Способ сборки деталей под сварку

§ 31. Сборка деталей под сварку

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.

Представление о конструкции сборочно-сварочных приспособлений дает табл. 9.

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.).

Источник

Существует 2 способа сборки изделия под сварку

1.Сборка производится до плотного сопряжения собираемых деталей (или с необходимым технологическим зазором) и сжатия их в таком состоянии для последующей сварки и постановки электроприхваток. В этом случае отклонения в размерах изделия определяются суммой отклонений в размерах собираемых деталей, т.е. размерными цепями изделия. Следовательно, при таком способе сборки на чертежах деталей допуски должны назначаться исходя из возможного или наиболее вероятного их суммирования при сборке изделия. Таким образом, при 1-м способе сборки сборочный процесс и конструкция зажимного устройства не зависят от допусков по размерным цепям, а размеры сварного изделия полностью определяются фактическими размерами деталей и положением фиксаторов и упоров сборочного кондуктора.

2. Сборка производится по заданным размерам готового изделия с соответствующими допусками. В этом случае конструктором сварного изделия должны быть предусмотрены компенсирующие зазоры или компенсирующие или компенсирующие прокладки “по месту” в каждой размерной цепочке, либо подрезка и подрубка деталей “по месту” (подгонка), либо применение селекционной сборки, когда детали сортируются по фактическим размерам и затем группируются по сборочным комплексам так, чтобы был возможен первый способ сварки – до плотного сопряжения деталей без подрезки и без зазоров (конечно, если последние не требуются по технологии сварки).

Наиболее широкое распространение получил 1-й способ сборки. Сборочные устройства по функциональному назначению и характеру выполняемых операций можно разделить на три основных типа:

1.)сборочные стенды и кондукторы, в которых выполняется сборка изделий на прихватках с последующей передачей собранного изделия в другое сварочное устройство. 2.) сборочно-сварочные кондукторы, в которых выполняется не только сборочные, но и сварочные операции, в большинстве случаев без предварительной постановки прихваток. 3.) сборочно-сварочные кондукторы – кантователи, в которых кроме сборочных и сварочных операций осуществляется также операции кантовки изделия в удобное для сварки положение.

Сварочными приспособленияминазываются дополнительные технологические устройства к оборудованию, используемые для выполнения операций сборки под сварку, сварки, термической резки, пайки, наплавки, устранения или уменьшения деформаций и напряжений, а также для контроля. В комплексно-механизированном сварочном производстве широко применяются загрузочные, разгрузочные, подъемно-транспортные и комбинированные приспособления, чалочные устройства, тиковая и специализированная …. оргоснастка, различный инструмент.

Учитывая, что сварочное производство является комплексным, необходимо проектировать приспособления для заготовительных, подготовительных, заключительных операций и специальный инструмент.

Сборочно-сварочной оснасткой называют совокупность приспособлений и специального инструмента для выполнения слесарных, сборочных, монтажных и других видов работ. Поэтому термин “оснастка” чаще применяется в судостроении, монтаже, строительстве. Применение сварочных приспособлений позволяет уменьшить трудоемкость работ, повысить производительность труда, сократить длительность производственного цикла, улучшить условия труда, повысить качество продукции, расширить технологические возможности сварочного оборудования, способствует повышению комплексной механизации и автоматизации производства и монтажа сварных изделий. Сварочные приспособления классифицируются по нескольким признакам (рис.1) следующим образом:

Источник

Как подготовить металл к сварке

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Подрезка кромок производится вручную, механически или с использованием горелок.

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.

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.

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

Источник