Сварка при монтаже листовых конструкций

Особенности сборки и сварки конструкций из тонколистового материала

При сварке листов небольшой толщины происходит коробление их поверхностей; при этом с уменьшением толщины листов коробление увеличивается. Поэтому при сборке и сварке конструкций из тонколистового материала для предотвращения коробления необходимо строго соблюдать все технические условия на сборку, а также правильную технологическую последовательность сварки.

Коробление или деформация тонкого материала заключается в том, что на листах конструкции обычно в промежутках между приваренным набором образуются бухтины, а по свободным кромкам появляется волнообразный изгиб. Выправление бухтин после сварки значительно увеличивает трудоемкость работы и может привести к уменьшению прочности конструкций.

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

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

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

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

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

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

Источник

Сварка из листовой стали

Содержание:

Для создания крепкого соединения металлических деталей обычно используется сварка, соответствующая данному виду металла. В этой статье остановимся на том, как делается сварка из листовой стали.

Из листового или фасонного проката делаются различные листовые конструкции, такие например как несущие рамы, балки мостов, несущие стойки металлических конструкций или различная бытовая утварь, водяные баки и водостоки. Из листовой стали делаются резервуары, цилиндрической формы используемые нефтепродуктов или других технических жидкостей. Также из стальных листов делают паровые котлы, которые должны выдерживать большое давление и высокую температуру. Для сварки листов толщиной до 100 мм обычно пользуются электрошлаковой сваркой.

При сварке листовой стали обычно используют соединение встык или соединение внахлест. Вертикальные соединения в резервуарах обычно делают стыковым швом, а круговые соединения обычно делают внахлёст, так как обеспечить соединение без зазоров в этом случае практически невозможно, особенно для конструкций больших диаметров или при сварочных работах на большой высоте.

Конструкции перед сваркой должны проходить обязательную предварительную подготовку для обеспечения прочности и герметичности швов.

Три этапа подготовки.

Правила подготовки изделий под сварку предельно просты:

• Сначала обрабатываются кромки, которые подлежат сварке;

• затем собираются все элементы конструкции, которые надо скрепить;

• и в заключение, дополнительно очищаются все соединения, которые будут задействованы при сварке.

Кромки конструкций, подлежащие сварке, обрабатываются в соответствии с проектными чертежами конструкции и в соответствии с соответствующими ГОСТу 5264—80 и другим ГОСТам на основные конструктивные части швов конструкции. Обрабатывают кромки соединений под сварку фрезерных или на кромкострогальных станках. Или путем плазменной или кислородной резки на специально созданных для этого станках. Все размеры кромок должны соответствовать всем существующим ГОСТам.

Сборка всех деталей под сварку.

Одним из важных и трудоемких этапов подготовки к сварке любой конструкции является сборка всех деталей под сварку. Для ручной дуговой сварки конструкцию собирают при помощи специальных приспособлений различных модификаций в зависимости от самой конструкции. Так струбцины используют для скрепления углового металла, полос, балок. Клинья для скрепления листовых стальных конструкций. Рычаги для скрепления уголков или других видов деталей. Кроме этого используют стяжные уголки и фиксаторы. Для стягивания деталей при сварке используют специальные домкраты. Прокладки с клиньями обычно используют для скрепления металлических листов с соблюдением определенного зазора. А стяжные планки и угольники используются для скрепления листовых конструкций без прихвата. В цеховых условиях может использоваться специальное устройство прижимов рычажного или пневматического типа.

Все детали перед основной сборкой должны быть тщательно проверены. Кромки деталей должны быть измерены и иметь одинаковую ширину. Все элементы конструкции должны быть тщательно очищены от грязи, масла, краски, окалины, ржавчины, влаги. В условиях цеха всю конструкцию собирают на специальных стеллажах, на которых установлены специальные крепления для скрепления конструкции (болты, стяжки ,штыри, домкраты и т.д.) Кроме этого могут использоваться простейшие верстаки и стеллажи, собранные из горизонтальных балок, высотой 20-40 см.

По мере сборки стыки собираемой конструкции закрепляются прихватками — небольшими швами, сделанными сваркой, для четкой фиксации соединяемых деталей. Прихватки делают в местах будущих сварных швов, за исключением тех мест, где они пересекаются. Выбор длины прихваток зависит от текучести расплавленной стали.

Такие прихватки придают жесткую неподвижность будущей конструкции и не дают смещаться деталям при усадке, которая неизбежна при сварке, что может повлечь за собой появление трещин. Поэтому сборку с помощью прихваток рекомендуют использовать только для тонких деталей (5-10 мм), а для более толстых деталей лучше использовать клиновые стяжки, которые допускают небольшое перемещение, при усадке, сохраняя общую фиксацию конструкции.

Особенности стыков.

Перед началом самого процесса сварки все стыки подлежат тщательному осмотру и при необходимости устраняются все недостатки стыков.

Изделия из низкоуглеродистой стали можно скреплять машиной контактной точечной сварки. Эта машина имеет специальную конструкцию электродов и особую систему охлаждения стыков. Это позволяет скрепить между собой не только тонкие листы металла, но и более сложные тонкостенные конструкции из стали.

Таким образом, мы в нашей статье мы проанализировали существующие способы сварки, а также подробно остановились на всех этапах, предшествующие процессу, под названием, сварка из листовой стали, четкое следование которым обеспечит успешный результат создания металлоконструкций из листовой стали.

Источник

Сварка листовых конструкций

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Источник

Сварка листовых конструкций технология

Особенности сборки и сварки конструкций из тонколистового материала

При сварке листов небольшой толщины происходит коробление их поверхностей; при этом с уменьшением толщины листов коробление увеличивается. Поэтому при сборке и сварке конструкций из тонколистового материала для предотвращения коробления необходимо строго соблюдать все технические условия на сборку, а также правильную технологическую последовательность сварки.

Коробление или деформация тонкого материала заключается в том, что на листах конструкции обычно в промежутках между приваренным набором образуются бухтины, а по свободным кромкам появляется волнообразный изгиб. Выправление бухтин после сварки значительно увеличивает трудоемкость работы и может привести к уменьшению прочности конструкций.

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

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

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

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

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

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

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Сварка — листовая конструкция

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

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

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

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

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

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

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

Последовательность сварки отдельных швов конструкции, выбранная неправильно, может привести к значительным деформациям конструкции и появлению в швах трещин. На рис. 153 приведена правильная и неправильная последовательность сварки листовых конструкций . При сварке листовых конструкций в порядке, указанном на рис. 153, а, деформации и напряжения будут незначительными, так как при выполнении поперечных швов /, 2, 3, 4 обеспечена возможность перемещения листов от поперечной усадки. [40]

Последовательность сварки отдельных швов конструкции, выбранная неправильно, может привести к значительным деформациям конструкции и появлению в швах трещин. На рис. 140 показаны правильная а и неправильная б последовательность сварки листовых конструкций . При сварке металла большой толщины выпучивание будет незначительным, но в местах пересечения швов А и Б возникнут большие напряжения, которые могут вызвать появление трещин на этих участках и в прилегающих к ним зонах основного металла. [41]

Имеются различные мнения относительно влияния зазора при сборке стыкового соединения под сварку на величину деформаций конструкции. Из работ ГПИ Проектстальконструкция и МИСИ имени Куйбышева следует, что при сварке листовых конструкций из малоуглеродистой стали размер зазора в стыковом соединении не оказывает существенного влияния на величину продольных и поперечных деформаций, тогда как наложение прихваточ-ных швов или эластичных прихваток ( в виде так называемых гребенок, привариваемых к собираемым листам за пределами зоны будущего шва, поперек его оси), оказывает серьезное влияние на величину остаточной деформации. [42]

Наиболее эффективный и широко распространенный вид сварки титана — сварка плавлением. Большая часть сварных титановых конструкций изготовляется дуговой сваркой в инертных газах: аргоне, гелии или смеси их. Для сварки листовых конструкций средних толщин широко используется сварка под флюсом, а для толстостенных деталей — электрошлаковая. Для ряда изделий из титана успешно применяется электроннолучевая сварка. Вакуумно-дуговая сварка плавящимся электродом и сварка лазером находятся преимущественно в стадии лабораторных и опытно-промышленных исследований. Из методов сварки давлением широкое промышленное применение имеет контактная сварка: точечная, шовная и стыковая. Сварка токами радиочастоты используется при изготовлении труб из титана. Остальные методы сварки давлением имеют ограниченную область применения. [43]

При понижении температуры в зимнее время объем сварочной ванны уменьшается для всех применяемых флюсов и электродов. Для сварочной ванны большого объема характерно более длительное пребывание в жидком состоянии, что способствует лучшему удалению из нее газов, неметаллических включений и пр. При сварке листовых конструкций зимой с использованием постоянного тока обратной полярности для всех флюсов и электродов характерно увеличение объема сварочной ванны на 15 — 2Q %, поэтому сварку при отрицательной температуре следует вести на указанной полярности. [44]

Последовательность сварки отдельных швов конструкции, выбранная неправильно, может привести к значительным деформациям конструкции и появлению в швах трещин. На рис. 153 приведена правильная и неправильная последовательность сварки листовых конструкций. При сварке листовых конструкций в порядке, указанном на рис. 153, а, деформации и напряжения будут незначительными, так как при выполнении поперечных швов /, 2, 3, 4 обеспечена возможность перемещения листов от поперечной усадки. [45]

Сварка листовых конструкций

Департамент образования Новосибирской области

Управление образовательной политики в сфере общего образования,

Начального и среднего профессионального образования

Государственное бюджетное образовательное учреждения

Начального профессионального образования

Новосибирской области

«Профессиональное училище № 99»

Письменная экзаменационная работа

ТЕМА: «Сварка листовой конструкции.

Автоэстакада»

Гросс Вадим Александрович

Романовский Анатолий Михайлович

г Черепаново, 2010 г

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора по УПР

_______О.Н. Малютина

на письменную экзаменационную работу

Выполнил учащийся:

Гросс Вадим Александрович

Профессия НПО:2.4 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)

Профессия ОК-016-94:Электросварщик ручной сварки, газоэлектросварщик

Работу получил:декабрь

Работу сдал:май

Группа: 31

Описательная часть:в данной работе рассмотрены техника и технология сварки листовой конструкции- автоэстакада подобраны режимы сварки составлена маршрутная технологическая карта описана техника безопасности

Практическая часть:макет автоэстакада

Работа допущена к защите с оценкой:________________________________

Содержание

2. Сварка листовой конструкции………………………………………….

2.3. маршрутно-технологическая карта…………………………………

3.1. Основные требования безопасности труда при ручной дуговой сварки……………………………………………………………………….

3.2. Правила безопасности при производстве газовой……………….

Сваркой называется процесс получения неразъемных со­единений посредством установления межатомных связей ме­жду соединяемыми частями при их нагревании и (или) пла­стическом деформировании.

Сварка — один из наиболее распространенных технологи­ческих процессов. К сварке относятся собственно сварка, на­плавка, сваркопайка, пайка, склеивание, напыление и некото­рые другие операции.

С помощью сварки соединяют между собой различные металлы, их сплавы, некоторые керамические материалы, пластмассы, стекла и разнородные материалы. Сварка метал­лов и их сплавов используется при сооружении новых конст­рукций, изготовлении и ремонте различных изделий, машин и механизмов, создании двухслойных материалов. Сваривать можно металлы любой толщины. Прочность сварного соеди­нения в большинстве случаев не уступает прочности основно­го металла. Сварку, можно выполнять на земле, под водой, в космосе — в любых пространственных положениях.

Возникновение простейших методов сварки относится к началу периода освоения человеком металлов. Археологиче­ские музеи хранят образцы изделий, изготовленных с приме­нением сварки в VIII—VII тыс. до н. э.

Прежде всего была освоена кузнечная сварка меди и не­которых ее сплавов с подогревом до 300-400 °С. В дальней­шем люди научились сплавлять небольшие куски металла и изготавливать изделия путем заливки металла в каменные или глиняные формы — так возникло искусство литья. Это приве­ло к созданию литейной сварки: соединяемые детали поме­щали в форму, место соединения заливали жидким металлом. Позднее были найдены более легкоплавкие металлы, появил­ся метод пайки, во многих случаях более удобный и производительный. Многовековой опыт и искусство древних масте­ров довели сварку и пайку до высокой степени совершенства. Образцы их изделий мы видим в коллекциях музеев.

Лишь во II в. до н. э. началось освоение человеком железа -важнейшего металла современности. Широко используя же­лезо, человек долго не мог его расплавлять из-за высокой температуры плавления. Трудом многих поколений мастеров был создан и доведен до совершенства способ кузнечной сварки железа. Раскаленное до «сварочного жара» железо еще не плавится, но становится мягким, пластичным и способно свариваться под большим давлением или под ударами моло­та: соединение происходит в твердом состоянии металла.

Революционную роль в развитии сварочной техники сыг­рали новые источники нагрева: мощные электрические токи, горючие газы, сжигаемые в технически чистом кислороде, и др. Они обеспечили концентрированный нагрев зоны сварки и получение весьма высоких температур, что позволило пол­ностью модернизировать существующие способы сварки. При этом производительность сварки увеличилась в сотни раз.

Впервые мысль о возможности практического применения «электрических искр» для плавления металлов высказал в 1753 г. академик Российской Академии наук Г. В. Рихман, выполнив­ший ряд исследований атмосферного электричества.

Трудно оценить сегодняшние достижения науки и техни­ки, не зная того, что было сделано нашими предшественни­ками. Обратимся к истории величайшего открытия, поло­жившего начало развитию новой отрасли науки и техники -электротехнике. Речь идет об электрической дуге, полученной профессором Санкт-Петербургской медико-хирургической академии В. В. Петровым. В майскую ночь 1802 г. над Невой вспыхнул ослепительный свет, озарив голубоватым сиянием стены физического кабинета медико-хирургической акаде­мии. В. В. Петров первым в мировой литературе описал элек­трическую дугу, ее свойства, в частности плавление ею ме­талла, а также указал возможные области ее практического применения.

Удивительна судьба этого открытия. Дуга В. В. Петрова дала старт грандиозной эстафете поисков, изобретений и от­крытий. Ее ярчайший свет привлек внимание многих ученых мира и изобретателей, людей различных характеров, способ­ностей, устремлений и судеб. Некоторые из них всю свою жизнь посвятили изучению необыкновенного огня, пытаясь понять его .сущность.

Электрическая дуга послужила основой создания мощных j источников тока, прожекторной техники, развития электро-, ( сварки, электрометаллургии и электроэнергетики.

Электрический разряд назвал «дугой» английский ученый-химик Г. Деви, который независимо от В. В. Петрова открыл ее спустя 10 лет. В 1812 г. в Лондоне вышла его книга «Эле­менты философии, химии», -в которой он описал свои опыты по исследованию дуги. Во время> экспериментов, которые проводил Г. Дэви, электроды были расположены параллельно земле, ее магнитное поле притягивало электрический разряд и он принимал форму огненного мостика-дуги.

В 1849 г. американец К. Стэт получил патент на соедине­ние металлов с помощью электричества. Однако этот патент не был реализован на практике.

Дуговая сварка как промышленный способ соединения металлов была изобретена в России. В 1882 г. Н. Н. Бенардос предложил способ прочного соединения и разъединения ме­таллов с помощью электрического тока. Он практически осу­ществил способы сварки и резки металлов электрической ду­гой угольным электродом. Ему также принадлежит много других важных изобретений в области сварки (способы кон­тактной и шовной сварки, спиралешовные трубы, порошковая проволока и др.). 6 июля 1885 г. Н. Н. Бенардос подал проше­ние в Департамент торговли и мануфактур о выдаче ему при-t вилегии на его изобретение «Способ соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока», названный им «Электрогефест».

В Петербурге было организовано общество «Электроге­фест» по внедрению и эксплуатации изобретения Н. Н. Бенардоса и открыты показательная мастерская и небольшой завод для производства сварочных работ. Ученый получил патент на изобретение способа дуговой сварки «Электрогефест» во Франции, Англии, Германии.

Электрическая сварка получила дальнейшее развитие в работах Н. Г. Славянова. 17 марта 1988 г. он подал заявку о получении привилегии на изобретение «Электрическая отлив­ка металлов». Способ Н. Г. Славянова отличается от способа Н. Н. Бенардоса тем, что металлический стержень одновременно является и электродом, и присадочным металлом. Это позволило сконструировать устройства для механизированной подачи элек­трода в дугу и тем самым механизировать процесс сварки.

Н. Г. Славянов разработал технологические и металлурги­ческие основы дуговой сварки. Он применил флюс для защи­ты металла сварочной ванны от воздуха, предложил способы наплавки, способы горячей сварки чугуна, организовал элек­тросварочный цех. Ученый получил патенты на свои изобре­тения во Франции, Германии, Англии. В 1892 г. в Петербурге была издана его книга «Электрическая отливка металлов», где впервые описывалась дуговая сварка.

Металлические электроды с нанесенным на их поверх­ность покрытием изобрел в 1907 г. шведский инженер О. Кельберг. Покрытие предохраняет металл шва от вредного воздействия воздуха (окисления и азотирования) и стабилизи­рует горение дуги. Применение покрытых электродов значи­тельно повысило качество сварных соединений.

Новый этап в развитии механизированной дуговой сварки начался в конце 30-х гг., когда на основе идей, высказанных еще Н. Г. Славяновым, учеными Института электросварки АН УССР под руководством академика Е. О. Патона был разработан новый способ сварки — автоматическая сварка под флюсом.

Сварка под флюсом за счет увеличения мощности свароч­ной дуги и надежной изоляции плавильного пространства от окружающего воздуха позволяет резко повысить производи­тельность процесса, обеспечить стабильность качества сварного соединения, улучшить условия труда и значительно эко­номить материалы и электроэнергию.

Способ дуговой сварки в защитных газах получил промыш­ленное применение в конце 40-х гг. Газ для защиты зоны сварки впервые использовал американский ученый А. Александер еще в 1928 г. Однако этот способ сварки не нашел широкого про­мышленного применения из-за сложности получения защит­ных газов. Положение изменилось после того, как начали ис­пользовать газы (гелий и аргон в США, углекислый газ в СССР) и различные их смеси.

Сварку неплавящимся (угольным) электродом в углеки­слом газе впервые осуществил Е. Г. Остапенко. В 50-е гг. был разработан способ дуговой сварки в углекислом газе плавя­щимся электродом. Использование дешевых защитных газов, улучшение качества сварки и повышение производительности процесса обеспечили широкое применение этого способа главным образом при механизированной сварке различных конструкций. Механизированную сварку в защитных газах используют вместо ручной дуговой сварки покрытыми элек­тродами и механизированной сварки под флюсом.

Развитие сварочной техники неразрывно связано с изы­сканием новых источников теплоты для плавления металла. Одним из таких источников является концентрированный поток электронов в вакууме, на основе которого был создан новый вид сварки — электронно-лучевая. Эта сварка находит достаточно широкое применение при соединении тугоплавких химически активных металлов и сплавов и ряда специальных сталей.

В последние два десятилетия для сварки эффективно ис­пользуют оптические квантовые генераторы — лазеры. В бли­жайшие годы можно ожидать дальнейших успехов в развитии и промышленном применении лучевых сварочных процессов.

Однако и в настоящее время ручная дуговая сварка по­крытым металлическим (штучным) электродом является наи­более универсальным и сравнительно простым способом вы­полнения неразъемных соединений металлов. Несмотря на широкое применение в промышленности различных способов механизированнойсварки, объемы применения этого способа сваркипри изготовлении сварных металлических конструк­ций ежегодно возрастают. Поэтому специалисты, работающие вобласти сварочного производства, проводят исследования по усовершенствованию ручной дуговой сварки покрытым металлическим электродом. Основное внимание уделяется таким проблемам:

□ создание новых марок электродов для сварки конст­рукций из низко- и среднелегированных марок сталей средней и повышенной групп прочности, а также высо­колегированных сталей;

□ разработка новых марок высокопроизводительных электродов, преимущественно с железным порошком в обмазке;

□ создание специальных марок электродов, позволяющих производить сварку в различных пространственных по­ложениях, включая сварку на вертикальной плоскости методом «сверху-вниз», а также электродов для «грави­тационной» сварки и др.;

□ разработка нового оборудования, включая источники питания сварочной дуги, а также приспособлений для ручной дуговой сварки;

□ конструирование специальных костюмов и одежды для сварщиков-ручников.

Особое место занимают исследования, направленные на улучшение условий труда сварщиков за счет снижения токсично­сти сварочных электродов, а также применения различных газо­отсосов, очищающих атмосферу в зоне сварки от газов и пыли.

Пути решения указанных проблем могут быть различны, но цель одна — улучшение условий труда сварщиков, повы­шение его производительности и улучшение качества швов, выполненных ручной дуговой сваркой.

Современное сварочное производство — комплекс произ­водственных процессов с широким использованием свароч­ной техники, образующий самостоятельную, законченную технологию изготовления сварной продукции.

Сварка листовых конструкций

Сварка листового металла встык

Листовой металл является достаточно востребованным материалом для изготовления многих технических устройств и конструкций. Листовая сталь предназначена для производства несущих элементов мостов, балок, резервуаров, водостоков, корпусов электромеханизмов и прочих изделий. Единственным способом соединения такого проката является сварка листового металла. Это вполне надежный вид соединения, особенности которого зависят от толщины металла и его расположения в пространстве.

Способы сварки листового металла

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

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

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

Подготовка листового металла к сварочным работам

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

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

Сборка изделий под сварку

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

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

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

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

Технология сварки листового металла

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

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

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

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

Источник