25. В настоящее время на заводах металлоконструкций двутавровые балки изготавливаются на поточных линиях по единому законченному технологи­ческому процессу.

Основными технологическими операциями этого процесса являются: сты­ковка и сварка листовых заготовок; тепловая резка деталей нужных размеров (полок, стенок, ребер жесткости); правка деталей; строжка кромок деталей, за­чистка кромок; сборка балки; сварка поясных швов; правка грибовидности по­лок; фрезерование торцов балки; установка и приварка ребер жесткости.

Вариантов конструктивного оформления поточных линий несколько. От­личаются они степенью механизации транспортных операций, конструкцией применяемых приспособлений для сборки, количеством сварочных автоматов сварки поясных швов. Одной из самых совершенных линий является линия, оснащенная роликовыми конвейерами, магнитными укладчиками, рычажными кантователями и т.д.

26. На автоматических линиях изготовления двутавровых балок применяется сварка токами высокой частоты со скоростью 200...1000 мм/с, т.е. на порядок выше, чем при сварке под слоем флюса. При использовании стали в рулонах, заготовки для стенки и полок двутавра подают к сварочному агрегату из трех разматывателей. Правильное устройство обеспечивает подачу полок в зону сварки под углом 4...7° к кромкам стенки. Скользящие контакты 1,2 (рис.4.8]Р подводят ток к одной из полок и отводят от другой - сварочный ток протекает по поверхности стыкуемых элементов и через место их контакта под обжимны­ми роликами. Разогрев полки происходит на малую глубину, поэтому требуе-^ мая степень осадки невелика. При непосредственной приварке полки к стенке (рис.4.9,а) сварное соединение приобретает неблагоприятную форму. Холодная осадка кромки стенки для увеличения ее толщины с зачисткой соединения после сварки в горячем состоянии позволяет обеспечить плавный переход от стенки к полке (рис.4.9,б). Формирование сварного соединения существенно облегчится, если для полок используют профильный прокат с выступом (рис.4.9,в). Схема соединения деталей (рис.4.9,в) позволяет вести сварку без скользящих контак­тов применением индукционного нагрева.

27. Балки коробчатого сечения сложнее в изготовлении, чем дву­тавровые. Однако они имеют большую жесткость на кручение и поэтому нахо­дят широкое применение в конструкциях крановых мостов. При большой дли­не таких балок полки и стенки сваривают стыковыми соединениями из нескольких листовых элементов.

Сначала на стеллаж укладывают верхний пояс (полку), по разметке или с помощью шаблона (гребенки) расставляют и приваривают к нему диафрагмы. Такая последовательность определяется необходимостью создания жесткой основы для дальнейшей установки и обеспечения прямолинейности боковых стенок, а также их симметрии относительно верхнего пояса. После приварки диафрагм устанавливают, прижимают (рис.4.20,б) и прихватывают боковые стенки. Затем собранный П-образный профиль кантуют и внутренними угло­выми швами приваривают стенки к диафрагмам (рис.4.10,в). Сборку заканчи­вают установкой нижнего пояса. Сварку поясных швов осуществляют после за­вершения сборки и ведут наклонным электродом без поворота в положение "в лодочку". Это объясняется тем, что для балки коробчатого сечения подрез у поясного шва менее опасен, чем для двутавра, поскольку в балках коробчатого сечения сосредоточенные силы передаются с пояса на стенку не непосредствен­но, а главным образом через поперечные диафрагмы.

При изготовлении полноразмерных балок моста крана все основные опе­рации по заготовке листовых элементов и последующей общей сборке и сварке выполняют в механизированных поточных линиях с использованием автома­тической сварки под слоем флюса. Узким местом производства таких балок ко­робчатого сечения является выполнение таврового соединения диафрагм и сте­нок угловыми швами. Небольшое расстояние между стенками затрудняет авто­матическую сварку в горизонтальном положении (рис.4.10,в), а вручную свар­щику приходится выполнять эти швы в крайне неудобном положении.

28. Решетчатые конструкции представляют собой систему стержней, соеди­ненных в узлах таким образом, что стержни испытывают главным образом растяжение или сжатие. От других видов конструкций они отличаются тем, что при малом весе обладают большой прочностью и жесткостью. Решетчатые кон­струкции применяются при сооружении мостов, промышленных зданий, грузо­подъемных машин, радио- и телевизионных мачт, высоковольтных линий и т.д.

Многочисленные решетчатые конструкции можно разделить на два типа:

• плоские стропильные, мостовые фермы;

• пространственные колонны, мачты, стрелы кранов и т.д.

Сборка и сварка решетчатых конструкций плоских и пространственных имеет много общего. Во-первых, как правило, пространственные формы соби­рают из плоских. Во-вторых, рекомендуется одинаковая последовательность наложения сварных швов.

Наиболее распространенной плоской решетчатой конструкцией является ферма. Элементы фермы (пояса, раскосы, стойки) могут изготавливаться из одиночного уголка или двух уголков, швеллеров, круглых или прямоугольных труб, тавров и двутавров.

При сборке по разметке на плите вычерчивают схему. На косынках, поя­сах чертилкой намечают узловые точки, а на краях раскосов, стоек, косынок делают риски, соответствующие центральным осям собираемых элементов. За­тем, в соответствии с вычерченной схемой выполненных рисок, производят раскладку косынок, поясов, раскосов, стоек. Производят проверку меритель­ным инструментом и осуществляют прихватку. Плоская решетчатая конструк­ция, изготавливаемая из одиночного прокатного материала, отдается на свар­ку, а из двойного - отправляется с кантовкой на 180° на досборку. Досборка за­ключается в установке вторых парных элементов на косынки в соответствии с первыми и прихватке.

29. Важнейшим элементом решетчатой конструкции является узел. Нормаль- , ная работа его обеспечивается при соблюдении правила, заключающегося в пе­ресечении геометрических осей деталей, сопрягаемых в узел, в одной точке, центре узла. Минимальные деформации и напряжения при сварке достигаются наложением швов в узле, как показано стрелками на рис.4.12. Порядок сварки узлов следует соблюдать от среднего к крайнему (к опоре). В тяжело нагру­женных конструкциях лобовые швы, как более жесткие, накладывать не реко­мендуется.

Плоские решетчатые конструкции собирают, в зависимости от серийно­сти производства, по разметке, по копиру, в специальных приспособлениях (кондукторах).

30. Сборка по копиру применяется для решетчатых конструкций, состоящих из парных деталей. Вначале изготавливается копир. Процесс изготовления ко­пира идентичен изготовлению плоской решетчатой конструкции по разметке, т.е. собирается полуферма, которая и будет служить копиром. Собранная по­луферма кантуется на 180° и устанавливается на стеллаж.

На этом копире собирают такую же вторую полуферму с косынками, ' приваривают к косынкам верхние элементы поясов, раскосов, стоек. Полуфер­му кантуют и переносят на соседний стеллаж, где устанавливают и привари­вают недостающие элементы фермы. Одновременно по копиру собирают сле­дующую полуферму и т.д. Для изготовления последней фермы используют ко­пир как полуферму.

Сборка по копиру производительна, проста и применяется при серийном производстве. Вместе с этим сборка по копиру не обеспечивает точности габа­ритов и правильного расположения монтажных отверстий для крепления фер­мы из-за возможной неточной раскладки смежных элементов раскосов, стоек, поясов. Для увеличения точности сборки применяют приспособления (кондукторы). Приспособления имеют съемные устройства для сборки опорных узлов, фиксирующие расположение монтажных отверстий, и упоры, прижимы, определяющие положение отдельных деталей конструкции. Изделия получают­ся взаимозаменяемыми по расположению монтажных отверстий и одинаковы­ми по габаритам.

31. Объемные арматурньйые каркасы чаще всего представляют собой ряд про­дольных стержней, соединенных навитой по спирали проволокой, обычно меньшего диаметра, чем продольные стержни. Сварка каркаса на линии - кон­ тактная.

Методы, техника и технология сварки арматурных элементов в значи­тельной степени определяются методом производства работ (завод, полигон, монтажная площадка). Контактная сварка наиболее производительна, но ее применение обычно ограничивается заводами и полигонами сборного железо­бетона. При изготовлении каркасов для монолитных железобетонных сооружений и выполнении монтажных соединений сборного железобетона применя­ют электродуговую, ванную и электрошлаковую сварку.

Сборка пространственных решетчатых конструкций из профильного ме­талла осуществляется в два приема.

Вначале собирают отдельные плоскости по копиру или в сборочном приспособлении. Затем из плоских элементов собирают пространственную кон­струкцию в объемном кондукторе. Такой кондуктор-кантователь (рис.4.13) предназначен для сборки и сварки секций опор ЛЭП с параллельными поясами. Основанием кондуктора-кантователя является сварная рама, на которой уста­новлены опоры. На каждой из опор в подшипниках вращаются планшайбы, которые имеют кронштейны с отверстиями для установки поясных уголков секции опоры. На опоре расположены двигатель и редуктор. Вращение план­шайбам передается непосредственно от редуктора через соединительную муфту или через пластинчатые цепные передачи и вал. Копировальное устройство для сборки решетки секции опоры шарнирно прикреплено к раме кондуктора. В рабочее положение копир устанавливает пневмоцилиндр. Собирают секции в следующей последовательности: поясные уголки устанавливают на кронштей­ны планшайб и закрепляют сборочными болтами при опущенном копире (положение!!). После этого включают пневмоцилиндр и копир фиксируют в ра­бочем положении. Затем собирают первую плоскость решетки, копир откиды­вают, поворачивают секции на 90° и повторяют операцию сборки. Собранную секцию освобождают от сборочных пробок и снимают с кондуктора мостовым краном.

32. Радиобашни и радиомачты воспринимают в основном ветровые нагруз­ки. Поэтому их элементы изготавливают из труб. Пояса секций башен и мачт предварительно собирают с фланцами и косынками для присоединения раско­сов и распорок в кондукторах.

База такого кондуктора - сварная рама длиной 18 м с обработанной верх­ней плоскостью. Раму изготавливают секциями длиной по 6 м. После строжки верхней плоскости и сверления в ней отверстий ее укрупняют на месте установ­ки.

Кондуктор состоит из комплекта типовых приспособлений - двух конце­вых опор с плитами для фиксации фланцев (одна из опор шарнирная и откиды­вается при снятии собранного элемента с кондуктора); призм для установки и фиксации трубы, настраиваемых с помощью винтов, имеющих правую и левую резьбу; опор для установки и фиксации положения фасонок (косынок).

При сборке поясов фланцы фиксируют на плитах опор точеными проб­ками (не менее двух) и подтягивают к опоре болтами с чеками (не менее двух на фланец). Для обеспечения жесткой установки фланцев прихватки при сборке следует делать как по верхней, так и по нижней кромке трубы.

Элементы раскосов и распорок радиобашен собирают в кондукторах, из­готовленных по принципу устройства кондуктора для сборки поясов. При сборке используют следующие приспособления: опору и универсальный фикса­тор для сборки концевых фасонок распорок; опору и универсальный фиксатор для сборки концевых фасонок распорок; опору с универсальным фиксатором и универсальный фиксатор для сборки средних узлов распорок и связей радио­башен. Фиксаторы закрепляют на опорах и устанавливают по заданному укло­ну при помощи регулировочных винтов. Фиксаторы отверстий универсальных приспособлений перемещаются в планках по прорезям и закрепляются гайкой. Фиксируют детали при сборке по отверстиям пробками. Особую трудность представляет соединение трубчатых элементов в узел. Упрощается этот процесс применением узкой или узловой фасонки. При этом производится дополнительная обработка торцов труб, заключающаяся в их расплющивании или завальцовке или приварке заглуш­ки с последующей фрезеровкой паза под фасонку.

Соединение труб в узел сравнительно просто осуществляется с помощью полого шара. В этом случае концы труб не требуют подготовки, так как для совпадения осей труб с центром шара достаточно обрезать торец перпендику­лярно оси трубы. Сборку секции производят в объемном кондукторе. Затем производят сварку.

33. Пространственные листовые цилиндрические конструкции (негабаритные вертикальные резервуары, конструкции мокрых газгольдеров, кожухи скруббе­ров, декомпозеров и др.) изготавливают методом рулонирования полотнища, собранного и сваренного из плоских листов, на двухъярусном стенде со свора­чивающим устройством. Такая установка (рис.5.2,а) работает по схеме "снизу вверх". На настиле первого яруса производят наложение внутренних и на на­стиле второго яруса - наружных швов. Такая схема имеет существенный недо­статок: при укладке листов на первом ярусе установки невозможно использо­вать мостовой кран,, в связи с чем применяют сложную систему тельферов. Кроме этого, при переходе полотнища с нижнего яруса на верхний в корне сварных швов возникают растягивающие напряжения, которые могут привести к образованию трещин. В случае непереварки образовавшейся трещины в про­цессе эксплуатации в резервуаре могут возникнуть неплотности.

Применением схемы, когда (рис.5.2,б) листы полотна раскладывают на верхнем ярусе мостовыми кранами, этот недостаток устраняется. Однако и эта схема имеет ряд недостатков, главным из которых является следующий: первыми здесь сваривают наружные швы резервуара. При этом обычно получают ряд дефектов, швы после их исправления имеют неудовлетворительный вид.

Наилучшей является схема рулонирования, при которой сборку полот­нища и сварку внутренних швов ведут на верхнем ярусе (рис.5.2,в). Сваренное * полотно поступает с нижнего яруса вверх и наворачивается на каркас сверху вниз. В этом случае подварочные швы оказываются наружными.

Наличие двух ярусов у установки определяется необходимостью сварки полотнища с двух сторон. Перемещение полотнища и его сворачивание обеспе­чиваются ведущим кружалом 3 (рис.6.2). На двух ярусах располагают четыре рабочих участка: сборки, сварки с одной стороны, сварки с другой стороны, контроля и исправления дефектов. Сворачивание рулона производят после за­вершения работ на каждом из участков..При этом полотнище наворачивают на вспомогательный элемент, закрепляемый в ведущем кружале. Размеры полот­нища определяют из условия рационального членения конструкции. Например, боковые стенки вертикальных цилиндрических резервуаров выполняют из од­ного, двух и более полотнищ в зависимости от размеров емкости, с тем чтобы масса рулона не превышала 40...65 т. Ширина полотнища соответствует высоте боковой стенки резервуара, т.е. составляет 12...18 м; такая же ширина двухъ­ярусной установки для сборки, сварки и сворачивания полотнищ. Днища ре­зервуаров и газгольдеров, диаметр которых превышает 12 м, приходится вы­полнять из нескольких полотнищ. Если масса каждого из этих полотнищ неве­лика, то они сворачиваются в один рулон. Боковые стенки листовых конструк­ций башенного типа также выполняют из нескольких полотнищ, каждое из ко­торых имеет длину, равную периметру боковой стенки. Ширина рулона в этом случае соответствует высоте монтажного блока и выбирается по грузоподъем­ности кранового оборудования на монтаже.

Расположение листов в полотнище, их толщина и типы соединений опре­деляются как конструктивными, так и технологическими соображениями. Лис­ты толщиной 7...8 мм и более собирают и сваривают стыковыми соединениями, а более тонкие - нахлесточными. Этообъясияегся тем, что нахлесточные соеди­нения тонких листов проще собирать и сваривать, причем сворачивание такой нахлестки затруднений не вызывает. При толщине листов более 7...8 мм на­хлестка приобретает заметную жесткость и неудобна для сворачивания. Напро­тив, стыковые соединения листов такой толщины, оказывается, приемлемы как с позиции сборки и сварки под флюсом, так и с позиции последующего свора­чивания в рулон. Из этих же соображений все соединения полотнищ днища на­хлесточные, а листов полотнищ конструкций башенного типа - стыковые.

34. Последовательность сборки, сварки и сворачивания полотнища рассмотрим на примере изготовления рулона боковой стенки резервуара вместимостью 5000 м³. Два варианта расположения листов в таком полотнище показаны на рис.6.3,а,б, где римскими цифрами обозначены номера поясов. Подготовка листов начинается с правки на многовалковых правильных вальцах. Для свар­ки стыковых соединений продольные кромки листов подвергаются обработке на кромкострогальном станке пакетом. Торцевые кромки как для стыковых, так и для нахлесточных соединений обрезают гильотинными ножницами. На Сборочном участке двухъярусной-установки одновременно собирают две кар­тины (рис. 5.4). Листы раскладывают в определенной последовательности. Пояс I кромкой прижимается к "упорным роликам стенда; пояс П - вплотную к нему; затем Ш и т.д. Плохая сборка закрепляется прихватками. Листы, собираемые нахлесточными соединениями, имеют риски, совмещаемые с рисками продоль­ных осей на настиле стенда.: Сборка второго и последующего полотнищ произ­водится непрерывной лентой, для чего между последней картиной предыдущего полотнища и первой картиной последующего устанавливаются соединительные планки.

Сварка под флюсом осуществляется сварочными тракторами. Возможна сварка двумя электродами тендемом. Однако при этом сварные швы получают повышенное усиление, что неблагоприятно может сказаться на процессе свора­чивания. Целесообразно использование расщепленного электрода, позволяю­щего производить сборку стыковых соединений с местным зазором до 2...3 мм. Поперечные швы начинаются и заканчиваются на основном металле примы­кающих листов. У крайних поясов конец этих швов делают на выводных план­ках.

Наворачивание полотнища производят на каркас, используемый в даль­нейшем в качестве конструктивного элемента, например на шахтную лестницу, опорную стойку, монтажную мачту. Изготовление специальных каркасов, не используемых на монтаже, нежелательно, так как их необходимо возвращать на завод-изготовитель.

Применение метода рулонирования при изготовлении полотнищ большо­го размера потребовало усовершенствования двухъярусных стендов в направ­лении более полной механизации сборки и сварки и соответствующего более технологичного расположения сварных соединений полотнища. Все соединения таких полотнищ - стыковые, их расположение и последовательность сварки по­казаны на рис.5.5. В каждом цикле свариваются поперечные (вертикальные) и все продольные соединения одной секции. При этом поперечный шов закрепля­ет в нужном положении листы секции Ш, собранной без прихваток. Продоль­ные соединения сваривают от средины секции П до средины секции I. Кромки листов подвергают механической обработке с допуском на длину и ширину до +1,5 мм.

Листы в контейнерах 1 подают на верхний ярус стенда, схема работы ко­торого показана на рис.5.6. На место сборки их необходимо подавать сразу для всех поясов за один ход транспортирующей самоходной кран-балки 3, несущей траверсы с магнитными или вакуумными захватами. Для этого контейнеры 1 с листами разных поясов располагают возможно ближе друг к другу, с тем чтобы сократить последующее поперечное перемещение листов при сборке. Шаговое перемещение ранее собранной части полотнища механизм сворачивания задает достаточно грубо. Для того чтобы кромка полотнища 5 оказалась над медной подкладкой 8, всю систему верхних ферм 7 с клавишными зажимами 6 и нижней фермой, несущей медную подкладку 8, приходится перемещать до совмещения оси подкладки с положением кромки полотнища.

Поданные на место сборки листы с помощью толкателя 9 надо сдвинуть в про­дольном направлении до упора в кромку ранее собранного полотнища 5, при­жатую клавишными прижимами 6 к медной подкладке 8. Продольная подача листов должна предшествовать поперечной для предотвращения образования нахлестки. Когда короткие кромки листов окажутся^ под улавливателями 2 и 4, можно совершать подачу и в поперечном направлении.

Последовательность перемещений листов показана на рис.5.7,а-в. Боко­вые толкатели 4 и 7 сдвигают листы в поперечном направлении до упора друг в друга (рис.5.7,б). Один из толкателей имеет ограниченный ход до упора, что необходимо для фиксации положения нижней кромки листов; второй перестав­ляется по количеству собираемых листов, т.е. в зависимости от ширины полот­нища. При дальнейшем продольном продвижении листов (рис.5.7,в) подвижная балка заднего толкателя 2 обеспечивает перемещение секции к ранее сваренно­му участку полотнища. После зажатия второй кромки поперечного стыка его сваривают под флюсом, используя двухдуговой аппарат, позволяющий свари­вать полотнища из листов переменной толщины. Первая дуга образуется одним электродом, совершающим колебания поперек стыка; вторая дуга - двумя рас­щепленными электродами. Сварку ведут в направлении от толстых листов к тонким, изменяя режим отключением одной из дуг при непрерывном движении аппарата по всей длине стыка. За время сборки и сварки поперечного стыка одновременно сваривают все продольные швы. Для этого подвижную балку, несущую направляющие двух сварочных головок и зажимные устройства, по­следовательно устанавливают над каждой парой продольных швов, прижи­мают кромки к медной подкладке и осуществляют сварку. На нижнем ярусе сварка стыков с обратной стороны выполняется в той же последовательности, но без прижимных устройств.

Монтаж вертикальных цилиндрических резервуаров из рулонированных элементов выполняют следующим образом. Рулон элементов днища уклады­вают на подготовленное основание резервуара и раскатывают в последова­тельности, определяемой расположением элементов в рулоне. Выполняют од­носторонние нахлесточные соединения полотнищ между собой сварочным трактором под слоем флюса. Затем у края днища на подкладной лист (для луч­шего скольжения рулона по днищу при разворачивании) ставят рулон боковой стенки резервуара. Рулон разворачивают лебедкой или трактором с помощью троса (рис.5.8). По мере разворота нижняя кромка рулона прижимается к упо­рам 4 и прихватывается; крепление троса (детали 1,2, 3) переставляется. Верх­нюю кромку развернутой части боковой стенки закрепляют установкой эле­ментов щитовой кровли или расчалками (в резервуарах с плавающей крышей) с последующим монтажом кольцевой площадки. После этого заваривают мон­тажный стык боковой стенки. Так как кольцевой' шов, соединяющий боковую стенку с днищем, выполняется при полностью заваренном днище, то возможно вспучивание днища вследствие потери устойчивости. При изготовлении резер­вуаров большой вместимости (10000 м³ и более) для предотвращения таких де­формаций в виде рулона можно изготовлять только центральную часть днища 1, 2, 3, а окрайки 4 сваривать между собой при монтаже из отдельных листов, присоединяя их к днищу на прихватках (рис.5.9). После завершения установки, разворачивания и приварки боковой стенки к окрайкам эти прихватки удаля­ют, хлопуны выправляют путем сдвига листов в нахлестке и только тогда швы между центральной частью днища и окрайками заваривают окончательно.

Вертикальные цилиндрические резервуары могут иметь стационарную или плавающую крышу. Стационарные крыши обычно сооружают у резервуа­ров вместимостью до 20000 м³. Плавающие крыши могут быть у резервуаров любых размеров при условии отсутствия в районах их сооружения значитель­ных снеговых осадков.

Стационарную кровлю монтируют из отдельных щитов. Для резервуаров вместимостью до 5000 м³ это плоские щиты, опирающиеся на вертикальную стенку и центральную стойку (рис.5.10,а). У резервуаров вместимостью более 5000 м³ щиты обычно имеют двоякую кривизну, образуя сферический купол покрытия (рис.5.10,б). В этом случае центральная стойка устанавливается вре­менно только для монтажа кровли, а для восприятия усилия распора у верхней кромки боковой стенки предусматривают кольцо жесткости таврового сечения. В наиболее крупных резервуарах иногда для увеличения устойчивости и жест­кости куполов усиливают щитовые элементы решетчатыми полуарками (рис.5.10,в). Типовой щит кровли резервуара вместимостью менее 5000 м³ пока­зан на рис.5.11,а. Свес настила со стороны одной из радиальных балок каркаса кровли облегчает сборку и позволяет выполнять монтажный шов 1 (рис.5.11,6) на элементе каркаса соседнего щита,как на подкладке. При установке щитов в проектное положение используют монтажные скобы и улавливатели (рис.5.11 ,в). Щиты 1 укладывают одним концом на опорную стойку, а другим с помощью улавливателя 3 - на боковую стенку резервуара 2 по мере разворачи­вания рулона без лесов и люлек.

Плавающие крыши вертикальных цилиндрических резервуаров имеют листовое полотнище 2 (рис.5.12,а), иногда усиливаемое ребрами жесткости 3 (рис.5.12,6), по периметру которого расположены гермет ичные короба 1. К сборке и сварке плавающей крыши приступают после завершения сборки и сварки днища и стенки резервуара. Рулонированные полотнища центральной части крыши разворачивают на днище и сваривают нахлесточные соединения между ними. Затем вваривают патрубки 2 опорных стоек 3 (рис.6.13), разме­щают по периметру короба 1, сваривают их между собой в кольцо и, подтяги­вая края центральной части днища к козырькам 4, выполняют герметичное со­единение днища с коробами. Далее поднимают собранную крышу на высоту около 2 м путем заполнения резервуара водой при откинутых поворотных кронштейнах 5. После слива воды в потолочном положении сваривают швы центральной части днища, устанавливают и приваривают стойку 3, а также ребра жесткости и другие детали. В завершение монтируют уплотняющий за­твор и водоспускное устройство.

35. Применение метода рулонирования для конструкций из листов толщиной, пре-. вышающей 16 мм, связано с постепенным по мере увеличения толщины ухуд­шением геометрической формы конструкции и усложнением операции разво­рачивания. Поэтому для изготовления негабаритных цилиндрических кон­струкций из листов толщиной более 16... 18 мм вместо рулонирования исполь­зуют способ временного деформирования. Сущность его заключается в сле­дующем. Собирают и сваривают полотнище из нескольких листов длиной и шириной, равной развертке обечайки. Затем формируют обечайку, и в даль­нейшем за счет создания нахлестки поперечные размеры обечайки уменьшают­ся до размера, удобного для перевозки на обычных железнодорожных плат­формах. Принципиальные схемы оснастки для временного формирования обе­чаек из листов толщиной 10...20мм показаны на рис.5.14.

При использовании способа временного деформирования особое внима­ние необходимо уделять предотвращению местной пластической деформации, нарушающей кривизну обечайку.

Способ временного деформирования нашел практическое применение при изготовлении корпусов цементных печей диаметром 4,5...5 м и других кон­струкций подобного типа.

36. В заводских условиях каждый лепесток изготавливают из трех частей: центральной длиной 8000 мм и крайних длиной 3220 мм.

Листы для лепестков обрезают по контуру на гильотинных ножницах, кромки листов под стыки подготавливают тепловой резкой. Листы лепестка собирают­ся с зазором 4±1 мм, прихватывают в трех точках и на концах стыка ставят вы­водные планки. Осуществляют артоматическую сварку под слоем флюса дву­сторонним швом. После сварки 100% контроль просвечиванием.

По шаблону тепловой резкой вырезают развертку лепестка. Резку ведут двумя установками. Причем одна проводит резку от начала до конца с одной стороны, а другая - навстречу первой с другой стороны сначала с середины к одному концу лепестка, а затем переносится на конец и производит резку к се_: редине. Одновременно с резкой ставятся контрольные керны по краям лепестка и два - по центру, в дальнейшем необходимых для точной установки на вальцы. Составляется карта замеров: ширина центральной и концевой частей,длина ле­пестка, разности диагоналей. После этого производится гибка вхолодную на специальных вальцах, имеющих четыре неприводных верхних выпуклых валка и пять нижних вогнутых приводных. Гибка производится за один проход с по­дачей на листы воды. С гибочных вальцов лепестки подают на тепловую резку, где обрезают в необходимый размер по шаблону, накладываемому по кон­трольным кернам.

На каждый лепесток составляется контрольная карта замеров по длине и ширине лепестка.

Готовый лепесток может иметь местные деформации в связи с разной толщиной металла, трудностью точной настройки вальцов, некоторым откло­нением оси вальцов от оси лепестка. Эти деформации исправляются контроль­ной скобой с винтовым домкратом. Ввиду взаимозаменяемости лепестков кон­трольную сборку резервуара не производят.

Верхний и нижний полюсные блоки резервуара изготавливают вырезкой двух полукругов, сборкой и сваркой их с последующей вальцовкой и обрезкой в размер тепловой резкой.

На монтаже применяют вертикальный способ сборки сферы. Предвари­тельно (рис.5.17) к трубчатой стойке 4 приваривают полюсные блоки 2,5, уси­ливая их элементами жесткости. Затем стойку с блоками устанавливают верти­кально на временную опору 1, располагаемую центрально относительно подго­товленного фундамента 6. Лепестки 3 поднимают в вертикальное положение и крепят с помощью сборочных планок и клиньев к полюсным блокам и друг к другу. Помогают сборке опоры 7 резервуара, установленные на фундаменты. Лепестки соединяют между собой прихваточным швом.

После завершения сборки под временной опорой располагают специаль­ный манипулятор вращения сферы, чтобы придать горизонтальное положение каждому свариваемому участку шва.

Автоматическая сварка под флюсом по ручной подварке выполняется сварочным трактором, который при сварке с внешней стороны располагается сверху на сфере, а при сварке внутри - внизу.

37. Сферические резервуары вместимостью 600 м³ (рис.5.15,а) обычно монти­руют из двух полушарий, предварительно собираемых на стенде-кондукторе. В зависимости от раскроя приемы сборки полусфер различны. Для этого вариан­та полуднища закрепляют на центральной стойке стенда (грибок) (рис.5.16). Лепестки нижней полусферы, попарно сваренные в блоки здесь же на монтаже автоматической сваркой под флюсом на стенде-качалке, устанавливают на сбо­рочном стенде в проектное положение и соединяют укладкой непрерывных швов малого сечения, обеспечивающих прихватку собранных деталей и уплот­нение стыковых соединений для последующей сварки под флюсом.

Общую сборку и сварку выполняют следующим образом. Нижнюю полу­сферу устанавливают на временную опору. Собранную на стенде верхнюю по­лусферу подымают и монтируют на нижнюю. Сборка заканчивается ручной однослойной подваркой замыкающего шва.

Процесс изготовления резервуара при раскрое, показанном на рис.5.15,6, проследим на производстве резервуаров диаметром 10,5 м с толщиной стенки 16 мм из стали 09Г2С и под даванием 0,6 МПа.

38. Для выполнения меридиальных, экваториальных и полюсных швов резер­вуаров различного раскроя и перехода с одного шва на другой манипулятор обеспечивает вращение в любой плоскости. Все сварные соединения сфериче­ских резервуаров стыковые; при толщине элементов до 16 мм разделки кромок обычно не делают. При толщине 25 мм используют V-образную разделку, при толщине 34...38 мм - Х-образную.

Последовательность выполнения швов следующая. Сначала выполняют меридиальные швы в несколько слоев с внешней стороны. С внутренней стороны подварку корня шва производят за счет глубокого проплавления без выруб­ки его. Затем сваривают широтные и полюсные соединения.

Монтаж резервуаров при раскрое (рис.5.16,в) осуществляют из лепестков или методом укрупненной сборки из блоков. Блоки, как правило, получают сборкой и сваркой, например, двух лепестков на монтажной площадке. Соеди­нительная сварка ведется на стенде с шарнирами, позволяющими поворачивать блок с целью обеспечения сварки в нижнем положении (рис.5.18).

Монтаж блоков или лепестков ведут последовательным наращиванием по поясам. Лепестки устанавливают так, что V-образная разделка в нижней части резервуара располагается внутрь, а в верхней части - наружу.

При сборке лепестков и блоков применяют временные опоры.

Сварку ведут сначала меридиальных швов смежных поясов при общем направлении сверху вниз обратноступенчатым методом, затем сваривают эти пояса поясным швом.

39. При изготовлении толстостенных сосудов (толщина свыше 40 мм) широ­ко используют электрошлаковую сварку. Этот способ позволяет получить на­дежное проплавление всего сечения любой толщины за один проход.

В зависимости от размеров сосуда листовую заготовку гнут в нагретом состоянии вдоль длинной или вдоль короткой кромки листа. В первом случае обечайка получается длинной и меньше кольцевых швов в сосуде. Однако для* сосудов большого диаметра длина короткой кромки листа может быть недо­ статочной, тогда обечайку составляют из двух корыт с двумя продольными швами. Во втором случае обечайка получается более короткой, но с одним, продольным швом. Второй прием менее целесообразен, так как кольцевые швы более трудоемки по сравнению с продольными. Обечайку с одним продольным швом получают вальцовкой листа, нагретого до 1000...1050°С..Недовальцован- ные плоские участки шириной 100... 150 мм оставляют. После остывания обе­ чайки 2 стык закрепляют приваркой скоб 1 и тепловой резкой вырезают зазор под электрошлаковую сварку (рис.5Л 9).

Вальцовкой получают обечайки длиной до 3500 мм и толщиной до 100 мм. Гибка на прессе таких ограничений не имеет, особенно если обечайки обра­зуются из двух корыт. Сборку под электрошлаковую сварку в этом случае (рис.5.20) выполняют с помощью скоб, постоянства зазора в стыке достигают постановкой прокладок, удаляемых перед сваркой. После приварки выходных планок и кармана для наведения шлаковой ванны собранную под сварку обе­чайку устанавливают вертикально. При двух продольных швах сварку рацио­нально вести двумя сварочными автоматами одновременно.

При сварке гнутых под прессом корыт обечайка получается достаточно правильной формы и калибровка необязательна. Обечайки, полученные валь­цовкой, требуют калибровки на вальцах с предварительным подогревом до 1000...1050^<)С и последующего охлаждения на воздухе (нормализация).

Кольцевые швы выполняют сваркой под флюсом или электрошлаковой сваркой. Полное проставление при сварке под флюсом обеспечивается уклад­кой в разделку нескольких слоев 1 с внешней стороны (рис. 5.21), зачисткой корня шва пневмозубилом или тепловой резкой и наложением внутреннего подварочного шва 2. После этого производится многослойное заполнение внешней разделки 3.

Сборка кольцевого шва под электрошлаковую сварку должна быть до­статочно точной, так как местная депланация криволинейных кромок свыше 3 мм может привести к нарушению уплотнения и вытеканию шлаковой ванны. Поэтому перед сборкой обычно внешнюю и внутреннюю поверхности каждой из обечаек протачивают на ширину 70... 100 мм от торца (рис.5.22). Так же осу­ществляют подготовку стыка обечайки с днищем. Собирают стык с помощью планок, которые устанавливают "на ребро" поперек кольцевого шва и прива­ривают к поверхности обечаек. Если в качестве внутреннего формирующего устройства используют медные охлаждаемые подкладки, изогнутые по радиусу свариваемого изделия, то внутри обечайки дополнительно устанавливают ско­бы временного крепления. Подкладки 1 (рис.5.23) заводят в отверстия скоб 2 и закрепляют клиньями 3 или винтовыми прижимами.

Электрошлаковую сварку кольцевого шва начинают на вспомогательной пластинке, вваренной в зазор стыка (рис.5.24,а). После сварки примерно поло­вины окружности стыка (рис.5.24,6) сварщик резаком удаляет начало шва до полного устранения непровара и придает торцу шва наклонный срез, облег­чающий выполнение замыкания шва (замка) (рис.5.24,в). Усадочную раковину либо выводят в специальный прилив в наружном ползуне или в медный кокиль, либо выплавляют и заваривают вручную.

40. Цилиндрические сосуды обычно собирают из нескольких обечаек и двух полусферических или эллиптических днищ. Обечайки вальцуют из одиночного листа или из сварной карты при расположении швов вдоль образующей. Дни­ща либо сваривают из отдельных штампованных лепестков, либо штампуют целиком из листа или из сварной заготовки. Сборку и сварку цилиндрической части сосуда производят на роликовом стенде. Продольный стык обечайки со­бирают на прихватках с помощью простейших стяжных приспособлений. Сборка кольцевого стыка между обечайками является более трудоемкой опе­рацией. Для ее механизации роликовый стенд можно оборудовать установлен­ной на тележке 5 скобой 1 (рис.5.31). Тележка передвигается вдоль стенда по рельсовому пути 7. Настройка скобы в вертикальной плоскости осуществляется тягой 4. Последовательность операций при сборке в этом случае такова. На ро­ликовый стенд 6 краном подают две обечайки. Скобу продвигают так, чтобы опора 13 гидроцилиндра 10 оказалась в плоскости собираемого стыка, и за­крепляют на первой обечайке включением гидроцилиндра 11. После того как торцевой гидроцилиндр 2, придвигая вторую обечайку к первой, установит требуемый зазор в стыке, гидроцилиндром 10 выравнивают кромки и ставят прихватку. Поворот собираемых обечаек на некоторый угол для постановки других прихваток требует не только отвода прижимов гидроцилиндров 10 и 11, но и опор 12 и 13. Последнее осуществляется путем небольшого поворота ско­бы 1 вокруг оси 3 под действием штока поршня гидроцилиндра 10. Шток 9 при движении вниз, встретив неподвижную регулируемую опору 8, поднимает ци­линдр, поворачивая скобу 1.

Сварка продольных и кольцевых швов сосудов со средней толщиной стенки выполняется, как правило, с двух сторон. Выполнение первого слоя на весу требует тщательной сборки и ограничения размера зазора по всей длине шва. Поэтому роликовые стенды оборудуются флюсовыми подушками. При­мер флюсовой подушки для сварки кольцевого стыка показан на рис.5.32.

Первый слой выполняют изнутри обечайки, а второй сваривают снаружи по ранее уложенному первому с полным проплавлением всей толщины стенки. При толщине стенки сосуда более 25 мм автоматическая сварка под флюсом обычно выполняется в несколько слоев.

При серийном изготовлении сосудов часто днище выполняют штампов­кой целиком, причем листовая заготовка может быть сварной. В мелкосерий­ном и индивидуальном производстве днища обычно собирают и сваривают из отдельных штампованных элементов.

В некоторых случаях емкости имеют эллиптическую или овальную форму поперечного сечения (бензовозы, автоцистерны для перевозки молока и т.п.). При автоматической сварке под флюсом стыков обечаек с днищами вращение сосудов необходимо осуществлять так, чтобы скорость сварки была постоян­ной и в зоне дуги шов располагался горизонтально.

41. В серийном производстве сосудов используют поточные методы произ­водства. Примером может служить изготовление железнодорожных цистерн. Цилиндрическую часть котла цистерны составляют из нескольких листов дли­ной 9280 мм. Листы с механически обработанными кромками раскладывают на сборочном стенде, а стыковые швы полотнища собирают на прихватках с по­становкой заходных и выходных планок. Собранное полотнище приподни­мают системой роликов, передают на сварочный стенд и собранными стыками укладывают на флюсовые подушки. Кромки прижимают пневмоцилиндрами, расположенными на поперечных балках-порталах. Эти же балки служат на­правляющими для сварочных головок, производящих одновременную сварку всех швов полотнища. После сварки с одной стороны кантователь переворачи­вает полотнище, а на второй сварочной установке одновременно сваривают все стыки с другой стороны. Далее полотнище рольгангом подают в гибочные вальцы, где вальцуют вдоль швов в обечайку без предварительной подгибки кромок. После сборки и двусторонней сварки продольного стыка обечайку ка­либруют в гибочных вальцах, а затем устанавливают на роликовый конвейер, связывающий ряд рабочих мест. На каждом рабочем месте обечайка с по­мощью подъемных поперечных роликовых опор поднимается над роликами конвейера и может поворачиваться ими в соответствии с технологическим про­цессом. По завершении операции обечайка опускается на роликовый конвейер и перемещается им на следующее рабочее место.

На первой позиции производят подготовку обечайки под сборку с дки-щем: зачищают места прихватки технологических планок, вырезают и зачи­щают отверстия люков, сливного прибора и предохранительного клапана.

На второй позиции осуществляют сборку обечайки с днищами с по­мощью центратора. Внутрь центратора обечайка заводится рольгангом. Дни­ща поступают на сборку после обрезки кромок. С помощью специального за­хвата днище в вертикальном положении краном подводят к обечайке, распо­ложенной в центраторе, и первоначально закрепляют винтовыми торцовыми прижимами. Затем посекционным включением радиальных пневмоцилиндров производят выравнивание кромок кольцевого стыка и его прихватку.

Следующее рабочее место - стенд для одновременной сварки двух внут­ренних кольцевых швов, оборудованный флюсоременными подушками. Изго­товление цилиндрической части котла завершается на стенде для сварки на­ружных швов.

42. Сосуды со стещами средней толщины (до 40 мм) из низкоуглеро­дистых и низколегированных сталей изготовляют преимущественно с помощью автоматической сварки под флюсом. Сосуды, работающие в агрессивных сре­дах, изготовляют из хромоникелевых и хромистых сталей, цветных металлов и их сплавов автоматической сваркой под флюсом, а также аргонодуговой свар­кой. В целях экономии дорогостоящих и дефицитных материалов часто приме­няют двухслойные листы.

Цилиндрические сосуды обычно собирают из нескольких обечаек и двух полусферических или эллиптических днищ. Обечайки вальцуют из одиночного листа или из сварной карты при расположении швов вдоль образующей. Дни­ща либо сваривают из отдельных штампованных лепестков, либо штампуют целиком из листа или из сварной заготовки. Сборку и сварку цилиндрической части сосуда производят на роликовом стенде. Продольный стык обечайки со­бирают на прихватках с помощью простейших стяжных приспособлений. Сборка кольцевого стыка между обечайками является более трудоемкой опе­рацией. Для ее механизации роликовый стенд можно оборудовать установлен­ной на тележке 5 скобой 1 (рис.5.31). Тележка передвигается вдоль стенда по рельсовому пути 7. Настройка скобы в вертикальной плоскости осуществляется тягой 4. Последовательность операций при сборке в этом случае такова. На ро­ликовый стенд 6 краном подают две обечайки. Скобу продвигают так, чтобы опора 13 гидроцилиндра 10 оказалась в плоскости собираемого стыка, и за­крепляют на первой обечайке включением гидроцилиндра 11. После того как торцевой гидроцилиндр 2, придвигая вторую обечайку к первой, установит требуемый зазор в стыке, гидроцилиндром 10 выравнивают кромки и ставят прихватку. Поворот собираемых обечаек на некоторый угол для постановки других прихваток требует не только отвода прижимов гидроцилиндров 10 и 11, но и опор 12 и 13. Последнее осуществляется путем небольшого поворота ско­бы 1 вокруг оси 3 под действием штока поршня гидроцилиндра 10. Шток 9 при движении вниз, встретив неподвижную регулируемую опору 8, поднимает ци­линдр, поворачивая скобу 1.

Сварка продольных и кольцевых швов сосудов со средней толщиной стенки выполняется, как правило, с двух сторон. Выполнение первого слоя на весу требует тщательной сборки и ограничения размера зазора по всей длине шва. Поэтому роликовые стенды оборудуются флюсовыми подушками. При­мер флюсовой подушки для сварки кольцевого стыка показан на рис.5.32.

Первый слой выполняют изнутри обечайки, а второй сваривают снаружи по ранее уложенному первому с полным проплавлением всей толщины стенки. При толщине стенки сосуда более 25 мм автоматическая сварка под флюсом обычно выполняется в несколько слоев.

При серийном изготовлении сосудов часто днище выполняют штампов­кой целиком, причем листовая заготовка может быть сварной. В мелкосерий­ном и индивидуальном производстве днища обычно собирают и сваривают из отдельных штампованных элементов.

В некоторых случаях емкости имеют эллиптическую или овальную форму поперечного сечения (бензовозы, автоцистерны для перевозки молока и т.п.). При автоматической сварке под флюсом стыков обечаек с днищами вращение сосудов необходимо осуществлять так, чтобы скорость сварки была постоян­ной и в зоне дуги шов располагался горизонтально.

43. Существует три способа получения металлических труб. Это: получение труб с помощью сварки; прошивкой на станах винтовой прокатки или прессах; литьем. Более 50% всех производимых труб в мире являются сварными. Трубы большого диаметра (более 500 мм) выпускаются только сварными. Серийный характер производства, большая протяженность швов и сравнительно простая форма изделия позволяют эффективно использовать прогрессивные методы сварки и полностью, механизировать весь процесс изготовления труб. В услови­ях крупносерийного производства, используя различные методы сварки, вы­пускают сварные трубы с внешним диаметром 6... 1420 мм. Трубы диаметром 6...529 мм изготавливают из рулонного материала с прямым швом, а трубы больших диаметров - из рулонного материала со спиральным швом или из от­дельных листов с прямыми швами.

Трубы для магистральных трубопроводов выполняют дуговой сваркой под флюсом. Шов располагают либо по образующей, либо по спирали. Из-за ограниченной ширины листов прямошовные трубы диаметром до 820 мм сваривают одним продольным швом, при большем диаметре - двумя. Примене­ние листов большой ширины позволит изготавливать трубы диаметром 1420 мм с одним швом.

Челябинский трубопрокатный завод выпускает прямошовные трубы дли­ной 12 м и диаметром до 1220 мм. Сварку выполняют с двух сторон, причем наружный шов укладывают первым на стане проходного типа. Перед станом подъемными кантующими роликами заготовку 2 устанавливают разъемом вверх по оси направляющего ножа (рис.6.1). Проходя стан, трубная заготовка 2 надвигается на оправку 5, подвешенную к направляющему ножу 1 и опи­рающуюся роликами на внутреннюю поверхность трубы. Движение трубы обеспечивается приводными горизонтальными валиками стана, причем щель между кромками по мере продвижения заготовки сужается вследствие бокового давления вертикальных неприводных валков и в зоне сварки 3 зазор отсутству­ет. Вытекание сварочной ванны предотвращают установленным на раме оправки гусеничным башмаком 4 - замкнутой лентой из шарнирно скреплен­ных пластин с медными накладками. Движение трубы увлекает ленту, и под сварочной ванной всегда находится свежая пластина, охлажденная сжатым воздухом. Сварку под флюсом производят двумя дугами, горящими в одной сварочной ванне, что обеспечивает хорошее формирование шва при скорости сварки 4,7...5,2 мм/с и толщине стенки 12 мм. Для уменьшения размера кратера концевые участки шва длиной 150...250 мм выполняются одной дугой при од­новременном снижении скорости сварки.

Трубы с двумя продольными швами собирают из двух предварительно отформированных корыт, подаваемых укладчиком на две. параллельные нитки входных рольгангов сборочного устройства. Кромки заготовок выравнивающим приспособлением устанавливаются в одной горизонтальной плоскости и подаются в сборочное устройство, где поворачиваются на 90° и с требуемым зазором в кромках подаются на сварку. Сварка ведется на стане проходного типа (рис.6.1). После сварки одного шва аналогично проводится сварка второ­го продольного шва.

Внутренний шов как для двухшовных, так и для одношовных труб вы­полняют сварочной головкой, установленной на штанге. Труба надвигается на штангу со скоростью сварки.

После контроля и устранения дефектов трубы подвергаются правке для обеспечения требуемой формы поперечного сечения и допуска на диаметр. Правка может производиться гидрораздачей. Для этого по концам труб на длине 300 мм снимается внутреннее усиление шва. Труба заглушивается за­глушками, укладывается в толстостенную матрицу. Внутрь трубы подается во­да, создается давление, увеличивающее диаметр на 1...1,2%, и этим достигается правка, калибровка.

Калибровку труб можно осуществить гидромеханическим эспандирова-нием (рис.6.2). Для этого трубы шагами надвигают на калибровочную головку эспандера, обеспечивая механическую раздачу каждого участка трубы до за­данного диаметра.

Сборка и сварка рулонной стали спиральным швом позволяют получить любой диаметр трубы независимо от ширины полосы. При использо­вании этого метода процесс изготовления идет непрерывно, обеспечивая тре­буемую точность размера и формы трубы без последующей калибровки.

44. При изготовлении сварных труб малых и средних диаметров используют непрерывные процессы. Из рулона лента разматывается, наращивается, фор­муется и, проходя сварочный узел, сваривается тем или иным способом. Наи­более часто применяются сварка печная, контактная с применением токов высо­кой частоты и аргонодуговая.

Особенно производительно изготовляются из низкоуглеродистой стали водогазопроводные трубы диаметром 6... 114 мм печной сваркой. Заготовкой служит горячекатаный штрипс в рулонах. По выходе штрипса из нагреватель­ной печи (рис.6.5) его кромки 1 обдуваются воздухом из сопл 2 для удаления окалины и повышения температуры. В первой паре роликов 3 штрипс формует­ся, а во второй паре 4 - сворачивается и сваривается. Обдув из сопл 5 повышает температуру до 1500...1520°С. Скорость сварки достигает 500 мм/с, причем производительность процесса может быть значительно повышена, если в состав агрегата печной сварки входит редукционный стан, работающий с натяжением. В этом случае скорость выхода труб из стана может быть до 700...2000 мм/с.

Применение для сварки труб диаметром 8...529 мм с толщиной стенки 0,3... 10 мм из стали, цветных металлов и сплавов токов высокой частоты по­зволяет получить скорость сварки до 200 мм/с. Разогрев трубной заготовки при этом может производиться подводом токов высокой частоты контактным спо­собом и индукционным способом. Второе предпочтительнее (рис.6.6).

Дуговую сварку в инертном газе неплавящимся электродом применяют для изготовления прямошовных труб диаметром 6...426 мм с толщиной стенки 0,2...5 мм и специальных труб со спиральным швом диаметром до 2000 мм и толщиной стенки до 10 мм. Материалы труб разнообразны, скорость сварки до 3,5 мм/с.