3. Краткая характеристика операций технологических процессов изготовления сварных конструкций

В состав технологических процессов изготовления сварных конструкций входят различные операции, основные из которых можно назвать заготовительными, сборочными, сварочными, контрольными, термической обработки, транспортными и т.д.

Рассмотрим более подробно некоторые из них.

Заготовительные операции и приемы их выполнения были рассмотрены выше (см. 2.1).

3.1. Сборочные операции

После выполнения заготовительных операций детали и элементы сварных конструкций поступают на сборку.

Сборкой называется процесс последовательного соединения деталей между собой в порядке, предусмотренном чертежом и разработанном технологическим процессом для последующей сварки.

Основная цель технологического процесса сборки заключается в определении рациональной последовательности сборки отдельных деталей, обеспечивающих выполнение технических требований на изготовление данного изделия при минимальных затратах материалов, труда и времени.

Сборка конструкций может производиться только из выправленных деталей и элементов, очищенных от заусенцев, грязи, масла, ржавчины, влаги. Перед сборкой (рабочий) слесарь-сборщик визуально проверяет соответствие деталей требованиям чертежа и технологического процесса. Сопрягаемые поверхности и прилегающие к ним зоны собираемых деталей шириной не менее 20 мм очищаются от загрязнений наиболее тщательно.

При сборке не допускается изменение формы конструкций и деталей, не предусмотренное технологическим процессом, а при кантовке и транспортировке – остаточное деформирование их. Перенос и кантовка краном тяжёлых и крупногабаритных конструкций и их элементов, собранных только на прихватках, без применения приспособлений, обеспечивающих неизменяемость их формы, не допускается.

В процессе сборки детали закрепляют прижимами в приспособлениях, кондукторах, а иногда устанавливают вручную по разметке перед прихваткой.

Сборку деталей под стыковое соединение рекомендуется производить с использованием сборочных приспособлений – стяжных планок, скоб и т.п. Назначение приспособлений – обеспечивать быструю и точную сборку, стыковку элементов с удобством прихваток и последующей сварки с максимальным количеством сварки в нижнем положении.

При сборке стыковых соединений колонн и балок на полках необходимо устанавливать выводные планки размером не менее 10050 мм и толщиной, равной толщине стыкуемых элементов.

Прихватки, предназначенные для соединения собираемых деталей, должны размещаться в местах расположения сварных швов, за исключением мест их пересечения.

В производстве сварных конструкций предполагается, что чем больше серия изготавливаемых деталей, тем выше должна быть степень механизации сварочных операций.

Универсальные приспособления бывают переносные и стационарные. Элементы прижима заготовки в приспособлениях перед прихваткой применяют различные – рычажные, эксцентриковые, клиновые, стяжки, струбцины, пневмо- и гидравлические прижимы.

Стационарные приспособления по функциональному назначению бывают самые различные, но они также имеют определённые виды прижимов.

Операции сборки под сварку зачастую не представляют особых технических трудностей, но порядок и количество прихваток и их размеры влияют на качество сварной конструкции.

Прихватки должны быть не более 20 мм и сечением 0,5 мм от сечения будущего шва и только в перекрываемых участках шва. Сварочный ток при прихватках должен быть выше на 20 % от номинального, чтобы обеспечить чёткий провар при прихватке. Прихватки нужно выполнять «вразброс», по логике ожидаемых деформаций и внутренних напряжений.

При сборке сварных конструкций обеспечивается такое взаимное расположение деталей собираемого сварного узла, в котором они должны находиться в готовом узле. Порядок сборки, устанавливаемый технологом-сварщиком, указывается в картах технологического процесса. Зазоры при сборке должны строго соответствовать чертежу. Превышение кромки одного их элементов стыкового соединения над другим, если оно не предусмотрено и не оговорено специально в чертеже, допускается по всей длине шва не более 0,2δ элемента (до 4 мм) и 0,15 толщины элемента (свыше 4 мм, но не более1,5 мм). Местные превышения кромок определяют по наименьшей толщине свариваемых деталей. Превышение кромок контролируется до сварки.

Прихватки выполняют покрытыми электродами в защитных газах и реже под флюсом. Площадь сечения прихваток не должна превышать 2/3 площади сечения рабочего шва и составлять не более 25–30 мм². Длина каждой прихватки должна быть равна (4–5)δ соединяемых деталей в пределах 30 < l < 100 мм. Чем меньше толщина свариваемых деталей, тем меньше расстояние между прихватками. В решетчатых конструкциях каждый элемент прихватывают с двух сторон швами длиной 30–40 мм катетом не более 5 мм.

Наложение прихваток разрешается вне мест расположения швов для временного скрепления деталей. Эти прихватки после выполнения своего назначения удаляют, а места их размещения защищают. Применяют также сплошной шов небольшого сечения – технологический шов. Это значительно повышает стойкость металла рабочего шва против кристаллизационных трещин и предотвращает нарушения взаимного расположения деталей в процессе сварки из-за растрескивания прихваток. Сборочные прихватки выполняют сварочными материалами тех же марок, что и при сварке сварной конструкции. Требования к качеству прихваток установлены те же, что и к сварным швам.

В процессе сварки основного шва прихватки и технологические швы перевариваются. Для применения деталей перед сваркой и в процессе её применяют технологические гребенки, удаляемые по мере образования шва.

Рис. 3.1. Схема закрепления листов перед сваркой: 1 – технологическая гребенка; 2 – свариваемые листы

В зависимости от типа производства, особенностей конструкции и технологических условий сборку можно выполнять различными способами: по разметке, по шаблонам или первому изделию, по сборочным отверстиям, в приспособлениях – универсальных, специализированных и специальных. Сборку по разметке ведут без приспособлений, при этом расположение деталей определяют разметкой по чертежу, затем их скрепляют прихватками, съёмными фиксаторами и т.п. Производительность способа низкая, применяют его в единичном производстве. Сборка сварных конструкций по шаблонам или первому изделию более производительна.

Использование сборочного оборудования обеспечивает наибольшую точность сборки при минимальной трудоёмкости. Основным назначением сборочного оборудования является фиксация и закрепление свариваемых деталей. Это оборудование разделяется на сборочное и сборочно-сварочное. На изделие, размещенное в сборочном оборудовании, накладываются только швы прихватки, а для изделий, размещенных в сборочно-сварочном оборудовании, – возможна полная или частичная сварка.

Выбор оборудования определяется условиями технологического процесса и зависит от формы, размеров и требуемой точности собираемых изделий, типа производства, вида сварки и других факторов. При изготовлении сварных конструкций в сборочно-сварочном оборудовании изделие не подвергается переустановке и промежуточной транспортировке, однако оно дороже и сложнее сборочного оборудования.

Сборочное оборудование может быть универсальным и специальным. Универсальное – предназначено для широкой номенклатуры изделий, его используют в единичном и мелкосерийном производстве. Специальное оборудование применяется для одного или нескольких однотипных изделий. Оно обеспечивает высокую производительность и высокое качество изделий и применяется преимущественно в серийном производстве.