Способ выполнения швов при сварке листовых конструкций

Сварка листовых конструкций

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Для листовых конструкций применяют листовой и фасонный прокат (листы, уголки, швеллеры и т.д.). Существует масса сварных листовых конструкций, начиная от сложных несущих рам, баков, балок, мостов, стоек и до очень простых по конструкции, например бытовой бак для воды.

Цилиндрические резервуары для различных жидкостей, в том числе и для нефтепродуктов, изготавливают из листовой стали. Из листов делают барабаны паровых котлов высокого давления с толщиной стенок до 100 мм. Такие толщины сваривают электрошлаковой сваркой.

При сварке конструкций применяются стыковые и нахлестанные соединения. В резервуарах вертикальные (поперечные) соединения выполняют стыковыми, а круговые соединения поясов — нахлесточными, так как очень сложно обеспечить сборку этих соединений встык без зазоров, особенно при больших диаметре и высоте.

На изготовление различных ответственных сосудов, барабанов и котлов, работающих под давлением, объектов нефтехимической промышленности, грузоподъемных устройств, газопроводов и других изделий распространяются нормы и правила Госгортехнадзора и других органов надзора за техническим состоянием и надежностью опасных технических устройств.

На сварку судовых корпусных конструкций технические условия устанавливаются правилами Речного или Морского Регистра России.

Кроме сталей для изготовления листовых конструкций применяют и цветные металлы. В кислородном машиностроении используют медь и латунь, в производстве цистерн для перевозки кислот, пищевых продуктов, корпусов судов на подводных крыльях — алюминий и его сплавы, в химическом машиностроении — жаропрочные и жаростойкие, кислотостойкие хромоникелевые стали.

Для сварки этих конструкций служит в основном сварка в защитных газах, а также нержавеющие электроды.

Если сварная конструкция ответственного назначения и поднадзорна органам Госгортехнадзора России, то к ее изготовлению (в том числе и контроль качества) допускаются инженерно-технические работники, а также рабочие-сварщики после обучения, проверки знаний и экзамена по новым правилам (введенным 15 января 2000 г.) аттестации ПБ-3-273-99 в аттестационном центре.

Источник

Сварка листового материала, труб. и ремонтная сварка

Особенности сборки и сварки конструкций из тонколистового материала

При сварке листов небольшой толщины происходит коробление их поверхностей; при этом с уменьшением толщины листов коробление увеличивается. Поэтому при сборке и сварке конструкций из тонколистового материала для предотвращения коробления необходимо строго соблюдать все технические условия на сборку, а также правильную технологическую последовательность сварки.
Коробление или деформация тонкого материала заключается в том, что на листах конструкции обычно в промежутках между приваренным набором образуются бухтины, а по свободным кромкам появляется волнообразный изгиб. Выправление бухтин после сварки значительно увеличивает трудоемкость работы и может привести к уменьшению прочности конструкций.

К тонколистовым конструкциям относят: продольные и поперечные переборки — выгородки служебных и жилых помещений, стенки и крыши надстроек и другие конструкции, имеющие толщину листов 3 мм и меньше.

При подготовке конструкций из тонкого материала под сварку сборщик должен учесть, что при сварке происходит усадка металла, поэтому необходимо выдерживать заданные по чертежу размеры зазоров и прихваток, имея в виду, что это исключает возможность коробления конструкций.

Перед сборкой и сваркой тонколистовых конструкций все листы должны быть хорошо выправлены после обработки и иметь клеймо приемки. Сборку плоских конструкций производят на ровной металлической площадке или плите; листы собираемой конструкции укладывают на площадку и плотно стыкуют между собой с минимальными зазорами, причем длина отдельной прихватки должна быть равна 30 мм, а расстояние между прихватками 250—300 мм (рис. 102, а — г). После этого листы плотно прижимают в точках стыков и пазов грузами с размерами 120X200X800 мм и массой около 100 кг, а затем сваркой прихватывают листы по контуру к плите и производят сварку обратноступенчатым способом — сначала стыков, а потом лазов. Прихватки по контуру к плите уменьшают усадку. Грузы препятствуют выпучиванию полотнища в районе стыков и пазов во время сварки.

После сварки грузы снимают и удаляют прихватки по контуру, полотнище кантуют и накладывают подварочные швы по стыкам и пазам автоматом с другой стороны полотнища, предварительно накладывая грузы и прихватывая сваркой по контуру к плите. Если после окончания сварки на полотнище появятся небольшие бухтины вдоль стыков и пазов, их выправляют проковкой сварных швов. При небольших размерах полотнища правку производят на правильных вальцах. Затем устанавливают набор и прихватывают его по контуру полотнища. Набор (прижимают к полотнищу грузами или сверху набора ставят «рыбины» из угольников для жесткости и устойчивости при сварке. Далее производят приварку набора (встык) к полотнищу в порядке, изображенном на рис. 102, т. е. сначала приваривают первую стойку, затем третью, пятую и т. д. Приварку производят от середины полотнища к краям. «Рыбины» рекомендуется оставлять на полотнище до установки его на место. Сборку конструкций заканчивают проверкой плотности сварных швов керосином, контуровкой и сдачей контрольному мастеру ОТК.

Если конструкция имеет поперечную погибь (например, настил надстройки), то сборку ее производят в постели, причем последовательность сборки и сварки остается той же, только подварку полотнища выполняют в последнюю очередь, т. е. после установки и приварки всего набора.

Конструкцию, покоробленную при сварке, правят местным нагревом каждой бухтины до температуры 800—900° С (темно-красного каления) газовой горелкой. На рис. 103 цифрами изображена последовательность нагрева покоробленного металла. Когда разогретые места начнут остывать, т. е. слегка темнеть, производят правку, нанося со стороны бухтины удары деревянным молотом (киянкой) или стальной кувалдой через гладилку. При этом используют плоскую поддержку с другой стороны листа. При остывании происходит усадка металла и бухтины выравниваются.

Особенности сварки тонколистового металла электродом

Проблемы, возникающие в ходе сваривания тонкого металла, похожи на брак при работе с толстостенными заготовками. Соединение листов толщиной меньше 2 мм затруднено несколькими факторами:

1. Из-за малой толщины часто прожигается металл при неверной установке тока или медленном ведении электрода.
2. Если, опасаясь прожога, сварку тонколистового металла проводить слишком быстро, останутся несоединенные места. Не проваренные участки также остаются при увеличении длины дуги, из-за чего кромки прогреваются слабо, а расплав растекается по поверхности. После очистки шов не будет герметичным, уменьшится его стойкость к излому и разрыву.
3. При сварке по тонкому металлу с обратной стороны стыка образуется выпуклый валик. Проблему наплыва решают подкладыванием подложек, снижением силы тока, изменением способа наложения шва.
4. Из-за сильного нагрева возможна деформация заготовок в виде волн и изгибов. Их после остывания выправляют резиновым молоточком, если нет особых требований по внешнему виду. В противном случае перед свариванием тонкого металла принимают меры для предотвращения перегрева.
5. Из-за неумения держать короткую дугу или при установке малого тока, у новичков нередко залипают электроды при сокращении промежутка между ними и стыком. Шов становится не равномерным и не качественным.

Сварка — листовая конструкция

При изготовлении резервуаров, элементов судового корпуса и ряда других конструкций часто возникает необходимость сборки и сварки плоскостных листовых конструкций , весьма разнообразных по своим толщинам и габаритам, которые будем условно называть полотнищами. Сборка, а главное сварка таких полотнищ требует хорошо проработанного технологического процесса с определением последовательности выполнения сварки. [31]

В соответствующей нормали регламентируются подготовка сварного шва и технология различных способов сварки, а также рекомендуются электроды, сварочная проволока, составы флюсов для сварки листовых конструкций из сталей ( в том числе двухслойной), алюминия, меди, никеля и титана. [32]

Для сварки листовых конструкций применяются различные стенды, обеспечивающие правильное взаиморасположение собираемых листов с соблюдением необходимых технологических. [34]

В настоящее время газовая сварка находит применение в основном при изготовлении воздуховодов, фильтров, кожухов и других вентиляционных устройств, а также небольших аппаратов и емкостей из стали толщиной 0 5 — 2 мм. При сварке листовых конструкций толщиной до 2 мм лучшим видом подготовки кромок является от-бортовка. [35]

Подготовка кромок под сварку выполняется так же, как и для сварки сталей. При сварке тонких листовых конструкций ( до 2 мм) для уменьшения деформаций и напряжений параллельно швам на расстоянии от швов, равном 25 — 30 толщинам, в заготовках делаются зиговки радиусом 4 — 5 толщин ( фиг. [36]

Вид сварки выбирают, исходя из размера и формы соединяемых заготовок; расположения швов в сварном соединении; физико-химических свойств, соединяемых материалов; возможности механизации и автоматизации процесса сварки. Так, например, для сварки листовых конструкций из всех марок сталей и некоторых цветных сплавов широко применяют дуговую и электрошлаковую сварку. Для получения стыковых соединений заготовок компактных, полых и развитых сечений из сталей и цветных металлов применяют контактную стыковую сварку. [37]

Стенды оборудуют приспособлениями, облегчающими труд и повышающими безопасность работы. Так, например, стенды для сборки и сварки листовых конструкций снабжают рольгангами, облегчающими перемещение листов в процессе сборки. На рис. 62 представлен стенд для сварки цилиндрических аппаратов, в нижней части которого установлены приводные ролики, позволяющие легко повертывать свариваемый аппарат. [39]

Сварка листового материала, труб. и ремонтная сварка

Детали из листового материала толщиной до 1 мм сваривают без присадочного металла. У листов в месте сварки делают отбортовку кромок. Сложенные вместе листы сваривают пламенем сварочной горелки расплав­лением отбортованных кромок.

Более толстые листы сваривают с применением при­садочной проволоки. Между листами делают зазор, ко­торый должен соответствовать толщине свариваемого металла, и скрепляют между собой прихватками. Для того чтобы во время выполнения прихваток зазор не уменьшился, между листами устанавливают прокладки, которые затем удаляются. Для стягивания кромок лис­товых конструкций и их закрепления применяют болто­вые стяжные устройства и струбцины.

При сварке длинных швов листовых конструкций применяют обратноступен­чатый способ сварки.

При изготовлении короб­чатых конструкций (рис.

49) вначале сваривают уг­ловые швы 1, 2, 3 боковых стенок, затем стенки прива­риваются к днищу швами 4,5,6 и 7. Заканчивается из­готовление сваркой вертикального шва 8. Указанный по­рядок сварки дает наименьшее коробление изделия. При толщине свариваемого металла более 5 мм применяется V — или Х-образная разделка кромок.

Сварка труб. Широкое применение получила газовая сварка труб небольшого диаметра (до 100 мм), особен­но при монтаже систем отопления и горячего водоснаб­жения, водопроводов, газопроводов и других трубчатых конструкций.

Трубы сваривают чаще всего встык, так как стыковые соединения требуют наиболее простой подготовки кро­мок, наименьших затрат времени и расхода горючего газа.

При толщине стенок труб до 5 мм сварку проводят без разделки кромок, а стык собирают с зазором 1,5— 2 мм. При сварке труб с толщиной стенок более 5 мм применяют одностороннюю разделку кромок под углом 70—90°, оставляя притупление от 1,5 до 2,5 мм. Притуп­ление необходимо для того, чтобы при сварке кромки не проплавлялись и расплавленный металл не протекал внутрь трубы.

В зависимости от назначения конструкции использу­ют и другие способы стыковки труб — без скоса кромок с подкладным кольцом, с раструбом и вставным кольцом.

Перед сваркой трубы выравнивают так, чтобы оси их совпадали, н прихватывают. Для центровки труб приме­няют центраторы и другие приспособления. Сварку труб можно выполнять как левым, так и правым способами. Если трубу можно поворачивать, то сварку производят в нижнем положении. Неповоротный стык сваривают во всех пространственных положениях, что является наибо­лее трудным для сварщика.

Рис. 50. Последовательность сварки труб диаметром: а — 200—300 мм, 6 — 500—600 мм, в — сварка без поворота

При сварке труб большого диаметра (300 мм и бо­лее) сварку начинают с какой-либо точки окружности трубы и выполняют четырьмя отдельными участками, как показано на рис. 50, а. При сварке труб диаметром 500—600 мм сварку могут вести одновременно два свар­щика. Вначале заваривают верхнюю часть трубы на уча­стках 1 и 2 (рис. 50, б), затем грубу поворачивают и так­же одновременно заваривают участки 3 и 4. Если пово­рачивать трубу нельзя, то участки 3 и 4 сваривают потолочным швом в порядке, указанном на рис. 50, в пунктирными стрелками.

Ремонтная сварка. При ремонтных работах часто приходится заваривать трещины, возникшие в сварных швах и в основном металле. При заварке трещин необ­ходимо предварительно засверлить концы трещины, что­бы при нагреве трещина не распространялась дальше.

В деталях из низкоуглеродистой слали концы третий молено не эасверливагь. При толщине металла свыше 3 мм трещину разделывают с одной или двух сторон в зависимости от толщины завариваемого изделия. Трещи­на заваривается от середины к краям. Если протяжен-

ность трещины более 500 мм, то сварку ведут участками обратноступенчатым методом. Кромки трещины перед сваркой должны быть зачищены до металлического бле­ска. Небольшие трещины завариваются в одном направ­лении.

При ремонте закрытых сосудов из-под горючих ве­ществ необходима тщательная очистка тары от остатков горючих продуктов, так как остатки их могут образовы­вать взрывоопасные соединения с воздухом. Тару про­мывают горячей водой с каустической содой.

При заварке сосудов из-под нефтепродуктов исполь­зуется способ Г. А. Медведева, при котором сосуд запол­няется отработанными газами двигателей внутреннего сгорания. Подача газов производится непрерывно и в процессе сварки. Заварка осуществляется обычным спо­собом с применением присадочной проволоки. Пламя горелки зажигают и гасят в стороне от завариваемой тары.

Способы сварки листового металла

Металлические листы средней толщины варятся ступенчатым способом. Вся полоса сварки условно делится на участки по 10-20 см, после чего эти участки провариваются попеременно. Каждый последующий шов перекрывает предыдущий шов на 1 см. Такая технология позволяет избежать температурных деформаций металла.

Сварка тонких листов металла обычно производится встык, с отбортовкой кромок. Также допускается соединение встык на подкладке, без отбортовки. Существует сварка цилиндрических изделий. Например, приварка к отбортованному днищу цилиндрического корпуса или приварка к отбортованному корпусу днища.

Сварка толстого металла (более 4 мм) выполняется в несколько проходов. Это так называемая многослойная сварка. Сварной шов заполняется несколько раз. Перед наложением каждого последующего слоя производится очистка слоя предыдущего от окалины. Многослойная сварка является более надежной, но ведет к увеличению расходных материалов.

Основные способы соединения тонколистового металла

Сварка жести может осуществляться как ручной дуговой сваркой, так и полуавтоматом. Эти обе методики широко применяются для соединения мелких деталей, толщина металла которых не более 3 миллиметров.

Специалисты рекомендуют совершать сварку тонкого металла полуавтоматом, так как оборудование лучше справляется с этой задачей при работе на маленьком токе. Таким образом, можно избежать деформации изделия.

Сварка стальных листов может осуществляться несколькими способами:

• прерывистый метод или точечный, при котором можно варить тонкий металл инвертором без риска. На изделии просто ставятся точки и таким образом скрепляются две части. Этот метод требует некоторых навыков, так как мастер должен очень быстро перемещать проводник, пока металл не успел остыть.
• непрерывная сварка жести на протяжении всего шва. Сварочный аппарат для такого способа лучше выставлять на маленький ток, не более 60А. Кроме этого, нужно выбрать определенную скорость ведения электрода, так как при быстром перемещении изделие не успеет сплавиться, а при медленном, в нем могут образоваться дыры.

Существует два основных способа для сварки жести:

1. Работа плавящимися электродами. Для этого лучше использовать проводники, диаметром не более 2 миллиметров. Оптимальным размером считается 1,6 мм. Основной задачей мастера при этом является контроль недопущения перевара, чтобы не прожечь деталь. Проводник нужно вести с умеренной скоростью, чтобы и сплав получился качественным, и при этом в металле не образовалась дырка. В момент сцепления материалов необходимо обеспечить полный провар кромок стали, но не прожечь его. Здесь сварка тонколистовой стали заключается в мгновенном расплавлении кромок и невозможности вести полноценный контроль над созданием сварочной ванны. То есть, при таком способе важно внимательно вести электрод, чтобы не прожечь материал. Для этого необходимо долго тренироваться.
2. Сварка инвертором тонкого металла с применением нерасплавляющегося электрода. Такой метод, в свою очередь, тоже делится на два типа:

• метод оплавления и соединения кромок деталей;
• метод с использованием присадочной проволоки.

Этот способ подразумевает соединение деталей без примеси дополнительного материала. То есть, электрод не плавиться, а только расплавляет края деталей и соединяет их между собой. Такая методика дает возможность работать с самыми тонкими стальными листами.

Подготовка листового металла к сварочным работам

Все изделия в местах кромок и прилегающих к ним участков должны быть тщательным образом очищены от краски, загрязнений, масла, ржавчины, окалины и влаги. Очистку производят металлической щеткой, болгаркой или пламенем горелки. Лучший результат дает симбиоз этих способов. Кромки обрабатываются при помощи шлифовальной машины или фрезерного станка.

Они должны быть скошены под небольшим углом для соблюдения технологии сварочных работ. Качественная сварка листового металла встык невозможна без соответствующей обработки кромок.

Сборка изделий под сварку

В зависимости от конструкции будущего изделия производится сборка деталей и их крепление между собой посредством различных приспособлений. Для скрепления листов используются струбцины, клинья, фиксаторы, рычаги, стяжные уголки.

Для плотного стягивания изделий применяются домкраты. В условиях цеха сварка листовой стали обеспечивается специальными прижимными механизмами.

Для обеспечения неподвижности шва изделия скрепляют прихватками. Их размер зависит от толщины листового металла и общей протяженности шва. Для тонких листов длина прихватки составляет до 0,5 см, а для толстого металла может доходить до 3 см. При толщине металла 1 см и более прихватки обычно не используются.

В этом случае применяются клиновые стяжки, допускающие незначительные смещения деталей в процессе сварки. Также могут быть использованы угольники и стяжные планки.

Технология сварки листового металла

Сварка прокатного металла может быть осуществлена встык или с нахлестом. Вертикальные швы рекомендуется выполнять стыковыми, а круговые поясные соединения лучше делать с нахлестом. Первым делом провариваются поперечные швы, а уже затем идет работа над продольными швами.

Зазоры между соединяемыми изделиями должны быть около 1 мм. Это необходимо для предотвращения деформации изделий. Рекомендуется выполнять сварку листового металла от середины, постепенно направляясь к краям.

Сварка выполняется под углом 70-90 градусов. В таком положении идет максимальный провар шва.

Выполняя сварку любого листового металла согласно рекомендациям, получают качественные сварные изделия надлежащей крепости.

Источник