1.2 Общие положения по ремонту корпусов и надстроек из алюминиевых сплавов

Сварка. Сплавы алюминия, применяемые при ремонте скоростных судов, относят к трудносвариваемым материалам. Сварка их может быть выполнена разными способами, но наибольшее распространение получила сварка в инертных газах: плавящимся электродом (автоматическая и полуавтоматическая) и неплавящимся вольфрамовым электродом (ручная, автоматическая и полуавтоматическая).

При ремонте судовых конструкций в основном применяют ручную сварку неплавящимся и полуавтоматическую плавящимся электродами. В качестве присадочных прутков употребляют проволоку СВАМг5 или АМг61 диаметром от 2 до 4 мм (ГОСТ 7871 - 63). В исключительных случаях допускается в качестве присадочного материала использовать нарезанные полосы из того же материала. Ручную сварку выполняют на установках УДАР-300, УДАР-500, УАС-1 (УЭЗ ГИИВТа), УДГ-301. УДГ-501, ИПК-350-4 или обычном сварочном трансформаторе с осциллятором и последовательно включенным в сварочную цепь балластным реостатом и дросселем насыщения.

Технология полуавтоматической сварки плавящимися электродами должна обеспечивать «струйный перенос» металла в сварочную ванну. Это достигается не только правильным выбором основных параметров режима сварки, но и соблюдением вылета электрода в пределах 12 - 20 мм, постоянством расстояния от сопла до изделия (10 - 15 мм), равномерностью перемещения дуги (без поперечных колебаний) и другими факторами.

Ручную сварку стыковых и тавровых соединений выполняют сплошными и прерывистыми швами в любом пространственном положении. При двусторонней сварке требуется вырубка контрольной канавки перед наложением второго шва. Окисные пленки, образовавшиеся на сборочных прихватках, должны быть удалены металлической щеткой. Сварку необходимо производить при отсутствии ветра и сквозняков во избежание ухудшения защиты аргоном дуги и сварочной ванны.

Для получения качественных швов особое внимание уделяют подготовке сварочной проволоки и прутков. Они должны быть очищены, обезжирены и протравлены химическим путем.

Перед сваркой кромки деталей следует обезжирить растворителем на участке общей шириной не менее 100 мм и зачистить стальными проволочными щетками на участке 15 - 25 мм. Щетки изготовляют из проволоки нержавеющей стали диаметром не более 0,15 мм с торцевой и дисковой рабочими поверхностями. Необходимо щетки периодически промывать растворителем для удаления жира и грязи.

При сварке на вертикальных плоскостях и в потолочном положении сила тока должна быть уменьшена на 10 - 15% по сравнению со сваркой в нижнем положении. Сварку вертикальных швов при толщине металла до 3 мм нужно производить сверху вниз, а при толщине его свыше 3 мм - снизу вверх.

Сварку стыковых швов, швов листов в замкнутом контуре (Рисунок 5.1) выполняют в такой последовательности: сначала сваривают обратноступенчатым швом участки первой очереди (I и I'), а затем - второй (II и II'). После сварки швов участков первой очереди поперечные укорочения швов АБ и БВ приводят к образованию зазоров до 2 мм на участках АГ и ВГ. Если зазор недостаточен (менее 1,5 - 2,5 мм), то при сварке участков второй очереди между кромками забивают распорные клинья. Последний участок ЕЖ длиной 200-300 мм надо заваривать с особой осторожностью, учитывая, что он находится в условиях более жесткого закрепления.

Рисунок 5.1 - Последовательность выполнения сварки стыковых швов в замкнутом контуре

Клепка. Заклепочные соединения, применяемые в судовых конструкциях из легких сплавов, разделяют:

по назначению - на прочные, плотные и прочно-плотные;

по типу заклепок - с плоской, полукруглой, конической, полупотайной и потайной закладной головкой;

по расположению заклепок - на однорядные и шахматные многорядные швы.

В конструкциях из сплавов Д16 применяют заклепки из сплавов В-65 и Д18П, а в конструкциях из сплавов АМц и АМг - заклепки из сплава АМг5П.

Диаметры заклепок выбирают в зависимости от толщины листов: рекомендуемый номинальный диаметр заклепки равен удвоенной толщине листа; при ремонте допускается увеличение диаметра заклепки на 1 мм при толщине листов до 5 мм и на 2 мм при толщине их 6 мм и более.

Длину стержней заклепок l, мм, выбирают по суммарной толщине склепываемого пакета:

где - суммарная толщина соединяемых деталей, мм;

- коэффициент, применяемый для заклепок с потайной головкой равным 0,9, для заклепок с полукруглой головкой равным 1,3 и для заклепок с плоской головкой равным 1,2;

- диаметр заклепки, мм.

Заклепки предварительно отжигают при 270 - 330 °С с выдержкой 40 мин и последующим охлаждением на воздухе. После отжига их оксидируют и грунтуют грунтом ВЛ-02, ВЛ-08.

Клепку деталей из алюминиевых сплавов выполняют прямым и обратным способами. При прямом способе удары молотком наносят со стороны замыкающей головки, при обратном - со стороны закладной головки. Обратный способ более производителен, однако в условиях судоремонта выбор способа клепки часто диктуется удобством подхода к головкам заклепок. При соединении деталей толщиной более 3 мм заклепками диаметром более 8 мм рекомендуется применять прямой способ, при котором меньше дефектов клепки.

Качественное выполнение заклепочных соединений во многом зависит от тщательности предварительной сборки деталей на сборочных болтах или винтах. Для плотного прилегания одной детали в соединении к другой рекомендуется устанавливать перед, клепкой сборочные болты через два отверстия. Под головки болтов и гайки ставят шайбы, предохраняющие поверхность деталей от повреждений. Направление клепки лучше выбрать от заклепанной стороны листа к свободной его стороне (концевой способ); при этом волнистость обшивки уменьшается.

Для непроницаемых клепаных соединений корпуса и надстроек в целях уплотнения и защиты от коррозии следует применять: тиоколовые уплотнительные ленты по ТУ МХП 1393 - 50, тиоколовую замазку по МХП-1391 - 51 р. Допускается парусина, пропитанная грунтом АЛГ-12 по ТУ КУ 296 - 56 или цинковыми белилами.

Стальные детали в местах соединения с алюминиевыми сплавами необходимо подвергать цинкованию или фосфатированию с последующей грунтовкой.

Старые заклепки при ремонте нужно удалять высверливанием.

В процессе клепки возможны различные виды дефектов: перекос стержня заклепки (Рисунок 5.2, а), подсечка металла у головки (Рисунок 5.2, б), перекос и смещение замыкающей головки (Рисунок 5.2, в), утолщение заклепки между деталями (Рисунок 5.2, г) изгиб стержня и зазоры (Рисунок 5.2, д), трещины на головках (Рисунок 5.2, е). Основными причинами возникновения дефектов являются неправильное положение инструмента при клепке и некачественная сборка.

Рисунок 5.2 - Дефекты заклепочных соединений

Сборка под сварку. Кромки собираемых деталей при ремонте должны быть тщательно зачищены и подогнаны одна к другой с зазорами, установленными ГОСТом.

Размеры заплат или новых листов по длине и ширине после удаления припуска должны быть меньше соответствующих размеров выреза на величину одного номинального зазора стыкового шва. Этот зазор должен быть в пределах 2,0 - 2,5 мм и располагаться по смежным кромкам (АБ и БВ на Рисунке 5.1). При сборке конструкций и постановке заплат применяют жесткие (электроприхватки) и эластичные (винтовые, клиновые и др.) крепления.

Электроприхватки следует ставить от середины свариваемого соединения поочередно в обе стороны. Крайние прихватки нужно располагать на расстоянии не менее 10 - 20 мм от края соединения. Листы в корпусе рекомендуется устанавливать на сборочных гребенках по двум длинным кромкам, перекрывая зазор под углом 30 - 35°, а по одной из коротких кромок - ставить прихватки.

Правка судовых конструкций. На скоростных судах, плавающих в условиях мелководья или на засоренных древесиной водоемах, значительное место занимают работы, связанные с устранением деформаций листов обшивки, набора и целых перекрытий (обшивки с набором). Почти на всех судах производят работы по устранению деформаций узлов и деталей обносов и привальных брусьев, скегов и скуловых наделок и др. При ремонте корпусов и надстроек также выполняют работы по правке деформаций, возникающих при технологических процессах сборки и сварки или клепки.

Небольшие вмятины обшивки корпуса между набором (со стрелкой прогиба до 30 мм) можно выправить одним из следующих способов:

 проколачиванием деревянной киянкой (без нагрева) на переносных правильных плитках размерами 200×200×12 мм, изготовленных из алюминиевых сплавов и подкладываемых с обратной стороны обшивки;

 дуговым нагревом узких полос вдоль набора (на расстоянии 40 - 80 мм от него) с последующим проколачиванием киянкой на правильных плитках; нагрев производят горелкой аргонодуговой сварочной установки;

 наложением «холостых валиков» на листы обшивки корпуса аргонодуговой сваркой при снижении на 10 - 20% силы сварочного тока; накладывают валики со стороны выпуклости на расстоянии не менее 100 мм от сварных швов обшивки;

 нагревом продольных полос на обшивке с помощью ацетилено-кислородного пламени до 320 - 350 °С с последующим проколачиванием деревянной киянкой; допускается при этом охлаждение нагретой части обшивки струей сжатого воздуха или водой.

При применении термопластических методов правки следует иметь в виду, что пластические деформации сжатия, развивающиеся в период нагрева алюминиевых сплавов, значительно меньше, чем у стальных конструкций (на 40-60%). Поэтому для повышения эффективности правки необходимо наносить удары молотком и создавать упругие подпоры с другой стороны листа.

Вмятины на большой площади, охватывающей и часть набора корпуса, обычно правят нагревом ацетилено-кислородным пламенем с использованием клиновых и винтовых приспособлений. Метод крепления приспособлений зависит от конструкции набора. На сварных конструкциях допускается приварка временных рымов, планок и упоров, которые затем удаляют вырубкой прихватки.

В тех случаях, когда общие деформации перекрытий очень велики, набор от обшивки отделяют и правку производят раздельно обшивки и набора. Холостой и рамный набор правят с помощью домкратов, талрепов и стяжек при одновременном нагреве деформированных мест газовой горелкой. Участки нагрева должны находиться на расстоянии 150 - 200 мм один от другого в районе растянутых волокон и на расстоянии не менее 100 мм от сварных и заклепочных швов.

При нагреве вмятин вблизи заклепочного, шва в последнем удаляют четыре-пять заклепок, которые затем ставят после правки.

На поверхности листов после правки не должно быть трещин, надрезов, вмятин от ударов киянкой, подрезов от наложения холостых валиков. Эти дефекты подваривают и зачищают заподлицо. Рельефные следы от правки с нагревом аргонодуговой горелкой с поверхностей конструкции удаляют шлифовальным фибровым диском (зернистостью не более №25, ГОСТ 3647-71) с последующей зачисткой шлифовальным диском зернистостью не более №12 или проволочной пневмощеткой.

Применение эпоксидных смол. Для временных заделок трещин на листах надстройки в период навигационных ремонтов используют стеклопластики на основе эпоксидного компаунда и стеклоткани АСТТ (б) - С по МРТУ 6-11-140 - 69. Эпоксидные компаунды применяют двух видов:

компаунд К-153 (МРТУ 6-05-1253 - 69), состоящий (по массе) из смолы эпоксидной ЭД-5 или ЭД-6 (ГОСТ 10587 - 72) - 100 частей, тиокола жидкого (ГОСТ 12812 - 72) - 20 частей, полиэфира МГФ-9 (ТУ6-01-450 - 70) - 10 частей, отвердителя полиэтиленполиамина (ТУ6-02-594 - 70) - 10 - 12% от массы компаунда;

компаунд, состоящий (по массе) из смолы эпоксидной ЭД-5 или ЭД-6 (ГОСТ 10587 - 72) - 100 частей, дибутилфталата (ГОСТ 2102 - 67) - 15 - 20 частей, отвердителя полиэтиленполиамина (ТУ6-02-594 - 70) - 10 - 12% от массы компаунда.