2.5.3. Особливості виготовлення бічних стін з коррозійно-стійких сталей

Характерним для коррозійно-стійких сталей є те, що вони мають знижений коефіцієнт теплопровідності. Тому при зварюванні конструкції із цих сталей змінюється розподіл температур у зварному шві й околошовній зоні, глибина проплавленя основного металу збільшується. При цьому збільшується вплив місцевого нагрівання й зростає жолоблення виробів. Крім того, обшивка бічних стін вагонів з таких сталей має товщину 1,2...1,5 мм (замість 2...2,5 мм для низьколегованих сталей). Виникаюча при зварюванні початкова вигін листів не тільки погіршує зовнішній вигляд вагона, але й значно знижує несучу спроможність обшивки при стискальних навантаженнях. Все це обумовлює необхідність вживання заходів для попередження зварювальних деформацій при складанні й зварюванні бічних стін з коррозійно-стійких сталей.

Одним з ефектних способів попередження зварювальних деформацій листових конструкцій є попереднє напруження. Сутність цього способу полягає в тім, що перед зварюванням листи розтягують у напрямку зварного шва зі значними зусиллями й зварюють конструкцію в такому стані. Після остигання конструкції розтяжні зусилля знімають. У результаті зварювальні стискальні напруги накладаються на напруги, що розтягують, від зовнішніх сил, залишкові напруги у зварній конструкції значно зменшуються й листи не деформуються. Одна з можливих схем установки для попереднього натягу обшивки бічної стіни й принцип її роботи показаний на рис. 2.28.

Крім того, при зварюванні тонколистових конструкцій з коррозійно-стійких сталей необхідно приймати заходи попередження утворення у швах межкристалитної корозії. Для попередження межкристалитної корозії при зварюванні не можна допускати підвищення в металі шва змісту вуглецю за рахунок забруднення їм зварювальних матеріалів. Варто вживати заходів до прискореного охолодження шва, уникати влучення бризів на поверхню основного металу виробу, а у випадку влучення ретельно видаляти їх. Виробництво бічних стін, як й інших тонкостінних конструкцій з коррозійно-стійких сталей, вимагає високої технологічної культури й ретельної підготовки матеріалів під зварювання.

Рис. 2.28. Установка для натягу листів обшивки бічних стін перед зварюванням: /— комплект натяжних затисків; //— комплект фіксуючих затисків; 1 — натяжний гідроциліндр; 2 — затискної циліндр; 3 — корпус затиску; 4 — губки; 5 — штовхач губок; 6 — візок; 7 — лист обшивки; 8 — гайка; 9 — контргайка; 10 — траверси

Кромки листів, отримані термічним різанням і з'єднані дуговим зварюванням, повинні бути зачищені до металевого блиску. Околошовну зону зачищають кардолентою з наступним протиранням спиртом. Деталі, що з'єднують контактним зварюванням, по всій поверхні сполучення знежирюють розчином. Поверхні листів, по яких можуть переміщатися робітники, бажано накривати картоном, синтепоном або іншими матеріалами.

Серед конструкцій вагонів з кузовами з нержавіючих сталей найбільший інтерес у плані побудови технологічного процесу представляє пасажирський вагон нового покоління (розроблювач — АТ «Тверской вагонобудівний завод»). Бічні стіни (рис. 2.29) цього вагона мають оригінальну двошарову конструкцію несучої обшивки: лицьовий (зовнішній) шар гладкий лист товщиною 1,5 мм зі сталі марки EN10088-2-X2GrNil2+2B, внутрішній шар — гофровані панелі з листа товщиною 1 мм. Обидва шари з'єднуються між собою контактним точковим зварюванням (К_т).

З урахуванням розмірів листового прокату бічна стіна розділена по довжині на чотири блоки, що з'єднують між собою на заключному етапі складання стіни.

При виготовленні деталей блоків розкрій листового й гофрованого прокату виробляється із застосуванням установок для лазерного різання металів, що дозволяють забезпечити високу точність розмірів листів (допуски 0,5...0,6 мм при номінальних розмірах понад 5000 мм) і шорсткість кромок R_z < 80 мкм. Маршрутна технологія виготовлення блоку бічної стіни може бути представлена наступною укрупненою схемою.

Рис. 2.29. Фрагмент бічної стіни пасажирського вагона із двошарової

обшивки з нержавіючої сталі:

1 — стояк; 2 — вертикальний профіль вікна; 3 — гладкий лист зовнішнього шару обшивки; 4 — внутрішня гофрована панель нижнього пояса; 5 — гофрована панель простінка; 6-гофрована панель верхнього пояса; 7— косинка

1. Складання полотнища лицьового шару

1.1. Складання полотнищ із двох гладких листів, що з'єднують у стик по поздовжніх кромках на рівні віконних вирізів: зачистка кромок і припасування до зазору 0^+0,5; натяг листів, фіксація їхніми притискними балками уздовж стику й прихватка між собою.

Відзначимо одну особливість розглянутого технологічного процесу, пов'язану з необхідністю натягу листів уздовж зварного шва. Оскільки верхній і нижній листи з'єднуються між собою лише в зонах простінків між віконними прорізами, то при виготовленні листів прорізають тільки кути віконних прорізів, залишаючи метал у середній частині прорізу (рис. 2.29, заштрихована зона). Остаточна вирізка прорізів виробляється на заключному етапі складання стіни.

2. Зварювання полотнища: зачищення й знежирення кромок; заварка стику автоматом АДСБ-6 обертово-поступальним способом аргонодуговим зварюванням без присадки електродом, що не плавиться, з охолодженням шва повітрям зі зворотного боку (зварювання в імпульсному режимі джерела живлення ВСВУ-400).

3. Проковування зварного шва (усунення кутових деформацій типу «будиночок»), зачищення зварного шва.

2. Складання й зварювання блоку бічної стіни

1. Складання полотнища лицьового шару з гофрованими панелями: приварку до полотнища технологічних планок для розтягання в поперечному напрямку; закріплення полотна на рамці для розтягання; розтягання в поздовжньому й поперечному напрямках; установка й прихватка гофрованих листів нижнього й верхнього поясів, панелей простінків і деталей віконних обрамлень.

2. Приварку встановлених деталей контактним зварюванням на багатоточечной машині.

3. Установка й приварку віконних стояків.

Загальне складання бічної стіни враховується в наступному: установка блоків, припасування з'єднуювальних кромок; заварка стиків з розтяганням блоків уздовж зварних швів; установка й приварка гофрованих панелей у зонах стиків; формування дверних прорізів, вирізка вікон.

В кінці відзначимо, що розглянутий варіант технологічного процесу прийнятний тільки для стадії виготовлення настановної серії вагонів. Для умов сталого виробництва він має потребу в істотному вдосконалюванні.