоначальные размеры и в ней не будет ни внутренних напряжений, ни остаточных деформаций.

При местном нагреве этой же пластины, жестко закрепленной с обоих концов (рисунок 1 б), она не сможет свободно удлиняться, поэтому в ней возникнут сжимающие внутренние напряжения. При температуре нагрева выше 600oС сжимающие напряжения превысят предел текучести металла нагретого участка. Поэтому в этой зоне будет протекать пластическая деформация сжатия, и на длине L’ произойдет увеличение толщины. При охлаждении пластина должна укоротиться, но этому будет препятствовать жесткое закрепление, в результате чего в ней возникнут растягивающие напряжения.

Аналогичным образом возникают внутренние напряжения и деформации при наплавке валика на кромку полосы (рисунок 1, а). а — деформация полосы в процессе наплавки валика на кромку; б — эпюра распределения напряжений в полосе при наплавке;

Наплавленный валик и нагретая часть полосы будут расширяться и растягивать холодную часть заготовки, вызывая в ней деформации растяжения с изгибом. Валик и нагретая часть образца сожмутся, поскольку тепловому расширению будут препятствовать холодные части полосы. в — деформация полосы после остывания; г — эпюра распределения напряжений в полосе с наплавленной кромкой: σт — предел текучести материала полос.

При изготовлении изделий с использованием сварке плавлением соединения происходит продольная и поперечная усадка сварного шва, поэтому образуются продольные и поперечные внутренние напряжения . Эти напряжения вызывают деформацию сварных изделий. Направления действия продольных и поперечных внутренних напряжений

Деформации сварных изделий от продольной усадки наплавленного металла: а — при симметричном расположении швов; б, в — при несимметричном расположении швов; г — при наплавке валика на кромку полосы: 1 — сварной шов; 2 — зона нагрева; Δl — величина деформации от продольной усадки; b — ширина зоны нагрева

Дефекты в сварных соединениях и методы контроля Дефекты в сварных соединениях бывают двух типов: внешние и внутренние. К внешним дефектам относятся наплывы, подрезы, наружные непровары и несплавления, поверхностные трещины и поры . Внутренними дефектами являются скрытые трещины и поры, внутренние непровары и несплавления, шлаковые включения и др.

а-г — внешние дефекты; д-ж — внутренние дефекты. Дефекты в сварных соединениях:

Дефекты в сварных соединениях и методы контроля Качество сварных соединений обеспечивают предварительным контролем заготовок, текущем контролем за процессом сварки и приемочным контролем сварных соединений. В зависимости от нарушения целостности соединения при контроле различают разрушающие и неразрушающие методы контроля. Разрушающие испытания проводят обычно на образцах-свидетелях, моделях и реже на самих изделиях. При неразрушающих испытаниях, осуществляемых обычно на самих изделиях, оценивают физические свойства, которые косвенно характеризуют качество изделий. .

Рефлексия: 1.Сформулируйте технологические особенности изготовления сварных конструкций. 2.По каким показателям проводят классификацию видов сварки. 3.Назовите виды сварки, относящиеся к — Термическому классу; — Термомеханическому классу; — Механическому классу.

Домашнее задание Повторить изученный материал по учебнику: ВН Галушкина «ТПСК» стр. 71-76; 154-157

Жду ваши работы……

Курс повышения квалификации

Охрана труда

• Сейчас обучается 97 человек из 44 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе

• Сейчас обучается 331 человек из 66 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Охрана труда

• Сейчас обучается 170 человек из 48 регионов

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДБ-1164333

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами

Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно

В Госдуме предлагают сделать бесплатным проезд на общественном транспорте для детей до 16 лет

Время чтения: 2 минуты

Минпросвещения разрабатывает образовательный минимум для подготовки педагогов

Время чтения: 2 минуты

Российские адвокаты бесплатно проконсультируют детей 19 ноября

Время чтения: 2 минуты

Когда дети начинают шутить

Время чтения: 2 минуты

Минпросвещения будет стремиться к унификации школьных учебников в России

Время чтения: 1 минута

Рособрнадзор откажется от ОС Windows при проведении ЕГЭ до конца 2024 года

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник