Главная


Оcновы сварки судовых конструкций




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 20 ... 60 ... 100 ... 140 ... 180 ... 220 ... 260 ... 279
80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119


скачать книгу Оcновы сварки судовых конструкций




Наличие в листовом прокате различных искривлений, а также окалины и ржавчины на его поверхности оказывает отрицательное влияние на качество выполнения технологических процессов и каче­ство изготовленных деталей и конструкций. Поэтому перед запуском листового и профильного проката для изготовления деталей он под­вергается предварительной обработке (правке, очистке и грунтовке). Допустимые местные искривления выправленного проката приведе­ны в табл. 6.7.
...
Стальной корпус морского судна состоит из десятков тысяч дета­лей различных габаритных размеров, форм и сложности, изготов­ленных из стального листового и профильного проката различного сортамента (полособульбового, таврового и др.) и соединенных меж­ду собой при помощи различных процессов дуговой сварки плавя­щимся электродом. Детали корпуса судна из листового проката бы­вают плоские и гнутые с вырезами внутри детали или по кромкам.
...
Кромки деталей, как правило, имеют фаски для обеспечения про­вара на всю толщину свариваемых деталей. Детали из профильного проката также бывают прямолинейные и гнутые с фасками под свар­ку по кромкам и торцам или без них. На рис. 6.2 в качестве примеров приведены эскизы плоских деталей из листового проката на типовой карте раскроя для тепловой вырезки с минимальными отходами ме­талла и минимальными тепловыми деформациями, а на рис. 6.3 пока­заны примеры заготовок для различных видов гнутых деталей из ли­стового проката.
...
При изготовлении деталей корпуса судна важно обеспечить предъявляемое к ним качество, которое оценивается по точности заданных размеров и форм, качеству поверхности и свойств мате­риала детали. Под требованиями к точности размеров и форм пони­мается степень соответствия фактических размеров и форм дета­лей их параметрам, заданным соответствующими нормативными документами. А качество поверхности и свойства материала дета­лей устанавливаются в соответствующих стандартах, сертифика­тах и технических условиях.
...
В связи с тем, что качество сварных швов определяет надежность и работоспособность корпуса судна и соответственно судна в целом, а оно зависит от качества деталей, подаваемых на сборку под сварку, то на форму, габаритные размеры деталей и отдельных конструктивных элементов деталей (особенно по кромкам) устанавливаются и контро­лируются допустимые отклонения. Соблюдение этих отклонений в сочетании с требованиями технологии сборки и сварки должно обес­печить необходимое качество сварных соединений.
...
В табл. 6.8 приведены допустимые отклонения габаритных размеров для машинной тепловой вырезки плоских деталей из листового прока­та. Детали корпуса судна, вырезаемые на машинах с ЧПУ, должны
...
6.3. ХАРАКТЕРИСТИКА И ТРЕБОВАНИЯ К ДЕТАЛЯМ КОРПУСА СУДНА, ИДУЩИМ НА СБОРКУ ПОД ДУГОВУЮ СВАРКУ КОНСТРУКЦИЙ
...
Рис. 6.2. Типовые плоские детали, размещенные на типовых картах раскроя листового проката, обеспечивающие минимальные тепловые деформации деталей и отходы металла при тепловой вырезке:
...
соответствовать 1-му классу точности, а на машинах других типов (стационарных и переносных) - 3-му классу точности. Детали меж­дународного пространства (флоры, стрингеры) должны соответство­вать 2-му классу точности.
...
Допустимые отклонения размеров конструктивных элементов деталей после их тенловоіі вырезки
...
Разделительная резка выполняется на стационарных и перенос­ных машинах и вручную в составе поточных линий. Вырезка дета­лей с криволинейными кромками производится, как правило, на стационарных машинах. Ручную резку применяют при вырезке де­талей из профильного проката, разрезке перемычек, отходов и др.
...
Дуговая резка выполняется, как правило, с применением плавя­щегося или неплавящегося электродов. Она характеризуется низким качеством кромок вырезанных деталей, низкой скоростью резки, не­удовлетворительными экологическими условиями, трудно поддает­ся механизации и поэтому не используется при изготовлении дета­лей корпуса судна. При изготовлении деталей корпуса судна применяют плазменную и кислородную резку.
...
Основной объем тепловой резки приходится на плазменную резку в связи с более высокими скоростями резки листов проката толщиной 4,0...30,0 мм (по сравнению с кислородной резкой) и существенно мень­шими остаточными тепловыми деформациями вырезаемых деталей.
...
Кислородная резка более эффективна при вырезке деталей из низколегированных и низкоуглеродистых сталей толщиной более 30,0 мм. Она также является единственным тепловым процессом вы­резки деталей из высокопрочных сталей и титановых сплавов, сня­тия фасок на вырезанных деталях, а также вырезки деталей с одно­временным снятием фасок под сварку.
...
Наиболее высокая точность вырезаемых деталей достигается при плазменной резке на стационарных машинах с ЧПУ, а также при ла­зерной резке. Они работают в составе комплексно-механизирован­ных поточных линий, оснащенных подъемно-транспортными сред­ствами, раскроечными рамами, межоперационными накопителями и перегружателями.
...
Кислородная резка. Кислородная резка является химическим про­цессом. Она основана на интенсивном окислении (горении) металла в кислороде, сопровождающемся выделением большого количества тепла в результате экзотермических реакций, сосредоточенного на узком участке. В результате перемещения участков горения металла и удаления из разреза продуктов окисления образуется непрерывная линия разделения (реза) монолитного металла. Процесс резки ме­талла происходит в основном за счет тепла реакций горения металла. Тепло подогревающего пламени необходимо для подогрева металла до температуры его воспламенения и поддержания процесса горения металла.
...
Разрезаемость металлов в кислороде зависит от их химической активности с кислородом, теплофизических характеристик и хими­ческого состава. По этой причине кислородную резку не применяют для вырезки деталей из высокоуглеродистых и аустенитных сталей, чугуна, алюминия, меди и их сплавов и др.
...
Качество вырезаемых деталей и эффективность кислородной рез­ки зависят от режимов резки и качества подготовки металла (нали­чия окалины, ржавчины, грунта, качества правки и др.).
...
При кислородной резке стального проката толщиной менее 10 мм на нижней кромке вырезаемых деталей задерживается шлак (грат), содержащий большое количество неокисленного железа. Такой грат является недопустимым на деталях и подлежит удалению при помо­щи механической рубки или обработки наждачным кругом. Обеспе­чить безгратовую вырезку таких деталей можно за счет повышения чистоты кислорода или снижения скорости резки, уменьшения мощ­ности подогревающего пламени. При резке тонколистовой стали доля тепла, поступающего в металл от подогревающего пламени, больше доли тепла от реакций горения металла.
...
В результате этого происходит значительный перегрев металла и оплавление верхних кромок реза и коробление детали, что не удов­летворяет требованиям к качеству вырезаемых деталей. Поэтому кислородная вырезка деталей из металла толщиной менее 4,0 мм не рекомендуется. При вырезке деталей из металла толщиной 4,0...5,0 мм следует применять кислород чистотой не ниже 99,5% при его давле­нии не более 0,3 МПа, назначать минимальную тепловую мощность подогревающего пламени при максимально возможной скорости его перемещения.
...
Кислородная резка стального профильного проката выполняется по разметке на переносных машинах или ручными резаками; в от­дельных случаях используются специализированные установки. Ос­новные положения технологии кислородной вырезки деталей и про­фильного проката не имеют принципиальных отличий от технологии вырезки из листового проката соответствующих толщин.
...
Значительное количество деталей, предназначенных для изготов­ления сварных конструкций, имеют скос кромок под сварку. Кромки деталей под сварку имеют скос кромок с одной стороны (У-образ-ные) или с двух сторон (Х-образные) с притуплением и без него. Тех­нология вырезки деталей с фасками с помощью тепловой резки пре­дусматривает, как правило, вырезку деталей вертикальным резаком на стационарной машине кислородным или плазменным способом с обеспечением заданных форм и размеров плоской детали. После чего
...
происходит снятие фасок наклонным кислородным резаком без кан­товки детали (при V- и Х-образной разделке) или с кантовкой (при Х-образной разделке) по разметке на переносной машине или вруч­ную. Принципиально возможна тепловая вырезка деталей по контуру с одновременным снятием фасок под сварку на стационарных маши­нах, оснащенных трехрезаковым блоком: один вертикальный цент­ральный резак, обеспечивающий заданные габаритные размеры и форму детали, и два наклонных (боковых) резака, настраиваемых на угол наклона, соответствующий углу разделки кромок детали.
...
При вырезке деталей с криволинейными очертаниями предусмат­ривается возможность поворота блока резаков вокруг вертикальной оси центрального резака, а также смещение (разнесение) боковых резаков относительно центрального на расстояние до 15 мм по на­правлению линии реза и перпендикулярно к ней. В этом случае толь­ко вертикальный резак перемещается по траектории, соответствую­щей заданным размерам и контуру вырезаемой детали, а наклонные (боковые) резаки, находящиеся на некотором удалении от вертикаль­ного резака, описывают траектории, отличные от необходимых. Это приводит к погрешностям в размерах и чистоте фасок, которые тем больше, чем меньше радиус кривизны контура детали, а при радиусе менее 200 мм погрешности настолько велики, что вырезаемые детали не удовлетворяют заданным требованиям. Кроме того, при тепловой вырезке деталей с одновременным снятием фасок под сварку проис­ходит уменьшение коэффициента использования металла за счет сня­тия боковым (наклонным) резаком рядом расположенного металла, что приводит к необходимости размещать детали на большем рассто­янии друг от друга, в результате чего возрастают отходы металла. По указанным и некоторым другим причинам технология вырезки дета­лей с одновременным снятием фасок под сварку практического при­менения не находит.
...
Для этих целей применяется технология, предусматривающая вырезку деталей плазменным или кислородным способами с после­дующим снятием фасок с одной или с двух сторон механическим способом путем скалывания на специальном станке (для небольших деталей) или кислородной резкой наклонными резаками (одним или двумя), копирующими контур детали, на стационарной машине типа «Ладога» (при вырезке средних и крупных деталей).
...
Плазменная резка. Процесс плазменной резки металлов основан на его расплавлении на всю толщину теплом плазменной дуги и удалении из зоны резки расплавленного металла. Однако, если производится резка металлов, обладающих большим сродством с кислородом, то
...
одновременно имеет место и химический процесс, связанный с интен­сивным окислением металла (горением) в кислороде, который содер­жится в плазмообразующем газе или в окружающем воздухе.
...
Плазменная дуга образуется в плазмотроне, через сопло которого пропускается (сжимается) вместе с плазмообразующим газом столб элек­трической дуги, горящей между электродом и обрабатываемым метал­лом. Под воздействием стенок канала сопла и струи плазмообразующе-го газа, подаваемого под определенным давлением, столб дуги сжимается, его поперечное сечение уменьшается, а температура в центре плазмен­ной дуги в зависимости от степени обжатия, величины электрического тока, состава и расхода газа возрастает до 10000...30000 К. Напряжение дуги составляет 60...200 В, плотность тока доходит до 100 А/мм2, а удель­ная тепловая мощность достигает 2-Ю6 Вт/см2. Такие характеристики плазменной дуги позволяют расплавить любой металл и осуществить с большой скоростью его резку, что свидетельствует об универсально­сти процесса.
...
Для плазменной резки в качестве плазмообразующей среды ис­пользуют различные газы: воздух, кислород, азот, аргон и др., а также смеси различных газов и газов с водой.
...
Режим плазменной резки оказывает большое влияние на качество вырезаемых деталей и эффективность процесса резки. К основным параметрам режимов плазменной резки относятся: напряжение дуги, сила тока, диаметр сопла плазмотрона, состав и расход плазмообра-зующего газа и скорость резки.
...
Плазменная резка выполняется на постоянном токе прямой по­лярности (минус на электроде). Напряжение на дуге зависит от ха­рактеристик источника питания, конструкции плазмотрона, диамет­ра сопла, вида плазмообразующей среды, толщины и марки разрезаемого металла. Плотность тока, которую выдерживает сопло, не разрушаясь, является показателем степени совершенства конст­рукции плазмотрона. На значение плотности тока оказывают основ­ное влияние диаметр отверстия сопла плазмотрона и сила тока.
...
На характер процесса резки и качество поверхности реза суще­ственно влияет скорость плазменной резки, с увеличением которой анодное пятно (контактная область дуги на аноде) перемещается к верхней кромке разреза по его фронту. Факел плазмы, выходящий из разреза, отклоняется в сторону, противоположную направлению рез­ки. Ширина реза при максимальной скорости резки по нижней плос­кости листа из малоуглеродистой и низколегированной стали тол­щиной 6,0...30,0 мм составляет 1,5...3,0 мм. Увеличение скорости резки выше ее предельного значения приводит к непрорезанию листа.
...
В верхней части разреза ширина его зависит от диаметра сопла, силы тока, скорости резки, вида и расхода плазмообразующего газа, расстояния сопла плазмотрона от поверхности разрезаемого листа. Ширину реза у верхней поверхности листа принимают ориентиро­вочно равной двум значениям диаметра сопла. Это свидетельствует о том, что при резке плазмотроном с соплом диаметром 2,0...3,0 мм поверхность реза не перпендикулярна поверхности разрезаемого ли­ста, т. е. поверхность кромки реза имеет скос около 1,0...2,0 мм. Чаще всего скос кромок реза меньше на правой поверхности реза по ходу резки при резке плазмотроном с вихревой стабилизацией дуги с за­верителем, канавки которого направлены по часовой стрелке.
...
При небольших скоростях резки анодное пятно перемещается в нижнюю часть разреза, ширина которого здесь значительно возраста­ет, факел плазмы на выходе отклоняется вперед по ходу резки. Резка на небольших скоростях способствует образованию прочно сцеплен­ных с металлом нижней кромки реза наплывов грата. При оптималь­ных скоростях резки на кромках реза грат отсутствует. При неболь­ших скоростях резки факел плазмы выходит из разреза вертикально, а увеличение скорости резки отклоняет факел в сторону, противопо­ложную направлению резки. При правильно выбранной скорости рез­ки передняя граница факела близка к вертикальному положению.
...
Плазменная резка в широком диапазоне толщин разрезаемого ме­талла (4,0...30,0 мм) выполняется при постоянной нагрузке источника питания и расходе плазмообразующей среды, а изменяется только ско­рость резки в зависимости от толщины разрезаемого металла.
...
Представляет интерес использование воды при плазменной резке. Вода может использоваться в качестве плазмообразующей среды (во-доплазменная резка), подаваться в небольшом количестве в столб плазменной дуги (воздушно-водяная или кислородно-водяная плаз­менная резки), в воду также погружается при обычной газоплазмен­ной резке разрезаемый металл.
...
Стабилизация водоплазменной резки обеспечивается завихрени­ем воды с помощью канала, ограниченного двумя соплами. При этом обеспечивается хорошее качество поверхности реза и высокая произ­водительность резки, особенно при резке цветных металлов и высоко­легированных сталей большой толщины. Поверхность реза имеет не­значительный скос кромок и блеск естественного цвета металла. Однако водоплазменная резка имеет серьезные недостатки: сложность возбуж­дения дуги в начале резки и применение графитового электрода.
...
одновременно имеет место и химический процесс, связанный с интен­сивным окислением металла (горением) в кислороде, который содер­жится в плазмообразующем газе или в окружающем воздухе.
...
дугу находит применение при вырезке деталей из малоуглеродис­тых и низколегированных сталей. Достоинством этой резки явля­ются улучшение качества поверхности реза, уменьшение скоса кро­мок, уменьшение насыщения металла азотом и тепловых деформаций вырезаемых деталей.
...
Плазменная резка металла, погруженного в воду, отличается от обычной газоплазменной резки в атмосфере тем, что разрезаемый металл устанавливается над поверхностью воды и затем частично или полностью в нее погружается на период его резки. При такой резке расплавленный металл и шлак, образующиеся при резке, полностью оседают в воде, и вредные для здоровья человека пыль и газы не попа­дают в атмосферу. При этом уменьшаются тепловые деформации вырезаемых деталей, улучшается качество поверхности и снижается шум, характерный для плазменной резки. Однако при таком процессе резки происходит некоторое уменьшение производительности рез­ки, а также необходимо применение специальных водонепроницае­мых раскройных рам и специальных емкостей для слива в них ис­пользованной воды.
...
Основным достоинством плазменной вырезки деталей для кор­пусов судов из низкоуглеродистых и низколегированных сталей по сравнению с кислородной резкой являются более высокая скорость резки и точность вырезаемых деталей за счет существенно меньших остаточных тепловых деформаций и др. К недостаткам плазменной вырезки деталей корпуса судна относятся неперпендикулярность по­верхности реза и вырезаемой детали (скос кромок), открытая плаз­менная дуга, большое газовыделение, которое требует применения специальных мер по защите работающих в зоне резки, сравнительно небольшая во времени стойкость катода и сопла плазмотрона. И, глав­ное, при резке судокорпусных сталей толщиной менее 8,0 мм проис­ходит значительное насыщение металла у поверхности реза азотом, приводящее к образованию недопустимых пор в швах при автомати­ческой сварке под флюсом.
...
Содержание азота в металле у поверхности реза (на глубине до 0,02 мм) при воздушно-плазменной резке в сотни раз превосходит его началь­ное содержание в основном металле (рис. 6.5). Поэтому плазменная вырезка деталей из металла толщиной менее 8,0 мм под автоматичес­кую сварку под флюсом не рекомендуется. Известно много путей уменьшения насыщения азотом металла кромок деталей при их плазмен­ной вырезке, но во всех случаях не удается снизить его содержание до значений как в основном металле. При резке стали толщиной 9,0 и 16,0 мм током 300 А при напряжении 140... 150 В и соответственно со
...
излучения, что обеспечивает большую плотность энергии света на весь­ма малой площади. Высокая удельная плотность (плотность мощнос­ти) позволяет расплавить или испарить на этом участке практически любой материал. Это и обуславливает большой интерес к лазерам, прежде всего для таких технологических процессов как тепловая рез­ка, сварка, разметка, маркирование и др. Принципиально лазерная рез­ка возможна за счет испарения материала, за счет плавления металла и удаления расплава из зоны реза, за счет некоторых химических реак­ций горения или разложения с выделением летучих соединений и др.
...
Для резки металлических материалов целесообразно применение лазерного излучения непрерывного или импульсно-периодического действия с поддувом газа для удаления расплавленного металла. Та­кой процесс назван газолазерной резкой. При газолазерной резке ме­таллов в зависимости от режима облучения и свойств металла раз­личают химический и физический механизмы разрушения материала.
...
Для химического механизма характерен существенный вклад теп­лоты реакции горения металла в общий тепловой баланс. Этот меха­низм резки наблюдается при обработке металлов, подверженных вос­пламенению и горению при температурах ниже их температур плавления и образующих жидкотекучие окислы. К таким материа­лам относятся низкоуглеродистые и низколегированные стали, титан и его сплавы.
...
При физическом механизме резки материала не происходит его горения. Металл плавится, и струя газа своим давлением удаляет рас­плавленный металл из зоны реза. Такой механизм резки характерен для металлов и сплавов, при резке которых выделяется недостаточ­ное количество теплоты от экзотермических реакций горения метал­ла, и у которых при взаимодействии с кислородом образуются ту­гоплавкие окислы. К таким металлам относятся медь, алюминий и их сплавы, нержавеющие аустенитные стали и др.
...
Привлекательными чертами газолазерной резки являются универ­сальность процесса с точки зрения возможности резки любых метал­лических и неметаллических материалов, незначительные остаточные тепловые деформации и др. Эти особенности обуславливают большой интерес к газолазерной резке металлов. Вместе с тем оборудование для этого процесса характеризуется высокими стоимостью, сложнос­тью, материало- и энергоемкостью. А небольшая тепловая мощность современных лазеров для технологических целей существенно огра­ничивает области применения газолазерной резки. Сведения, приво­димые в литературе о промышленном использовании газолазерной резки металлических материалов, крайне ограничены и относятся
...
только к тонколистовому металлопрокату. В отечественном судостро­ении разработана технология вырезки деталей из листового проката толщиной до 5,0 мм и созданы для этих целей стационарные машины с ЧПУ. Однако по ряду причин (технических, организационных, эконо­мических) указанная технология резки пока не нашла широкого при­менения в судостроении.
...
Механическая резка. Механическая резка применяется для вы­резки деталей с прямыми и криволинейными кромками из листо­вого стального проката толщиной до 4,0 мм, для обработки которых тепловые способы резки не обеспечивают необходимое качество кромок деталей. Также она применяется для вырезки деталей с пря­молинейными кромками из листового проката толщиной до 12,0 мм и для вырезки деталей из профильного проката. По сравнению с тепловой резкой механическая резка проходит на существенно бо­лее высоких скоростях. Однако она сопряжена с использованием тяжелого ручного труда, затруднена ее механизация и автоматиза­ция, а при вырезке узких полос они приобретают винтообразную деформацию, трудноподдающуюся правке. Точность вырезанных деталей зависит от качества настройки и заточки ножей, от точнос­ти разметки, от наведения линии реза под ножи и квалификации рабочих, выполняющих резку.
...
Процесс механической резки сопровождается сложной деформа­цией металла, характеризуемой изгибом и разрывом волокон в про­цессе среза (скалывания) на всю толщину металла. Они вызваны кон­центрированными нагрузками под действием специальных видов оборудования. На поверхности кромки металла выделяются две зоны: узкая, блестящая полоска, соответствующая пластической стадии де­формирования, и более широкая матовая зона скалывания. Металл в зоне реза в результате наклепа упрочняется с одновременным пони­жением пластичности и ударной вязкости. На поверхности реза об­разуются микротрещины. Поэтому во многих случаях эта зона уда­ляется последующей строжкой или фрезерованием металла.
...
Гибка заготовок деталей. Большое количество деталей, изготав­ливаемых из листового и профильного проката, подвергается гибке.
...
Гибка выполняется преимущественно в холодном состоянии. Го­рячая гибка применяется в тех случаях, когда необходимо получить детали с радиусом кривизны менее предельно допустимого при хо­лодной гибке или когда не удается получить при холодной гибке не­обходимую сложную форму.
...
Большое разнообразие размеров и сложных форм деталей приводит к необходимости использовать различные технологические приемы
...
Основными способами гибки заготовок деталей являются гибка поперечным изгибом (свободная) и в упор (гибка-штамповка), вы­полняемые на валковых листогибочных машинах, на гидравличес­ких и механических прессах и др. Все виды гибки являются доста­точно сложными и трудоемкими (особенно вспомогательные работы) и связаны с использованием в большом объеме тяжелого ручного труда.
...
Контроль качества деталей. Для обеспечения необходимого ка­чества готовых деталей осуществляется их пооперационный контроль и периодическая проверка точности работы соответствующего тех­нологического оборудования. Для оценки качества готовых деталей до их сборки проводится внешний осмотр, которым оценивается пра­вильность формы детали и ее кромок: качество обработки сваривае­мых кромок и поверхностей, прилегающих к ним (отсутствие на них трещин, черновин, выхватов и т. п.), чистота свариваемых кромок и поверхностей, прилегающих к ним (отсутствие на них загрязнений, ржавчины, краски, масла и т. п.).
...
После оценки качества деталей внешним осмотром или одновре­менно с ним производится контроль измерением угла разделки кро­мок, глубины разделки кромок, размера притупления кромок, поло­жения вершины разделки, размера и положения наплавляемого притупления на кромке детали и т. п.
...
Габаритные размеры деталей контролируются измерительным инструментом или специальным шаблоном, прямолинейность кро­мок длиной до 2000 мм - при помощи стальной линейки, более 2000 мм - при помощи натяжения тонкой нити вдоль измеряемой кромки и замера расстояний от нее до кромки через каждые 500 мм.
...
Отклонение углов разделки кромок под сварку проверяется угло­мером или шаблоном. Отклонение от плоскости проверяется при по­мощи линейки и щупа. Проверка кривизны деталей цилиндрической формы выполняется при помощи шаблона не менее чем по трем сече­ниям - вблизи нижней и верхней кромок и посередине; деталей ко­нической формы - при помощи шаблонов не менее чем в двух край­них сечениях.
...
Контроль деталей с перекосом и парусовидной формы произво­дится при помощи поперечных и продольных шаблонов или каркаса. Детали волнообразной и других сложных форм контролируются при помощи каркасов.
...
Применение электродуговой сварки при соединении металлокон­струкций взамен горячей и холодной клепки начато в 30-х годах XX столетия. Это позволило отказаться от подетального метода сбор­ки корпусов судов на стапеле и перейти к их изготовлению из отдель­ных частей, предварительно изготовленных в сборочно-сварочном цехе.
...
Обычно металлический корпус судна собирается из блоков-сек­ций, секций, узлов и отдельных деталей. Самой простой частью кор­пуса судна после детали является узел (рис. 6.6), под которым пони­мается технологически законченная часть корпусной конструкции, состоящая из нескольких деталей.
...
Соответственно форме корпуса судна секции бывают плоские и объемные (полуобъемные), а по месту их положения на корпусе -бортовые, днищевые и др. Часть корпуса судна, отсеченная плоско­стями, параллельными мидель-шпангоуту, а иногда и палубам, и от­дельно формируемая из секций, узлов и деталей, называется бло­ком-секцией (рис. 6.8). Блок-секцию с установленными в нем (полностью или частично) элементами систем, устройств, механиз­мов, электрооборудования, отделки помещений и другого оборудо­вания называют блоком судна или просто блоком.
...
Характерной особенностью судовых корпусных конструкций яв­ляется наличие в них плоских и криволинейных поверхностей, на которых располагаются различные виды соединений, подлежащих сварке. Эта особенность создает различные возможности сборки со­единений и последующей их сварки, так как предопределяет необхо­димость выполнения работ, прежде всего сварки, как в нижнем (наи­более удобном), так и в других положениях в пространстве. Применяемые конкретные конструктивные характеристики соеди­нений зависят также от применяемых процессов сварки. При изго­товлении судовых корпусных конструкций преимущественно (более 97%) используются дуговые процессы сварки плавящимся электро­дом. Причем различные виды дуговой сварки характеризуются раз­личными технологическими данными как по возможностям выпол­нения сварки во всех положениях в пространстве, так и по глубине проплавленного металла, предопределяющей требования к кромкам деталей при их изготовлении.
...
Например, способы сварки под флюсом позволяют производить сварку соединений больших толщин с полным проваром по самым простым кромкам (без их разделки). Но этот процесс не применим для сварки соединений в положениях, отличных от нижнего. С дру­гой стороны, ручная сварка покрытыми электродами и сварка в за­щитном газе плавящимся электродом характеризуются небольшой глубиной проплавления, и, следовательно, для проплавления метал­ла на всю толщину практически всех толщин необходимо произво­дить разделку кромок. Но при этих процессах имеется возможность вести сварку соединений во всех положениях в пространстве.
...
В зависимости от вида притыкания собираемых деталей друг к другу (кромка одной детали с кромкой другой детали или кромка одной детали с поверхностью другой детали) соединения деталей подразделяются на стыковые, тавровые, угловые и нахлесточные.
...
Стыковое соединение образуется путем притыкания кромки двух деталей одинаковой или различной толщины. Толщина металла де­тали неограничена. Если соединяют детали различной толщины, то на более толстой из них делается скос с одной или двух сторон до толщины, равной толщине второй детали. Разновидностью стыково­го соединения является соединение с отбортовкой кромок, применя­емое для деталей толщиной менее 3,0 мм.
...
Тавровое соединение получается путем притыкания кромки одной детали (стенки) к поверхности второй детали (полки). Такое соеди­нение может состоять из деталей как одинаковой, так и различной толщины.
...
Угловое соединение получается путем притыкания под прямым, ост­рым или тупым углом кромки одной детали с кромкой второй детали или кромки одной детали с поверхностью у кромки второй детали.
...
Стыковое соединение в наибольшей степени соответствует спе­цифике сварки и обеспечивает оптимальные условия передачи уси­лий от одной детали к другой в составе сварной конструкции. При нахлесточном соединении создаются неблагоприятные условия для передачи усилий, так как в результате наложенное™ приложения нагрузки возникает изгибающий момент, при этом увеличивается расход металла и длина сварных швов характеризуется низким пре­делом выносливости. Но к точности соединяемых деталей предъяв­ляются более низкие требования.
...
В корпусах судов наибольшее применение находят тавровые и сты­ковые соединения, и только в неответственных узлах конструкций огра­ниченно применяются нахлесточные соединения. Сочетание приведен­ных выше видов соединений деталей под сварку позволяет создавать сварные конструкции любой сложности.
...
Процесс сборки под сварку заключается в подгонке и предвари­тельном соединении простых элементов конструкций в более слож­ные для последующего окончательного скрепления их с помощью свар­ки. В процессе сборки узлов и секций производится взаимная установка свариваемых элементов в положение, заданное чертежом и необходимое для выполнения сварки, проверка и задание целой конструкции и ее частям необходимой формы в пределах установ­ленных допусков. Далее производится скрепление собранных сопря­жений элементов на прихватках или с помощью зажимных устройств и установка при необходимости временных распоров, стяжек или других элементов, обеспечивающих жесткость изделия при транс­портировке или предупреждающих появление чрезмерных свароч­ных деформаций.
...
Сборка под сварку является одной из трудоемких и наименее ме­ханизированных операций. При сборке необходимо выдержать за­данный зазор между соединяемыми деталями, установить детали в проектное положение и закрепить между собой так, чтобы взаимо­расположение деталей не нарушилось в процессе сварки и кантовки, а также обеспечить свободный доступ к месту сварки.
...
В подавляющем большинстве случаев взаимное расположение деталей перед сваркой фиксируется при помощи коротких швов, на­зываемых электроприхватками.
...
Для стыковых соединений деталей толщиной до 4,0 мм высота усиления электроприхваток установлена равной (или меньшей) толщине одной из свариваемых деталей; для деталей толщиной 4,0 мм и более высота электроприхваток установлена не более 0,5...0,7 меньшей толщины одной из свариваемых кромок, а в угловых соединениях катеты электроприхваток установлены пропорциональ­ными толщине свариваемых деталей и составляют 3,0...6,0 мм. Длина электроприхваток в стыковых и угловых соединениях принимает­ся пропорциональной толщине свариваемых деталей и составляет 15...40 мм. Расстояние между ними ориентировочно устанавлива­ют равным двадцати-сорока толщинам стыкуемых деталей плюс 50 мм.
...
Для закрепления деталей при сборке конструкций под сварку применяются также эластичные крепления (гребенки, струбцины, талрепы, стежки, прижимы типа "рыбий хвост", угольники с бол­тами и др.).
...
Поступающие на сборку конструкций детали должны соответство­вать требованиям, приведенным в подразд. 6.3. После сборки деталей под сварку между кромками деталей со скосом кромок образуется канавка, называемая разделкой. Основными конструктивными эле­ментами собранных соединений под сварку являются зазор, угол раз­делки кромок, притупление и разностенность, которые имеют раз­личные значения в зависимости от толщины и способа сварки.
...
Одной из важнейших задач сборки соединений конструкций под сварку является обеспечение указанных параметров соединений в соответствии с нормами допускаемых отклонений, предусмотрен­ных государственными стандартами для соответствующих спосо­бов сварки. Техническая возможность обеспечения сборки соеди­нений с заданными государственными стандартами значениями зависит от качества подаваемых на сбоку деталей. Также она зави­сит от качества собственно технологического процесса сборки, ко­торый предопределяет возможность появления пригоночных работ и получения сварных швов и сварных соединений, удовлетворяю­щих предъявляемым к ним требованиям. Наряду с требованиями к деталям, подлежащим сборке под сварку, по точности важной явля­ется предварительная зачистка и обезжиривание кромок.
...
Сборка судовых корпусных конструкций производится с ис­пользованием различных стендов (обычных и механизированных), постелей стационарных (в том числе с механизированным подъе­мом стоек) и передвижных кондукторов для направляющих наса­док, агрегатов (станков) для сборки и сварки тавровых балок, для
...
безразметочной установки и приварки балок набора главного на­правления плоских секций без электроприхваток и для установки набора по разметке и т. п. От качества и исправности указанной сборочной оснастки зависит качество собранных соединений под сварку, а, следовательно, и качество сварных швов. В связи с этим на отдельные геометрические параметры стендов, постелей и др., оказывающих влияние на качество собранного соединения, уста­новлены допустимые отклонения. Например, на горизонтальность сборочных стендов установлено допускаемое отклонение, равное одной тысячной длины (ширины) стенда, но не более 8,0 мм на весь размер, а отклонение от плоскостности рабочей поверхности стенда допускается 3,0 мм на 1 м, но не более 10,0 мм на длину (ширину) собираемой секции. Допустимые отклонения на поло­жение лекал (стоек) по длине и ширине стационарных постелей зависят от угла подъема наружной обшивки в продольном и попе­речном ее сечениях и составляют от ±2,0 мм для угла подъема бо­лее 30° до ±10,0 мм для угла подъема менее 10° и т. п.
...
Проверка указанных параметров производится, как правило, при помощи простейших средств измерений: шланговых уровней, теодо­литов, нивелиров, линеек, шергеней и т. п., которые характеризуются невысокой точностью измерений.
...
Изготовление деталей корпуса судна с необходимой точностью является важной задачей. От качества ее решения зависят возмож­ность появления последующих технологических операций сборки с большим или меньшим объемом пригоночных работ и необходимость ремонта сварных швов. Точность деталей оказывает непосредственное влияние на качество и трудоемкость изготовления и монтажа судо­вых корпусных конструкций, на конструктивные, технологические и эксплуатационные характеристики как отдельных элементов корпу­са судна, так и всего судна.
...
Абсолютную точность деталей для последующей их сборки с дру­гими деталями при изготовлении металлоконструкций обеспечить в процессе их изготовления невозможно. Поэтому на практике принято
...
на номинальные размеры деталей устанавливать допускаемые откло­нения или припуски, которые удаляются при выполнении последую­щих операций их сборки с другими деталями.
...
В машиностроении допуски на размеры деталей, как правило, яв­ляются окончательными, т. е. при сборке деталей друг с другом они не изменяются. Такие детали обладают большой жесткостью и изготав­ливаются с применением высокоточных технологий и оборудования (точение, фрезерование и др.). Сборка этих деталей является окон­чательной (завершающей) технологической операцией при изготов­лении изделия, в результате которой оно приобретает возлагаемые на него эксплуатационные характеристики.
...
Аналогичный подход к деталям корпуса судна невозможен, так как детали и собираемые из них конструкции не обладают достаточ­ной жесткостью, применяемые технологические процессы изготов­ления деталей (правка, гибка, механическая и тепловая разделитель­ные резки) не обеспечивают необходимой точности заданных размеров.
...
Однако на размеры деталей корпуса судна назначаются допускае­мые отклонения, что особенно важно для деталей, сопрягаемых с дру­гими деталями. Они назначаются, исходя из условий возможности их исполнения с применением современных технологий и оборудо­вания при изготовлении, а также из условия возможности выполне­ния последующих операций сборки и сварки конструкций. Но гаран­тия их качества достигается путем выполнения пригоночных работ при сборке и ремонта сварных швов.
...
Основными геометрическими параметрами деталей, влияющими на качество конструкций при последующих технологических опера­циях сборки и сварки, являются габаритные размеры и форма деталей, качество кромок деталей (прямолинейность или иная форма, конст­руктивные элементы разделки кромок под сварку, плоскостность и др.). Под прямолинейностью или иной (криволинейной) формой кромки детали понимается величина кромки в плоскости детали от заданного техническим документом. Значения этих параметров определяют ве­личины зазоров, получаемых при их соединении с другими деталями под сварку. Под плоскостностью детали понимается расстояние от фак­тической поверхности плоской детали до прилегающей плоскости при контроле детали. Отклонение от плоскостности детали оказывает вли­яние на величину разностенности и величину смещений притуплений разделок кромок деталей при сборке соединений под сварку. Качество плоскостности детали обеспечивается при помощи предварительной правки стального проката и готовых деталей.
...
Отклонения от заданных габаритных размеров и форм деталей в их плоскости определяются разностью заданных значений и факти­ческих размеров и формой кромок. Эти параметры оказывают влия­ние на качество сборки соединений под сварку (несоответствие габа­ритных размеров деталей и разделки кромок и др.).
...
Габаритные размеры и форма плоских деталей зависят от каче­ства технологий тепловой и механической резки. Отклонение от заданной формы гнутых деталей представляет собой расстояние от фактической поверхности детали до поверхности детали с задан­ной геометрической формой. Значения этих параметров оказывают влияние на величину разностенностей и смещений притуплений при сборке стыковых соединений и на величины зазоров при сборке тав­ровых соединений. Геометрическая форма гнутых деталей обеспе­чивается гибочными операциями.
...
Конструктивные элементы подготовки кромок деталей, подлежа­щих сборке и сварке с другими деталями, имеют большое значение для качества швов сварных соединений и эффективности изготовле­ния конструкций. Качество кромок деталей без фасок под сварку обеспечивается преимущественно процессами тепловой резки на ста­ционарных и переносных машинах и частично механической резки. Качество фасок под сварку, выполняемых на вырезанных деталях, как правило, обеспечивается тепловой резкой по разметке на пере­носных машинах и иногда при помощи механической обработки (строгание, фрезерование).
...
Допускаемые отклонения на размеры подаваемых на сборку деталей и допускаемые отклонения на параметры разделки кромок в собранном соединении не связаны между собой. Фактическая достижимая точ­ность изготовленных деталей при применяемых технологических про­цессах и оборудовании ниже предъявляемой для обеспечения качествен­ной сварки. Контроль собранной конструкции осуществляется визуально и с помощью измерений непосредственно перед сваркой.
...
Визуально контролируются правильность формы и расположе­ния свариваемых кромок, качество подрубки корня шва, правиль­ность расположения и количества прихваток, качество обработки и чистоты свариваемых кромок и поверхностей, прилегающих к ним, и т. п. При помощи измерений проверяют общий угол разделки кро­мок в соединении под сварку, правильность совмещения поверхно­стей деталей в стыковых соединениях, правильность совмещения поверхностей тавровых и угловых соединений с заданной поверх­ностью, правильность совмещения или величину смещения свари­ваемых кромок по корню шва и по поверхности соединения и др.,
...
руководствуясь при этом требованиями, изложенными в табл. 6.1-6.3. В тех случаях, когда фактические размеры по отдельным пара­метрам не укладываются в установленные допустимые отклонения, производятся подгоночные работы (подрезка, подрубка, наплавка, поджатие и т. п.).
...
Сущность пригоночных работ заключается в том, что в составе собираемой конструкции выполняются дополнительные работы с целью доведения поступивших на сборку деталей до необходимых форм и размеров при помощи механической рубки, ручной тепловой резки, ручной дуговой сварки или тепловой строжки, в результате которых собранные соединения под сварку становятся пригодными для получения сварного соединения необходимого качества для за­данного технологическим процессом способа сварки.
...
По причинам, вызвавшим необходимость выполнения пригоноч­ных работ, и характеру применяемых технологических операций при­гоночные работы можно условно разделить на два типа.
...
К первому типу пригоночных работ относятся технологические операции, которые вызываются недостаточным качеством правки и гибки деталей, низким качеством сборочных стендов и постелей и приводят при сборке стыковых соединений к недопустимым зазо­рам, разностенностям, смещениям притуплений и т. п. Эти пригоноч­ные работы выполняются путем силового обжатия деталей до сведе­ния кромок или их прижатия к сборочным стендам и постелям (или к набору) при помощи скоб, клиньев ручным способом или с исполь­зованием средств малой механизации.
...
Ко второму типу пригоночных работ относятся технологические операции, которые вызываются недостаточным качеством деталей по геометрическим параметрам (габаритные размеры, прямолинейность и конструктивные элементы подготовки кромок) и приводят при сбор­ке стыковых соединений к недопустимым зазорам, углам разделки кромок, смещениям притуплений и т. п.
...
При сборке тавровых соединений могут иметь место пригоночные работы одновременно обоих типов. Например, для установленных зна­чений волнистости и бухтиноватости плоских деталей разностенность в стыковом соединении может достигать 1,0...1,5 толщины металла, а зазоры в тавровом соединении - до 20,0 мм и более, что значительно превышает установленные требования сварки к сборке конструкций. Приведенные данные свидетельствуют о том, что при установленных допускаемых отклонениях на детали и сборочную оснастку невозмож­но обеспечить сборку стыковых и тавровых соединений, удовлетворя­ющих требованиям сварки. Опыт заводов показывает, что даже точно
...
изготовленные детали и узлы флоров, стрингеров, шпангоутов, шель­фов переборок и платформ при сборке подрезаются и подгоняются к опорной поверхности обшивки по месту. Практически весь днищевой и бортовой набор секций вследствие отклонений в обшивке корпуса также подгоняется (подрезается).
...
Наибольшее значение в соединении под сварку имеет величина за­зора, оказывающего решающее влияние на образование прожога или непровара при сварке. Особенно важно обеспечить необходимый за­зор в стыковых соединениях, выполняемых автоматической и полуав­томатической сваркой под флюсом, который при сварке на весу до­пускается не более 1,0 мм. Для ручной сварки покрытыми электродами и полуавтоматической сварки в защитных газах стыковых соединений величина зазора допускается до 3,0 мм. Это положение объясняется различными значениями параметров режимов указанных процессов сварки. Ручная сварка покрытыми электродами и полуавтоматичес­кая сварка в защитных газах выполняются на небольших значениях сварочного тока. Поэтому эти виды сварки обеспечивают небольшой объем расплавленного металла сварочной ванны, положением которо­го в свариваемом соединении сварщик легко управляет, что позволяет ему заварить практически любой зазор, не опасаясь прожога.
...
Процессы сварки под флюсом проходят при существенно боль­ших значениях сварочного тока. Расплавленный металл вместе с рас­плавленным флюсом закрыт слоем флюса, и сварщик в процессе сварки лишен тех возможностей влияния на формирование шва, которые имеются у сварщиков по другим открытым процессам сварки с мень­шим объемом расплавленного металла. Поэтому при сварке под флю­сом соединений с недопустимыми зазорами может образоваться про­жог, а при больших притуплениях в разделке и пониженных сварочных токах возможно образование непровара.
...
Сопоставление требований к прямолинейности кромок деталей и к соединениям при их сборке под сварку показывает, что при сборке деталей с допустимыми отклонениями от прямолинейности зазор в соединениях под сварку может достигать значений 0,5...2,5 мм, факти­чески до 60...80% длины стыкуемых кромок под сварку, что не удовлет­воряет требованиям сварки под флюсом. При сборке тавровых соеди­нений до 60...80% зазоров достигают значений 15,0...20,0 мм.
...
На качество сборки и сварки судокорпусных конструкций большое влияние оказывает качество применяемой оснастки (стенды, постели и т. п.). Погрешности горизонтальности и плоскостности сборочных стен­дов допускают отклонения от горизонтальности до 8,0 мм, отклонения от плоскостности рабочей поверхности стендов допускаются до 10,0 мм на дли­ну секции. Допускаемые отклонения от плоскостности и горизонтальности
...
сборочных стендов способствуют образованию разностенности в стыко­вом соединении и пригоночных работ при сборке конструкций.
...
Анализ приведенных в табл. 6.16 значений допускаемых отклоне­ний на всех стадиях изготовления деталей корпуса судна свидетель­ствует о неизбежности пригоночных работ при сборке конструкций под сварку. Применение пригоночных работ (подрезки, подварки, поджатия и т. п.) при сборке конструкций, с одной стороны, исключа­ет возможность образования прожогов и непроваров. С другой сто­роны, приводит к изменению размеров конструктивных элементов разделки кромок и соответственно площади поперечного сечения в различных сечениях собранного стыкового соединения, что приво­дит к изменению размеров усилений сварных швов, увеличению рас­хода сварочных материалов, трудоемкости сварки и т. д.
...
Установлено, что уже на стадии подготовки исходных данных для изготовления копир-чертежей для стационарных машин тепловой резки закладываются возможные отклонения от номинальных значе­ний габаритных размеров и прямолинейности кромок, превышаю­щие значения допустимых отклонений у готовых деталей (табл. 6.17, 6.18). Кроме того, на указанные погрешности размеров деталей в пос­ледующем будут наложены погрешности, допущенные вычерчивани­ем копир-чертежей и, самое главное, погрешности, возникающие при вырезке деталей за счет погрешностей технологии и машин, а также за счет остаточных тепловых деформаций. Более высокая точность вырезаемых деталей достигается при использовании числовых про­грамм, исходные данные для которых получены с математической модели, а также при вырезке деталей плазменным способом на маши­нах с ЧПУ (табл. 6.18).
...
Отклонение от заданных значений габаритных размеров деталей преимущественно происходит за счет погрешностей, вызванных не­достатками машин и технологий, и в значительно меньшей степени за счет остаточных тепловых деформаций. При вырезке деталей кисло­родным способом на машинах с фотоэлектронным управлением типа "Одесса" погрешность по длине, ширине и суммарная для деталей со­ставила ±4,0 мм, а при вырезке деталей на машинах с ЧПУ типа "Кри­сталл" первых выпусков погрешность по длине, ширине и суммарная для деталей, длина которых 5000 мм и более, а ширина 800 мм и более, составляет от -2,0 до +3,0 мм. При вырезке деталей на пере­носных машинах кислородным способом по разметке предельные от­клонения от прямолинейности составляют 3,0...4,0 мм, и причиной этого являются искривление направляющих, колебания полуавтома­та при движении по направляющим, неточность установки резака по-
...
Допустимые отклонения на контролируемые параметры стальных судокорпусных деталей в процессе их изготовления и их влияние на образование пригоночных работ
...
Достижимая точность размеров крупногабаритных корпусных деталей при вырезке их тепловой резкой на стационарных маьиинах в зависимости от способов подготовки исходных данных
...
обеспечивают получение высоких значений прочности. Так, сталь 14Г2АФ имеет о()2 > 400 МПа и ов > 550 МПа, а сталь 12ГНЗМФА а02 > 600 МПа и ов > 700 МПа.
...
При малом содержании углерода эти стали обладают удовлетво­рительной свариваемостью. При сварке на больших погонных энер­гиях (>100 кДж/см) ударная вязкость металла ЗТВ несколько сни­жается из-за роста зерна и неблагоприятных фазовых превращений в металле ЗТВ.
...
В судостроении широко применяется ряд марок конструкцион­ных высокопрочных сталей типа АБ. К ним относятся улучшаемые стали АБ, АБ1, АБ2. Наилучшее сочетание физико-металлургичес­ких и технологических свойств феррито-перлитных сталей АБ с пре­делом текучести 390 МПа и более достигается за счет закалки и вы­сокого отпуска.
...
Хромоникельмолибденовая сталь марок АБ1 и АБ2 с максималь­ными значениями предела текучести соответственно 500 и 588 МПа легирована Сг, Мо, V,
...
При сварке этих сталей пластическая деформация, возникающая при остывании шва, способствует повышению его предела текучести. Обычно обеспечение равнопрочности сварных соединений при свар­ке таких сталей затруднений не вызывает. Сварка на форсированных режимах, повышенной толщине металла однопроходным швом, низ­кие температуры — все это может привести к появлению закалочных структур на участке перегрева, полной и неполной перекристаллиза­ции металла ЗТВ.
...
Низколегированные стали иногда поставляются в термообрабо-танном состоянии (закалка для повышения прочностных свойств). При сварке таких сталей на участке рекристаллизации под действи­ем высокого отпуска происходит разупрочнение металла. Эти зат­руднения преодолевают технологическими приемами. Так, термоуп-рочняемые стали рекомендуется сваривать длинными участками, а термически не упрочненные (отожженные), наоборот, короткими (во избежание закалки в ЗТВ).
...
Это вызывается высокотемпературным нагревом и малыми скорос­тями охлаждения. В то же время в зоне могут присутствовать участ­ки, где наиболее резко выражены явления перегрева и закалки; они представляют собой наиболее вероятные места с точки зрения обра­зования холодных трещин.
...
При сварке короткими участками, по горячим, предварительно положенным проходам, скорость охлаждения всех зон соединения мала. Их структуры равновесны, и последующая термическая обра­ботка не нужна. Только изредка, в особенных случаях, конструкция после сварки может быть подвергнута высокому отпуску для снятия остаточных напряжений и восстановления свойств металла в ЗТВ (нормализация сварных узлов, выполненных ЭШС).
...
Стойкость против образования горячих трещин в металле шва при сварке этих сталей удовлетворительна. Они в отдельных случа­ях возникают при содержании углерода более 0,2%, при сварке уг­ловых швов и корневых проходов. Низкоуглеродистые и низколе­гированные стали хорошо свариваются всеми способами сварки плавления, как правило, без введения предварительного или сопут­ствующего подогрева.
...
Важным требованием, предъявляемым к сварным конструкциям из этих сталей, является обеспечение равнопрочности сварных со­единений с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном шве. Гарантией обеспечения этого требования и служит получение механических свойств металла шва и ЗТВ не ниже нижнего предела прочности соответствующих свойств основного металла. Геометри­ческие размеры и формы шва должны соответствовать требованиям нормативной документации.
...
Механические свойства металла шва и сварного соединения опре­деляются его структурой, которая зависит от химического состава стали, режимов сварки, предыдущей и последующей термообработ­ки. Как правило, химический состав шва при сварке незначительно отличается от состава основного металла. Различие заключается лишь в стремлении уменьшить содержание углерода в шве с целью предуп­реждения структур закалочного характера; возможный недостаток прочности при этом компенсируется дополнительным подлегирова-нием металла шва кремнием и марганцем за счет проволоки, флюса или электродного покрытия.
...
Повышение скорости охлаждения металла шва также может при­водить к повышению его прочности при одновременном снижении уровня пластичности и ударной вязкости. Скорость охлаждения ме­талла шва определяется толщиной свариваемого металла, его физи-
...
Под технологией сварки металлических конструкций понимает­ся комплекс указаний о режимах сварки, сварочных материалах, а также последовательно проводимых операциях и приемах, выполня­емых в строго заданной последовательности и обеспечивающих по­лучение сварного соединения со свойствами, требуемыми условия­ми эксплуатации конструкции.
...
Скос может быть прямолинейным либо криволинейным. Назначе­ние разделки кромок состоит в том, чтобы обеспечить (особенно при больших толщинах) полный провар сечения детали по толщине. Та­кие параметры разделки как величина притупления и зазор между деталями имеют большое значение для качества сварных соедине­ний, особенно при механизированных способах сварки (см. разд. 6).
...
Вырезка корпусных деталей на судостроительных заводах обычно производится методами термической резки (кислородной или плаз-менно-воздушной) на машинах с программным управлением типа «Кристалл» или другого типа. При этом возникают неизбежные де­формации кромок вырезаемых деталей.
...
Перспективной является лазерная резка, которая в еще большей степени, чем плазменная, уменьшит деформации вырезаемых дета­лей и увеличит точность их изготовления.
...
Стандарты, подобные приведенным выше, имеются не только на подготовку кромок стальных деталей и осуществление основных спо­собов сварки плавлением, но и для ЭШС, а также для сварных соеди­нений, выполняемых из меди, алюминия, титана и их сплавов.
...
При проектировании сварной конструкции часто встает задача выбора конкретной разделки кромок. Если рассматривать стыко­вое соединение, то можно видеть, что для выполнения требования равнопрочности (здесь — полного провара сечения) могут быть выб­раны различные типы разделок. Так, для толщины 40 мм можно прин­ципиально выбрать симметричную одностороннюю У-образную раз­делку, двухстороннюю симметричную Х-образную и щелевую разделку (при сварке в защитных газах). Если по условиям изго­товления узла (возможности подхода, кантовки) может быть при­менен любой из трех типов подготовки кромок, следует просмот­реть экономический аспект, подсчитав для каждой разделки количество наплавленного металла, что в конечном итоге определя­ет производительность работы.
...
На рис. 7.1 схематично дана качественная зависимость площади поперечного сечения шва стыкового соединения от толщины листов для разных типов разделки. Как видно из приведенного графика, наи­большим преимуществом обладает щелевая разделка кромок, при­чем, с увеличением свариваемой толщины это преимущество растет.
...
Разделку кромок целесообразно применять, начиная с толщин 15,0...20,0 мм (для автоматической сварки под флюсом). При этом предпочтительнее Х-образная разделка. В этом случае можно прак­тически исключить угловую деформацию, хотя требуется проведе­ние кантовки изделия. Щелевую разделку рационально применять
...
оборудования для конкретного способа сварки должны соответство­вать параметрам режима, требуемым технологическим процессам.
...
Сварка корпусных конструкций, как правило, должна произво­диться в закрытых отапливаемых помещениях. При сварке на откры­тых площадках место сварки должно быть защищено от осадков и ветра, свариваемые кромки очищены от снега, льда и инея на ширину 100 мм по обе стороны разделки. Кромки перед сваркой обезвожены путем протирки или прогрева газовой горелкой. Для обеспечения необходимого качества сварных швов сварочные работы можно про­изводить и при отрицательных температурах воздуха, однако для уг­леродистых и низколегированных сталей при толщине листов более 20 мм и температуре ниже -25 °С свариваемые кромки на ширине 75 мм по обе стороны их разделки должны прогреваться пламенем газовой горелки до температуры +20 °С. При понижении температу­ры ниже указанного предела сварка должна быть прекращена только после заполнения разделки кромок с одной стороны соединения и выполнения подварочного шва с другой стороны.
...
Перед сваркой соединений всех видов (стыковые, тавровые, уг­ловые) выбранные режимы должны быть проверены на пробных план­ках той же толщины, что и свариваемые детали. Непосредственно перед сваркой прихватки, ранее выполненные для соединения дета­лей между собой с соблюдением необходимых зазоров, должны быть осмотрены во избежание дефектов и очищены от шлака.
...
При сварке листов разной толщины режимы сварки следует назначать по наименьшей толщине. При сварке мест пересечения стыков и пазов для уменьшения высоты усиления шва и обеспечения провара предыдущий шов должен удаляться до получения заданной формы разделки кромок. При многопроходной сварке последующий проход должен накладывать­ся после тщательной зачистки от шлака предыдущего прохода. Заварку кратеров в местах окончания швов следует производить ручной или по­луавтоматической сваркой в углекислом газе. Причем длина шва не дол­жна превышать длину кратера в обе стороны менее чем на 15,0 мм. Швы тавровых соединений, выполняемые за один проход, должны иметь катет, не превышающий 8,0 мм. После окончания сварки швы и прилегающие к ним участки поверхности металла должны быть зачищены от брызг.
...
К сварке корпусных конструкций должны допускаться сварщики, выдержавшие теоретические и практические испытания, предусмот­ренные действующей нормативной документацией.
...
Ручная сварка, несмотря на наличие более совершенных спосо­бов механизированной дуговой сварки, еще и сейчас имеет доволь­но широкое распространение в промышленности благодаря просто-
...
те и универсальности. Так, в судостроении до последнего времени при постройке секций в цеховых условиях объем ручной сварки составлял 12... 17%, а на стапеле 35...60%. Тип и марка электрода вы­бирается в зависимости от химического состава и механических свойств стали, из которой изготавливается конкретная конструк­ция, а также эксплуатационных требований, к ней предъявляемых. Выбранный тип электрода должен обеспечить равнопрочность свар­ного соединения основному металлу. Для сварки низкоуглеродис­тых сталей применяют электроды типов Э42 и Э46. Наиболее часто используются электроды типа Э46Т с рутиловым покрытием, обес­печивающие высокую технологичность и имеющие хорошие гигие­нические показатели. При сварке этих сталей электродами марок АНО-3, АНО-4, МР-1, МР-3 обеспечивается следующий уровень механических свойств металла шва: а02 > 380 МПа, ав > 480 МПа; 6 > 25%; ц/ > 65%; КСУ > 1,5 МДж/м2. Хорошие результаты дает при­менение электродов типа Э42А марки УОНИ 13/45 и УОНИ 13/55, предназначенных для сварки на постоянном токе обратной поляр­ности. Эти электроды позволяют получить металл шва, достаточно хорошо сопротивляющийся образованию горячих трещин, и широ­ко применяются на судостроительных верфях страны.
...
Эта формула удобна для расчета, однако условна, так как в ней ток есть линейная функция диаметра, хотя действительно нужно считать площадь сечения электродного прутка:
...
Так принимают величину тока при сварке в нижнем положении; при сварке в вертикальном и потолочном положении сила тока дол­жна быть уменьшена на 15...20% во избежание стекания ванны рас­плавленного металла.
...
новном за счет расплавления электродного металла. Ширина шва и катет таврового соединения зависят от диаметра электрода и размаха поперечных колебаний его конца при сварке.
...
Режимы ручной сварки в зависимости от толщины металла, кон­структивного оформления сварного соединения, его пространствен­ного положения и диаметра электрода выбираются по таблицам спра­вочников либо действующей нормативной документации.
...
Глубина проплавлення основного металла в диапазоне принятых режимов сварки относительно невелика, и основную долю металла шва составляет наплавленный металл (65...75%). Основными пара­метрами режимов ручной сварки являются диаметр электрода и сила тока; скорость сварки обычно не нормируется.
...
Для ее увеличения возможно увеличение сварочного тока. Однако тут встречаются два препятствия. При длине электрода 400...450 мм его стержень нагревается джоулевым теплом (при протекании по нему сварочного тока). В зависимости от типа покрытия (органическое или неорганическое) температура нагрева стержня во время его плавления должна быть ограничена температурами 400 и 700 °С соответственно, так как дальнейшее увеличение ведет к нарушению цельности покры­тия до его плавления и делает плавление стержня неравномерным. Поэтому плотность тока на конкретный диаметр электрода прихо­дится ограничивать до 10... 18 А/мм2. Увеличение же диаметра элект­рода увеличивает массу системы электрод — электрододержатель — токоподводящий кабель, приводит к утомляемости сварщика и за­трудняет качественное ведение процесса.
...
Повышение производительности ручной дуговой сварки плавя­щимся электродом может быть осуществлено при соблюдении ряда условий. К ним относятся:
...
ки. При ручной сварке низкоуглеродистых и низколегированных ста­лей металл шва, как правило, незначительно отличается по химичес­кому составу от основного металла. Структурные изменения в ЗТВ и металле шва лишь при высоких скоростях охлаждения способствуют некоторому увеличению прочности и снижению пластичности (рис. 7.3), что объясняется изменением строения перлитной фазы и ее количеством. Как правило, значительное увеличение скоростей охлаждения и появление зон закалки наблюдается при сварке одно­слойных угловых швов или последнего слоя многослойных угловых и стыковых швов при наложении их на уже холодные, выполненные ранее сварные швы.
...
сварке под флюсом значительно возрастает глубина проплавлення и появляется возможность сварки стыковых соединений без раз­делки кромок за один проход в толщинах до 24 мм. При выполне­нии такого процесса необходимы, начиная с толщины 14 мм, соот­ветствующее увеличение зазора между стыкуемыми кромками и применение специальных приспособлений, предотвращающих про­жог и формирующих усиление обратной стороны шва (см. рис. 2.18), ибо увеличение свариваемой толщины без увеличения зазора ухуд­шает формирование усиления сварного шва.
...
Режим сварки выбирается из расчета обеспечения сплошного про­вара стыкового соединения или заданного катета при сварке тавро­вых и угловых соединений. Форма провара и сварного шва при обес­печении хорошего формирования его поверхности характеризуется катетом £ (для тавровых соединений) и глубиной проплавлення Я, высотой усиления g и шириной усиления В для стыковых соедине­ний.
...
Установившиеся требования к этим коэффициентам определяют 12 > \|/ц> 7(это условие обеспечивает достаточную эксплуатационную надежность соединений при наличии ударной и вибрационной нагруз­ки) и 5 > у > 1,5 (это требование определяет форму провара и тех­нологическую прочность металла шва).
...
При сварке стыковых соединений толщин 14,0...24,0 мм и выше применяют разделку кромок. Ее выбирают в зависимости от толщины свариваемых элементов, положения свариваемого соединения в кон­струкции и наличия сварочного оборудования на заводе-изготови­теле. В любом случае следует стремиться выбрать конструктивные элементы разделки так, чтобы обеспечить наивысшую производитель­ность процесса (минимум проходов при благоприятных режимах свар­ки) при нужном качестве сварного шва. Выбор конструктивных эле-
...
Рис. 7.3. Влияние скорости охлаждения на характер изменения механических свойств металла шва при сварке низколегированных сталей
...
Это же относится к первому корневому проходу при большой тол­щине (>50 мм) свариваемого металла. Ранее выполненные слои при многослойной сварке подвергаются действию повторного термичес­кого цикла и имеют благоприятную мелкозернистую структуру.
...
Количество проходов при многопроходной сварке рассчитыва­ется в зависимости от сечения каждого прохода (режима сварки) и площади сечения разделки. Для выбора режимов сварки в настоя­щее время пользуются таблицами или номограммами, составлен­ными с привлечением большого количества экспериментального и производственного материала. Примеры режимов сварки различ­ных соединений для некоторых толщин приведены в табл. 7.3. Все режимы даны применительно к конкретным маркам стали, сварива­емым толщинам и конструктивным элементам разделки кромок. Однако существуют и ориентировочные способы расчета режимов сварки по условиям полного проплавления или заданного катета (для тавровых соединений).
...
Если рассматривать двухстороннее стыковое соединение без раз­делки кромок (по одному проходу с каждой стороны) и тавровое соединение, выполняемое за один проход, то порядок расчета можно принять следующий.
...
//пр = ^ + (2...3) мм - для стыковых соединений; Япр =0,7к -для тавровых соединений. Значения сварочного тока выбираются по формуле
...
Величины коэффициентов £ и находят по специальным таблицам с учетом конструкции сварного соединения, диаметра электрода, рода и полярности тока. По значению силы тока, с учетом его допустимой плот­ности, выбирают диаметр электрода. Важным параметром режима яв­ляется вылет электродной проволоки из токоведущего мундштука. Обыч­но его принимают в пределах 1э1 = 10^ + 5 мм. Его изменения в пределах
...
±25% практически не влияет на параметры шва; при большем же измене­нии (увеличении) увеличивается коэффициент наплавки, снижается глубина проплавлення и растет усиление шва.
...
Следует отметить, что расчетные величины значений параметров режима вносить в технологическую исполнительную документацию следует с допуском, имея разбег значений по току ±25 А (при токах до 1000 А) и ±50 А (при токах более 1000 А), а напряжение дуги с разбегом ±2 В.
...
Механизированные способы сварки под флюсом, как правило, предназначены для выполнения швов в горизонтальном (нижнем) положении. Возможно, допустимые углы наклона шва к горизонту в направлении сварки составляют 8... 10°, угол наклона в поперечном положении не более 10...20°. Для качества шва большое значение име­ют точность сборки (отсутствие недопустимых зазоров и деплана-ции кромок), качественное выполнение прихваток, соединяющих детали, и хорошая очистка района свариваемых кромок от ржавчины и органических загрязнений.
...
Начало и конец сварного стыкового шва должны выполняться на выводных, удаляемых после сварки соединения, планках, так как в начале и конце процесса из-за его нестабильности возможно образо­вание дефектов (например, непровара). Планки выполняются из ме­талла той же марки и толщины, что и свариваемый металл.
...
Механические свойства металла шва и сварного соединения при этом способе (как и при ручной сварке этого класса сталей) зависят от химического состава стали и металла шва, свариваемой толщины и режима сварки. Ввиду того, что из-за относительно высоких режи­мов сварки доля участия основного металла в металле шва значи­тельна, нужно учитывать переход легирующих элементов из основ­ного металла в металл шва.
...
При сварке однослойных стыковых и угловых швов на конструкци­ях, выполненных из низколегированных сталей, на режимах с малой погонной энергией можно опасаться появления в ЗТВ закалочных струк­тур, особенно при сварке деталей большой толщины (см. рис. 7.3).
...
использовать режимы с малой погонной энергией. Для сталей без термической обработки в состоянии поставки рекомендуется при­менять режимы с повышенной погонной энергией.
...
Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом может вы­полняться во всех пространственных положениях, что делает процесс универсальным и обладающим по сравнению с ручной сваркой по­крытыми электродами более высокой производительностью.
...
Режимы сварки стыковых и тавровых соединений хорошо разра­ботаны и сведены в таблицы и номограммы, приводимые в справочни­ках и отраслевой нормативной документации. Выбор режима зависит от диаметра электродной проволоки, толщины свариваемого металла и пространственного положения соединения (рис. 7.4).
...
Стыковые соединения на металле толщиной до 4,0 мм сваривают без разделки кромок, для улучшения формирования шва соединения тол­щиной более 3,0 мм сваривают на медной, керамической либо остаю­щейся металлической подкладке. Формирование шва при сварке де­талей из тонколистового материала лучше происходит при сварке в вертикальном положении сверху вниз. Металл толщиной 4,0... 12,0 мм сваривают за два прохода с двух сторон, толщиной 15,0...20,0 мм сва­ривают за три прохода при У-образной разделке кромок с углом 60° и притуплением 2,0...4,0 мм. При толщине 20,0...30,0 мм применяют двухстороннюю симметричную разделку кромок. Металлы большей толщины целесообразно сваривать при узкой щелевой разделке кро­мок за несколько проходов. Сварку плавящимся электродом можно выполнять во всех пространственных положениях. Потолочные швы сваривают «углом назад» при минимальных значениях силы тока и напряжения проволокой йэ = 0,8... 1,4 мм.
...
В последние десятилетия разработана также вертикальная авто­матическая сварка стыковых соединений конструкций (в том числе корпусов судов), начиная с толщин 12,0 мм. Сварка выполняется спе­циализированными автоматами (типа «Ритм-20») с применением принудительного формирования шва. Сварка производится при вер­тикальном положении свариваемого стыка, собираемого с определен­ным зазором, величина которого зависит от свариваемой толщины. Формирование шва происходит в объеме, ограниченном с двух сто­рон торцами свариваемых пластин. По плоскости листов с одной сто­роны объем ограничен неподвижной медной подкладкой, а с другой — медным охлаждаемым ползуном, перемещающимся вместе с автома­том.
...
Как уже отмечалось, в современной промышленности совершен­но четко наметилась тенденция применения при полуавтоматичес­кой сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей порош­ковой проволоки диаметром 1,2...1,6 мм в смеси защитных газов.
...
Наиболее широкое применение получили проволоки рутилового типа. Они обеспечивают хорошее формирование шва, увеличивают производительность наплавки и приводят к мелкокапельному пере­носу металла в дуге. Последнее значительно уменьшает разбрызгива­ние, а значит, снижает трудоемкость работ по зачистке брызг с повер­хности основного металла и металла шва (рис. 7.5). Этому же способствует применение комбинированной защитной смеси 92% Аг + 6% С02 + 2% Ог Существует много марок порошковой проволо­ки зарубежного производства поставки фирм Швеции, Германии, Ко­реи и др. В последние годы для сварки этой группы сталей разработа-
...
на отечественная марка порошковой проволоки диаметром 1,2 мм (48ПП-8М); она по своим свойствам вполне конкурентна зарубеж­ным аналогам. Переход с ручной дуговой сварки покрытыми элект­родами на полуавтоматическую сварку в углекислом газе обеспечи­вает рост производительности процесса сварки в 2,5-3,5 раза, примерно в 2 раза снижаются энергозатраты и время выполнения 1 м шва (без учета времени смены электрода).
...
При сварке проволокой сплошного сечения в газовых смесях по сравнению со сваркой в углекислоте в 1,5-3 раза снижается разбрыз­гивание электродного металла на сварной шов и околошовную зону. Это уменьшает трудозатраты на удаление брызг со свариваемых по­верхностей. Здесь возможно применение традиционных сварочных источников типа ВДУ-630, ВДУ-506С, ВДУ-800 и др. Считается пред­почтительным применение инверторных синергетических источни­ков тока «8теггх^-410», «Радуга-250»*. Это позволяет повысить производительность процесса сварки минимум на 25%.
...
Синергетическое (иначе - программируемое) изменение параметров тока дуги при изменении ее напряжения, что определяет поддержание заданного режима на оптимальном уровне.
...
При переходе на порошковую проволоку в углекислоте или смеси газов уменьшаются требования к квалификации сварщиков. По дан­ным шведской фирмы Е5АВ, несмотря на увеличение стоимости по­рошковой проволоки в 2-4 раза по сравнению со сплошной, стоимость 1 м сварного шва снижается в 2 раза. Механические характеристики металла шва, сваренного различными марками порошковой прово­локи (за исключением самозащитной), во всех случаях выше, чем при сварке проволокой сплошного сечения, и выше, чем механичес­кие характеристики основного металла (для сталей ВСтЗсп, 09Г2С, 10ХСНД) (табл. 7.5).
...
ки в СОг В судостроении она может применяться при вертикальных монтажных стыках. Режимы этого способа сварки характеризуются сва­рочным током /,в, напряжением на шлаковой ванне IIш,
...
Для относительно небольших толщин (до 50 мм) применяются автоматы с подачей одной электродной проволоки. Обычно приме­няют проволоку диаметром 3,0 мм, подаваемую без поперечных ко­лебаний. Наиболее употребительна марка проволоки Св-10Г2С и флюсы марок АН-8, ФЦ-7, ОСЦ-45 и АН-348 (для сталей Ст4с, 09Г2, 10ХСНД). Следует отметить, что чем больше свариваемая толщина, тем более экономически выгодно применять ЭШС.
...
Для судостроения актуальна проблема приварки шпилек, коли­чество и номенклатура которых на каждом корпусе судна весьма велика. Диаметры шпилек колеблются в пределах 4,0... 14,0 мм, и приварка их ручной сваркой с полным проваром весьма трудоемка. Для увеличения производительности этого процесса при высоком качестве шва применяется полуавтоматическая приварка шпилек с флюсовой шайбой (рис. 7.7). Приварка производится с помощью специального пистолета. Флюсовые шайбы изготовляют из мелко­молотого флюса с замесом на жидком стекле с последующей суш­кой и прокалкой.
...
При расплавлении флюсовой шайбы создается шлаковая защита рас­плавленного металла и обеспечивается хорошее формирование металла шва. При приварке тонкой обшивки (1,0...4,0 мм) к каркасу (и подобного рода конструкциям) может применяться точечная сварка под флюсом с проплавлением тонкого листа — так называемой электрозаклепкой.
...
Механизированная сварка под флюсом и в среде защитных газов имеет несколько разновидностей. В производственных условиях сле­дует выбирать тот способ, который наиболее целесообразен для кон­кретного предприятия. Здесь учитывается как технический, так и эко­номический аспекты.
...
С технической точки зрения, вариант механизированной сварки вы­бирается в зависимости от свариваемой толщины, расположения соеди­нения в конструкции, наличия (или возможности приобретения) нужно­го сварочного оборудования. Если рассматривать автоматическую сварку под флюсом (как и в защитном газе), то здесь могут быть следующие основные варианты (для выполнения стыкового соединения).
...
Односторонняя сварка на весу производится тогда, когда не тре­буется провара всего сечения. Здесь подкладки какого-либо рода от­сутствуют, и правильное и равномерное формирование шва зависит от величины и равномерности по длине зазора в стыке (обычно его величина равна 0,5 мм) и строгого соблюдения заданных режимов. При необходимости полного провара сечения при односторонней свар­ке применяется сварка на флюсовой подушке, на медной подкладке или, что наиболее рационально, на флюсо-медной подкладке (см. рис. 2.18). В том случае, если это не продиктовано какого-либо рода запретами, возможно применение остающейся стальной подкладки.
...
Существует также способ односторонней сварки на медном ползу­не, перемещающемся вместе с автоматом на противоположной плос­кости соединения. Специальным ножом через зазор между сварива­емыми деталями ползун соединен с автоматом. Некоторое неудобство представляет то, что зазор должен быть открыт на всем протяжении стыка, а величина его строго выдерживается. Однако способ по срав­нению с двухсторонней сваркой более производителен (в диапазоне толщин 6,0... 18,0 мм), а значит и более дешев.
...
Полотнища (плоские секции). Их детали собираются на сбороч­ных плитах (стендах). Детали перед сборкой должны проходить прав-
...
ки в СОг В судостроении она может применяться при вертикальных монтажных стыках. Режимы этого способа сварки характеризуются сва­рочным током /,в, напряжением на шлаковой ванне
...
ку. После выставления зазора между деталями, прихватки и привар­ки выводных планок производится автоматическая сварка под флю­сом стыков и пазов на проход. Она для толщин в диапазоне 4,0...18,0 мм может быть двухсторонней без разделки кромок. Этот способ требу­ет кантовки полотнища после выполнения первого шва, что увеличи­вает трудоемкость изготовления. Предпочтительной является одно­сторонняя сварка с одновременным формированием шва с двух сторон. При обоих способах необходимо плотное прижатие полотна к плите (стенду), которое может осуществляться различными спосо­бами. Получили распространение поточные линии для сборки и свар­ки полотнищ. Прижим на них осуществляется с помощью электро­магнита, а формирование обратного усиления при сварке за один проход обеспечивается флюсо-медной подкладкой, помещаемой в стенде линии.
...
После сварки полотнища на нем устанавливается набор. Если на­бор имеет два направления, то чаще применяется раздельная сборка и сварка. При этом сначала устанавливается и приваривается продоль­ный набор, а затем, после установки поперечного набора, сваривают вертикальные швы, соединяющие продольный набор с поперечным, и только после этого его приваривают к полотнищу ячейковым спосо­бом. В ряде случаев выставляется сразу продольный и поперечный набор, варятся соединительные вертикальные швы, а затем клетки набо­ра привариваются к настилу ячейковым способом (рис. 7.8).
...
Сварка ведется несколькими сварщиками одновременно. Приме­няется либо ручная сварка, либо полуавтоматическая в С02 (чаще всего порошковой проволокой).
...
При сварке на сборочных плитах полотнище перед сваркой швов после его прижима к плите прихватывается по контуру к плите. При­хватки после сварки срубаются, освобождая полотнище для канто-вок. После кантовки производится строжка корня шва (при необхо­димости), осуществляется автоматическая сварка стыков и пазов, разметка, установка и приварка набора (кантовка может произво­диться и после установки и приварки набора).
...
Сварка секций с погибью. Криволинейные секции могут соби­раться и свариваться по двум вариантам. В первом базой для сбор­ки является второе дно, на нем собирается и сваривается между­донный набор, после этого накладывается наружная обшивка, которая приваривается к набору. Во втором варианте сборка начинается на специальных постелях, имеющих лекала, повторяющие обвод сек­ций. На лекала устанавливаются листы наружной обшивки, кото­рые обжимаются и закрепляются к лекалам талрепами. Затем уста­навливается и сваривается междудонный набор, к нему приваривается второе дно. Постель должна быть в достаточной мере жесткой, ее лекала должны иметь так называемый «развал», учиты­вающий деформации ее элементов во время сварки (это делается для уменьшения деформаций). Второе дно предварительно свари­вается на плоском стенде, а затем обжимается по набору и привари­вается к нему. Такой же обжим может быть применен и к наружной обшивке (по лекалам постели), если она состоит из листов толщи­ной до 10,0 мм. Все эти операции осуществляются, как правило, по­луавтоматической сваркой в С02 (или смесях газов) с применени­ем порошковой проволоки.
...
Сварка корпуса судна. Постройка цельносварных судов дает воз­можность перевести подавляющий объем работ со стапеля в цех, где все корпусные работы могут выполняться в более удобном положе­нии с применением технологической оснастки и механизированных способов сборки и сварки, а следовательно, более качественно и в меньшие сроки. Секционное и блочное изготовление частей судна в цеховых условиях позволило значительно повысить степень их го­товности в части прокладки трубопроводов, приварки фундаментов, монтажа части оборудования и т. д.
...
В отечественной практике применяют в основном два вида пост­ройки судов на стапеле: секционный и блочный. Подавляющее боль­шинство секций подается на стапель с технологическими припуска-
...
ку. После выставления зазора между деталями, прихватки и привар­ки выводных планок производится автоматическая сварка под флю­сом стыков и пазов на проход. Она для толщин в диапазоне 4,0...18,0 мм может быть двухсторонней без разделки кромок. Этот способ требу­ет кантовки полотнища после выполнения первого шва, что увеличи­вает трудоемкость изготовления. Предпочтительной является одно­сторонняя сварка с одновременным формированием шва с двух сторон. При обоих способах необходимо плотное прижатие полотна к плите (стенду), которое может осуществляться различными спосо­бами. Получили распространение поточные линии для сборки и свар­ки полотнищ. Прижим на них осуществляется с помощью электро­магнита, а формирование обратного усиления при сварке за один проход обеспечивается флюсо-медной подкладкой, помещаемой в стенде линии.
...
ми, что требует лишних операций по подгонке при сборке (газовая резка для удаления припусков). Более практичным является обра­ботка секций и блоков в «чистый размер».
...
Подаваемые на стапель секции (блоки) устанавливают на специ­ально оборудованные кильблоки, стапель-кондукторы, тележки, где их проверяют по расположению относительно базовых точек, плос­костей и причерчивают. После этого удаляются технологические при­пуски (желательно, для повышения качества реза, механизирован­ной резкой). Припуски удаляют по наружной обшивке, настилам второго дна, палубе и по набору (стрингерам, ребрам жесткости). Одновременно с удалением припусков кромки стыкуемых узлов под­готавливают под сварку в соответствии с принятыми способами свар­ки, руководствуясь действующей на заводе нормативной документа­цией.
...
При блочном методе постройки все секции, входящие в состав блока, собирают и сваривают вне стапеля. На стапеле должно быть обеспечено правильное положение стыкуемых блоков, сходимость одинаковых элементов и требуемые нормативной документацией зазоры. После установки двух блоков на тележки или кильблоки уда­ляют технологические припуски и подготавливают кромки под свар­ку. После прихватки сварку начинают со стороны набора последова­тельно от диаметральной плоскости к бортам по высоте — от киля к верхней палубе.
...
Настилы палуб и платформ в районе монтажного сечения свари­вают в потолочном положении со стороны набора (ручная либо полу­автоматическая сварка) и автоматической сваркой с наружной сто­роны. После сварки настилов сваривают стыки набора, продольных переборок и ребер жесткости.
...
Сварку монтажных кольцевых стыков между блоками рекомен­дуется выполнять одновременно несколькими сварщиками по участ­кам симметрично относительно диаметральной плоскости и централь­ной горизонтальной оси. При этом устраняются перекосы и расхождения еще не заваренных участков стыков и уменьшаются де­формации изгиба корпуса.
...
Главной задачей при сборке здесь является совпадение в одной плоскости стыкуемых кромок и равномерного зазора между сты­куемыми элементами. Задача эта решается применением прихва­ток (чаще всего) или гребенок, угольников с болтами, талрепов. При секционном способе постройка начинается с установки зак­ладных днищевых секций на кальблоки или тележки в нужное по-
...
ложение; после удаления технологических припусков взаимное расположение секций обеспечивается с помощью стяжек. Для фик­сации взаимного расположения секций используют прихватки или гребенки, временно привариваемые к наружной обшивке и удаляе­мые после сварки стыка. Рационально использовать полуавтомати­ческую сварку тонкой проволокой. В зависимости от толщины об­шивки и вида разделки первый шов заваривается со стороны набора; корень шва с наружной стороны удаляется газовой (или электроду­говой) строжкой, после чего наружная часть шва заваривается от ди­аметральной плоскости к бортам.
...
После сварки наружной обшивки заваривается настил второго дна, сначала в потолочном положении корень шва, со стороны набора, а затем с наружной стороны.
...
Стыки продольного набора и ребер жесткости свариваются в пер­вую очередь. После чего приваривают к наружной обшивке и второ­му дну недоваренные участки набора (полуавтоматическая сварка в С02 или ручная сварка).
...
Бортовые секции на оба борта устанавливают после сварки мон­тажного стыка днищевых секций. Зазор обеспечивается в соответ­ствии с принятым способом сварки. Пазы сваривают полуавтомати­ческой сваркой в С02 (чаще всего с применением порошковой проволоки малого диаметра). Сварка производится сначала со сто­роны набора, а затем с наружной стороны.
...
Сборка и сварка надстроек. Как правило, материалом для изго­товления надстроек служат тонколистовая сталь либо алюминиевый сплав. Их основными элементами являются тонколистовые полот­нища, подкрепленные ребрами жесткости. При изготовлении надстро­ек из алюминиевых сплавов часто используют прессованные панели. В корпусном цехе на плоских стендах — листах — собирают и свари­вают полотнища с ребрами жесткости.
...
Так изготавливают стенки и крышу надстройки и другие эле­менты конструкции. Способ сварки выбирается с учетом вида ма­териала и толщины листов (чаще всего полуавтоматическая свар­ка в С02 или в инертном газе соответственно для стали и алюминиевого сплава).
...
Технология сборки и сварки надстройки зависит от того, входит или не входит в состав надстройки часть палубы, на которой она раз­мещается. Если палуба входит в состав надстройки, то сборка начи­нается с укладки на стенд листов, входящих в эту часть палубы. После монтажа объема всей надстройки в этом случае на стапеле монтаж­ные стыки и пазы палубы свариваются в потолочном положении со
...
ми, что требует лишних операций по подгонке при сборке (газовая резка для удаления припусков). Более практичным является обра­ботка секций и блоков в «чистый размер».
...
Если же палуба не входит в состав надстройки, то ее сборку начи­нают на крыше верхнего яруса надстройки, устанавливая на ней стен­ки, переборки, выгородки и другие узлы.
...
Стальная надстройка приваривается к палубе непосредственно (по­луавтоматической либо ручной сваркой), а надстройка из алюмини­евых сплавов — через биметаллические переходники.
...
стороны набора полуавтоматом либо вручную, с наружной стороны -автоматом под флюсом.
...
сохранении высоких прочностных и пластических характеристик спо­собствует хорошей свариваемости; поставляются в толщинах 10...40 (сталь АБ) — 130 мм (сталь АБ2А). Они широко применяются в про­мышленности от корпусов атомных ледоколов и глубоководных ап­паратов до водоводов спиральных камер уникальных гидротурбин.
...
Для целей атомной энергетики в России разработан ряд марок теплоустойчивых хорошо свариваемых сталей систем легирования Сг-Мо-У и Сг-ЭД-Мо-У. Эти стали по своим физико-механическим свойствам и эксплуатационным характеристикам превосходят зару­бежные стали такого назначения. Химический состав и механичес­кие свойства некоторых марок сталей повышенной прочности приве­дены в табл. 8.1.
...
Представителями сталей перлитного класса являются конструк­ционные стали с повышенным содержанием углерода типа 40Х, 35ХГСА и др., а также низко- и среднелегированные стали 12ХМФД2Х15МА, 12Х1МФ и др. К этому же классу относятся мик­ролегированные стали марок 10Г2ФР, 12Г2СМФ, 12ГН2МФА и др. Для этих сталей технологическая и эксплуатационная прочность за­висят от вторичной структуры, образующейся в металле шва и ЗТВ под воздействием термического цикла сварки.
...
Конечная структура стали зависит от температуры начала распада аус-тенита и определяется скоростью его охлаждения, так как процесс этот имеет диффузионную природу. Образуются продукты распада и полу­распада аустенита: перлит, сорбит, троостит и бейнит, — представляющие собой смесь ферритной и цементитной фаз, которые различаются между собой прежде всего степенью дисперсности смеси. По мере увеличения скорости охлаждения наблюдается плавный переход от одного типа струк­туры к другому с изменением механических свойств металла.
...
При высоких скоростях охлаждения образуется мартенсит, кото­рый представляет собой пересыщенный твердый раствор углерода в а-железе; он имеет тот же состав, что и аустенит, но его кристалли­ческая решетка перестроена в результате быстрого бездиффузионно­го превращения. Мартенсит образуется с объемными изменениями, и его пластины (иглы) имеют высокую твердость. Поэтому основной опасностью при сварке сталей этого класса является чувствительность к появлению холодных трещин в металле шва и ЗТВ. На их образова­ние влияют три основных фактора.
...
Первым, как уже было сказано, являются структурные превраще­ния. Наиболее благоприятной структурой, с этой точки зрения, яв­ляется перлит (сорбит). Характер распада аустенита в зависимости от температурно-временных условий определяется диаграммами его изотермического распада (распада при фиксированных постоянных температурах). При сварке металл от температуры плавления охлаж­дается непрерывно, поэтому для определения его структуры и свойств лучше пользоваться диаграммами термокинетического распада аус­тенита, т. е. распада, протекающего при его непрерывном охлаждении. На рис. 8.1 приведена такая диаграмма для стали с содержанием -0,2% С и -2% Мп. На нее нанесены кривые скоростей охлаждения, которые, пересекая кривые начала и конца распада аустенита, опреде-
...
сохранении высоких прочностных и пластических характеристик спо­собствует хорошей свариваемости; поставляются в толщинах 10...40 (сталь АБ) — 130 мм (сталь АБ2А). Они широко применяются в про­мышленности от корпусов атомных ледоколов и глубоководных ап­паратов до водоводов спиральных камер уникальных гидротурбин.
...





    Азотирование и карбонитрирование
    Оcновы сварки судовых конструкций
    Материаловедение
    Російсько-український словник зварювальної термінології. Українсько-російський словник зварювальної термінології.
    Металловедение для сварщиков (сварка сталей)

    rss
    Карта