Способы прихватки элементов при сборке

Подготовка и сборка деталей под сварку

Подготовка и сборка деталей под сварку подразумевает выполнение очистки, выравнивания, разметки, резания и сборки заготовок.[context]

Кромки и примыкающую зону, 20-30 мм с каждой стороны, очищают от ржавчины, краски, окалин, масла и других загрязнений. Качественно подготовленные кромки и прилегающая зона имеют металлический блеск, что достигается при использовании металлических щеток, пламя, а при ответственных соединениях используют травление, обезжиривание, пескоструйную обработку.

Более подробно об очистке заготовок перед сваркой смотрите в этой статье.

Детали с вмятинами, выпуклостями, волнистостью, искривлением обязательно выпрямляют. В холодном состоянии можно выпрямлять листы и прокат вручную или при помощи машин. При сильной деформации металла выпрямление делают в горячем состоянии. Для выпрямления используют молотки, прессы, правильные машины.

Следующий этап подготовки деталей перенесение размеров из чертежа на металл и его разметка. Для измерений и разметки используют метры, линейки, угольники, циркули, чертилки, маркеры, мел и специально изготовленные шаблоны. Во время сварки заготовки укорачиваются, что необходимо учитывать при разметке заготовок. Для этого используют припуск с расчета 1 мм на каждый поперечный стык и 0,1-0,2 мм на 1 м продольного шва.

После разметки детали разрезают термическими или механическими способами, для придания заготовкам необходимого размера и формы. Кромки на местах будущих сварных соединений делают напильником, зубилом или механическим способом на фрезерных станках, строгальных станках и др. Угол скоса зависит от способа сварки, химического состава металла и его толщины. Проверку угла скоса кромок делают при помощи шаблонов.

Сборка деталей под сварку производится одним из трех подходов:

предварительно собрать всю деталь и сварить все необходимые швы;
сварить часть конструкции и к ней постепенно присоединять недостающие детали;
предварительная сборка и сварка изделия с отдельных узлов конструкции;

Продуктивность и качество изготовления сварных конструкций во многом зависит от базовых поверхностей (баз) для сборки сварных конструкций. Базовыми считаются поверхности с наибольшими размерами; в качестве направляющей базы — самую длинную поверхность; опорной базой считают любого размера поверхность в нормальном состоянии и неизменной форме (без резов, капель, швов).

Выбирать базу стоит исходя из наличия сборочных приспособлений, вида заготовок, жесткости деталей и точности из размещения, зазора между кромками. Важно учитывать сварочные напряжения и деформации.

Приспособления для сборки и сварки

Для более продуктивного и качественного изготовления сварных конструкций используют специальные приспособления для сборки и сварки:

1. универсальный зажим для монтажа и сборки цилиндрических деталей;
2. ручная скоба для сборки профильного и листового металла;
3. ручная пружинная скоба для сборки профильного металла;
4. поворотный винтовой зажим для сборки и крепления деталей в массовом производстве;
5. струбцина для сборки деталей разного профиля;
6. угловой прихват из болтом для сборки крупных контрукций с листового металла;
7. скоба прихваточная с ломом для конструкций, которые собирают внахлест в монтажных условиях;
8. гребенка на прихватках для крупных листовых конструкций;
9. прихваточные шайбы с планками и клиньями для листовых конструкций;
10. винтовая стяжка для притягивания деталей;
11. стягивательное кольцо для трубопроводов большого диаметра;
12. гибкий хомут с эксцентрическим зажимом для цилиндрических деталей;
13. винтовой распорно-стягивательный механизм для листовых конструкций и плоскостных изделий;
14. крюк с ломом для стягивания кромок;
15. винтовая распорка для цилиндрических деталей;
16. распор для сборки деталей машиностроительных конструкций;
17. винтовая упорная скоба для деталей ограниченных размеров;
18. односторонний винтовой упор для сборки профилей ферм и других конструкций;
19. односторонний упор для сборки конструкций на стационарных постах.

Выполнение прихваток после сборки конструкции

[context] Собранные детали прихватывают. Длина прихваток и расстояния между ними зависит от толщины металла и длины шва. Ставят прихватки для фиксации деталей и сохрани зазора между ними в процессе сварки. Прихватка должна проваривать корень шва, потому что в процессе сварки сама прихватка может полностью не переплавится.

Зависимость длины прихваток и расстояния между ними от толщины металла и длины шва.

Толщина металла, мм	≤ 5	≤ 5
Длина металла, мм	≤ 150-200	≤ 200
Длина прихваток, мм	≤ 5	20-30
Расстояние между прихватками, мм	50-100	300-500

Нужно делать прихватки максимально низкими, лучше если они будут вогнутыми. Прихватки ставят на режимах аналогичных режимам сварки. Иногда прихватку заменяют цельным швом небольшого разреза.

При сварки меди необходимо обходиться без прихваток, зажимать детали в кондукторах или других приспособлениях, потому что они вызывают трещины при повторном нагревании.

Прихватки нагревают металл и при последующем передвижении деталей возможно возникновение трещин. Чем больше толщина деталей, тем больше растягивающая усадка в прихватках и возможность появления трещин. Поэтому прихватки целесообразно использовать для деталей небольшой толщины (до 6-8 мм). При большей толщине листов безопасность передвижения узлов можно достичь при помощи гребенок (эластичных прихваток) или собирают изделие из гибкими деталями (решетки, фермы и т.п.)

Подготовка под сварку деталей разной толщины

При стыковом соединении деталей разной толщины можно обойтись без дополнительных операций и сваривать их как детали одинаковой толщины, если разница между ними не выше чем значения указанные в таблице ниже

Допустимая разница между толщиной сварных деталей

Толщина тонкой детали, мм	1-4	4-20	20-30	больше 30
Допустимая разница, мм	1	2	3	4

Для плавного перехода между деталями допускается наклонное размещение поверхности шва.

Если разница в толщине свариваемых деталей больше чем указаны в таблице, то на деталях большей толщины делают скос кромок с одной или обеих сторон. При этом элементы разделки и толщину шва выбирают исходя их размеров меньшей детали. Допускается смещение кромок не более: 0,5 мм — для деталей толщиной до 4 мм; 1,0 мм — для деталей толщиной 4-10 мм; 0,1 × S, но не более 3 мм — для деталей толщиной 10-100 мм; 0,01 × S + 2 мм, но не более 4 мм — для деталей толщиной более 100 мм.

Катеты углового шва должны указываться при проектировании изделия, но не более 3 мм для деталей толщиной до 3 мм включительно и 1,2 толщины тонкой детали при сварке деталей толщиной более 3 мм.

Источник

Сборка под сварку

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

Нормируемые параметры сборки деталей под сварку

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

Линейное смещение кромок

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

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

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

Зазор

Необходим для проплавления корня шва и формирования обратного валика.

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

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

Угловое смещение (перелом)

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

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

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

Требование к прихваткам

Прихватки должны обеспечивать жесткость конструкции в процессе сварки за счет:

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

Прихватки не должны снижать качество сварного шва, поэтому:

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

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

Смещение продольных швов сварных труб

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

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

Требования к сборке технологических трубопроводов

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

Смещение кромок по внутреннему диаметру не должно превышать значений:

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

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

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

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

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

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

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

Требования к приспособлениям и технологическим креплениям

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

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

Требования к смещению продольных швов

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

Требования к сборке трубопроводов газового оборудования

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

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

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

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

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

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

Требования к смещению продольных швов

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

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

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

Требования к сборке трубопроводов котельного оборудования

Требования к прихваткам

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

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

Источник