25. Виды работ в ССЦ. Трудоемкость сборочных работ.

Корпусно-сварочные цехи состоят из трех производственных участков: первичной обработки корпусной стали; заготовительный (обрабатывающий); сборочно-сварочный.

На участке первичной обработки производятся следующие процессы: правка металла, очистка, грунтовка и сушка.

Необходимость правки металла обусловлена двумя основными причинами: неравномерностью охлаждения стали после прокатки на металлургическом заводе, вследствие чего в металле возникают внутренние напряжения, и механическими повреждениями в процессе транспортировки и выполнения погрузочно-разгрузочных работ.

Устранение дефектов металла осуществляется путем его правки. На практике применяют два принципиально различающихся технологией способа правки: перегибами или растяжением.

Правка перегибами выполняется на специальном оборудовании – листогибочных вальцах. Правка осуществляется путем прокатки листа под нагрузкой в системе валков, в результате чего из-за возникающих в слоях металла равнопеременных усилий (растяжение или сжатие) устраняют внутренние напряжения в металле. В зависимости от толщины металла, а также его прочностных характеристик применяется оборудование с необходимым количеством валков: от трех до семнадцати. Это обусловлено требуемым числом перегибов для устранения напряжений.

Правка металла растяжением производится на правильно-растяжных машинах.

После правки металл подвергается очистке от окалины и ржавчины до чистого металла для обеспечения хорошей адгезии грунтов и красок с металлом. Исходный материал имеет окалину (окислы железа) после горячей прокатки на металлургическом заводе. Ржавчина образуется при хранении металла без защиты от коррозии (без грунта).

Очистка корпусной стали выполняется двумя методами: химической или механической обработкой.

При химической очистке производятся удаление окалины и ржавчины, а также защита металла путем его обработки с использованием активных растворов в следующем порядке: травление (в растворе соляной кислоты с ингибитором коррозии), нейтрализация (в растворе кальцинированной соды), фосфатирование (в 15-процентном растворе ортофосфорной кислоты).

Существует несколько способов механической очистки в зависимости от конструкции машин, рабочего органа и рабочей среды: щеточные (фрезерные) машины; пескоструйные аппараты; дробеструйные и дробеметные аппараты.

Грунтовка металла при значительных объемах перерабатываемой стали производится в специальных камерах. Отрицательно заряженные частицы грунта, входящие из распылителей, притягиваются к положительно заряженному листу металла, чем обеспечивается равномерное распределение краски по поверхности и высокое качество покрытия. Осушка металла после грунтовки (или промывки) производится в сушильных камерах.

Заготовительный участок относится к обрабатывающему производству. На участке выполняются следующие операции: разметка листовой и профильной стали в соответствии с требованиями чертежей на ремонт или постройку судна; резка металла для получения деталей требуемой конфигурации; гибка металла для получения требуемых объемных профилей корпусов судов.

Исходной операцией в корпусно-заготовительном производстве является разметка корпусной стали для ее последующей резки, однако, операциям разметки металла предшествует большой объем подготовительных работ. Теоретический чертеж судна выполняется конструкторами в масштабе 1:25 (1:50, 1:100), поэтому его перенесение на лист металла и вычерчивание в натуральную величину весьма сложно и трудоемко. Элементы теоретического чертежа переносят на лист металла несколькими способами:

вычерчиванием в натуральном размере контуров деталей непосредственно на металле; изготовлением по чертежам плоских или объемных шаблонов в натуральною величину; изготовлением чертежей-шаблонов (в масштабе 1:10 или 1:5) их фотографированием; негативы используют при фотопроекционной разметке; разработкой математических моделей чертежей корпусных деталей и блока управляющих программ для резки металла с применением автоматов.

Подготовительные и разметочные работы вручную или по шаблонам производятся в специальном просторном помещении с ровным полом, называемом плазом. Пол плаза набирается из досок, установленных на ребро, хорошо обрабатывается и окрашивается в несколько слоев. В зависимости от принципов работы и конструкции используемого оборудования применяют два метода резки корпусной стали: механический и тепловой. Механическая резка листовой и профильной стали осуществляется с использованием следующих типов оборудования: ножниц гильотинных, дисковых, вибрационных и прессножниц. Тепловая резка представляет собой процесс расплавления и окисления металла. Резка производится струей кислорода при нагреве листа в месте реза газовой горелкой.

На сборочно-сварочном участке производится изготовление плоских и объемных секций корпусов судов для судостроения и судоремонта, а также установка листов и секций непосредственно на стапеле. Поэтому корпусная сталь из заготовительного участка поступает как на сборочно-сварочный участок цеха, так и непосредственно на стапель.

Прогрессивным направлением развития сборочно-сварочного производства является создание механизированных поточных линий по изготовлению корпусных конструкций, в частности, плоских и объемных секций.

Обычно поточная линия по изготовлению плоских секций состоит из шести позиций, оснащенных необходимым оборудованием:

I – производится комплектация и укладка листов в полотнища с помощью листоукладчика, прихватка листов друг с другом с применением сварочных полуавтоматов и ручной сварки;

II – осуществляется сварка полотнищ с использованием автоматов и порталов с гидроприжимами;

III – устанавливаются и прихватываются продольные ребра жесткости с использованием гидроприжимов;

IV – привариваются ребра жесткости сварочным агрегатом, установленным на портале; V – производится установка, прихватка и приварка рамного (поперечного) набора корпуса;

VI – краном цеха осуществляется кантовка секций, подварка стыков и пазов.

Перемещение полотнищ и секций осуществляется с помощью рольгангов, встроенных в основание линии.

Трудоёмкость сборочных работ составляет 40-60% трудоёмкости работ сборочносварочного цеха. Трудоёмкость зависит от требований, предъявляемых к точности формы конструкции от сопряжения. В отрасли имеются РД на точность собираемых узлов, секций и блоков.

Рассмотрим удельную трудоёмкость сборочных работ:

а) взаимная установка свариваемых элементов в положение, заданное чертежом и необходимое для выполнения сварки; б) проверка и сообщение целой конструкции или ее частям заданной формы в пределах устанавливаемых допусков;

в) скрепление собранных сопряжений элементов на прихватках или с помощью зажимных устройств; г) установка при необходимости временных распоров, стяжек или других элементов,

обеспечивающих жесткость изделия при транспортировке или предупреждающих появление чрезмерных сварочных деформаций.

27.Основные технологические комплексы приемов в операции сборки узлов и секций.

Как всякий производственный процесс, сборка может быть расчленена на операции и в технологическом отношении на самые мелкие единицы - технологические комплексы приемов (ТКП).

В операции сборки узлов и секций встречаются преимущественно следующие основные ТКП (обозначим их для удобства номером с индексом 0):

01– установка и ориентирование базовых деталей с разметкой мест сопряжения;

02– первичное наведение пригоняемых деталей с проверкой положения и предварительным закреплением;

03– совмещение кромок и стягивание сопряжений;

04– проверка и корректировка общей формы узла и секции;

05– закрепление сопряжений с проверкой и корректировкой положения деталей

28.Сборочные базы. Схемы приложения сборочных усилий.

Сборочные базы – это поверхности меньше точки. Они определяют положение собираемых элементов конструкции. Различают основные базы и вспомогательные. Основные базы соответствуют, как правило, основной плоскости, диаметральной плоскости и плоскости мидель - шпангоута. Их воспроизводят на сборочных площадках и постелях.

Вспомогательные базы служат для установки отдельных элементов, после чего необходимость в них исчезает.

Схемы обжатия: А)замкнутая схема.

1 – флор,

2 – обшивка, 3 – плитки, или устройство, на котором собирается секция, 4 – талреп.

Б)открытая схема. F – усилие.

При открытой схеме силы или реакции воспринимаются внешними элементами оборудования цеха. Здесь деформируется один из соединяемых элементов, и поэтому требуются повышенные сборочные усилия.

29. Механизированные инструменты и приспособления для сборки. Процесс сборки под сварку.

Инструмент.

1.ручные приспособления: снобы, линии, талрепы, домкраты.

2.механизированный инструмент: универсального назначения, специального назначения. Универсальные: талрепы, прижимы, домкраты. Специальные входят в состав поточных линий , сборочно-сварочных агрегатов. Механизированный инструмент имеет привод: гидравлический (масло), пневматический, ударно-вращательный (воздух 0,5 МПа). Тяговые усилия – 50-500кН.

Крепление приспособлений.

1.посредством захватывания за планки и обухи, которые приварены к собираемым элементам.

2.посредством присосов: вакуумные, электромагнитные.

При выполнении сборочных работ приходится выполнять разметку, маркировку и проверку.

При подгонке деталей и узлов и при удалении припуска, при контуровке секций, при разделке кромок деталей под сварку, при строжке корня сварного шва и при удалении прихваток и временных креплений применяют тепловую резку и строжку. Закрепление деталей при сборке.

При сборке конструкций под сварку закрепление деталей производят при помощи прихваток (жёсткое закрепление) или применяют эластичные крепления (гребенки, скобы, талрепы, прижимы, грузы и т.д).

Прихватки.

Схема выполнения прихваток.

5 – сварной шов,

6 – прихватка.

с≥50 мм.

При стыковании деталей по концам необходимо выполнять по 2-3прихваток.

Иногда, когда прихватка должна обеспечить прочность при кантовании, необходимо предусмотреть увеличение размеров прихваток и уменьшение шага.

1– лист обшивки,

2– ребро жёсткости.

С обратной стороны должен быть прихват длиной не менее 50 мм и шагом не более 500 мм.

Эластичные прихватки.

Эластичные крепления при сборке обеспечивают свободное укорочение сварных соединений в плоскости сварных листов и противодействовать развитию угловых деформаций.

Допускается устанавливать гребёнки большей длины и под углом, отличным от 45º, если концы гребёнок опираются на рёбра жёсткости.

При изготовлении конструкций S≤8 мм допускается не устанавливать гребёнки. Места установок гребёнок должны быть отражены в рабочей технологической документации.

Приварка гребёнок производится с одной стороны, а катет определяется как для жёстких прихваток.

В качестве закреплений используют талрепы и стяжки. Их тоже устанавливают параллельно. Их количество выбирают в зависимости от жёсткости свариваемых

конструкций с учётом обеспечения требуемых зазоров и допусков на смещение стыкуемых кромок.

Приваренные гребёнки и другие временные крепления удаляются посредством газовой резки.

Все прихватки делают электродами, предназначенными для основной сварки.

30. Сварка узлов и секций. Условия применения автоматической и полуавтоматической сварки.

Сварка узлов и секций.

Сварка узлов и секций практически механизирована и автоматизирована. Только S=8% от всей длины сварных соединений выполняется вручную. Конструкцию можно кантовать для перевода сварных швов в удобное положение, а закрытие помещения исключает влияние атмосферных условий. Применение специализированной сварочной установки позволяет увеличить производительность труда. Стыковые соединения в нижнем положении протяжённостью 0,6-1м и угол наклона вдоль оси ≤8º и поперёк оси до 20ºрекомендуется сваривать автоматической сваркой в среде СО2 или под слоем флюса.

Автоматическая сварка.

Высокое качество под флюсом и повышенная производительность, но менее чем в СО2 . Сварные швы тавровых соединений в нижнем положении выполняются автоматом и полуавтоматом в СО2.

Короткие сварные швы, стыковые и тавровые, протяжённостью менее 0,5 м, а швы длиной более 0,5 м , не имеющие пространственное положение, отличное от нижнего, выполняют полуавтоматом в СО2 .

Автоматическая и полуавтоматическая сварка, дуговая под флюсом должна выполняться на проход.

При длине сварного шва более 6 м допускается вести сварку от середины.

Ручную или полуавтоматическую в СО2 нужно вести симметрично при длине от 2 м, и на проход при длине до 2 м.

Сварные швы, которые выполняются в вертикальном положении, ведутся, снижу вверх при S≥2 мм. Наоборот, при S до 2 мм.

31. Контроль сварных соединений узлов и секций. Дефекты в сварных соединениях.

Сварные швы должны пройти контроль.

Виды контроля: визуальный, проверка некоторых швов проникающим излучением (гамма, рентгено), УЗК, проверка плотности сварных швов.

Иногда, если мы имеем законченные отсеки, то их проверяют на непроницаемость. Все дефекты сварных швов можно разделить на внешние и внутренние. К внешним

дефектам относятся завышение размеров швов, наплывы, подрезы, кратеры, прожоги; к внутренним — непровары, газовые поры, шлаковые включения, трещины

При контроле качества сборки под сварку проверяют: соответствие собранных деталей требованиям чертежа, правильность их сборки и расположения в конструкции; правильность разделки кромок деталей под сварку, зазор между стыкуемыми деталями; положение кромки одной детали относительно кромки другой; угол между деталями; чистоту поверхности свариваемых кромок и плоскостей; правильность расположения, размеры и количество сборочных прихваток, гребенок и других временных сборочных приспособлений.

Метод контроля качества сварных швов выбирают в зависимости от назначения конструкции, наличия на заводе соответствующей аппаратуры и т. п.

Внешнему осмотру подвергают все швы независимо от их категории на всей протяженности с двух сторон. Перед осмотром сварной шов и прилегающая к нему поверхность металла должны быть очищены от шлака, брызг и других загрязнений. При внешнем осмотре можно обнаружить подрезы, наплывы, смещения шва, прожоги, кратеры, трещины и поры на поверхности шва. В некоторых случаях при осмотре сварных швов ответственных конструкций применяют лупы.

При контроле сварных швов измерением устанавливают соответствие размеров швов требованиям чертежа или другой проектной документации. При этом измеряют ширину, высоту усиления шва, катеты шва и др. Измерения проводят не реже чем через 1 м шва, но не менее одного измерения на каждом отдельном шве.

Контроль швов рентгеноили гаммаграфированием проводят в целях выявления внутренних дефектов: трещин, непроваров, газовых и шлаковых включений. Рентгено- и гаммаграфирование швов осуществляют в выборочном порядке. При этом в зависимости от категории швов должно быть просвечено 2— 20 % протяженности швов. Метод контроля (рентгеноили гаммаграфирование) выбирают исходя из технических возможностей и целесообразности их применения. При этом во всех случаях, когда это возможно, следует применять рентгенографирование.

Рентгенографирование основано на свойствах рентгеновских лучей проходить сквозь металл и воздействовать на фотопластинку или пленку, помещенную в кассете с противоположной стороны просвечиваемого соединения. Интенсивность рентгеновских лучей при прохождении через металл уменьшается и зависит от толщины материала, его плотности и ряда других факторов. Так как сварной шов толще основного металла, интенсивность лучей, прошедших через шов, меньше интенсивности лучей, прошедших через основной металл. Шов получается на пленке в виде светлой полосы на фоне темного изображения основного металла. Трещины, поры, шлаковые включения и непровары сварного шва в меньшей степени задерживают рентгеновские лучи и на светлом фоне выделяются в виде темных полос, пятен и точек.

Гаммаграфирование основано на том, что при радиоактивном распаде некоторых элементов одновременно с излучением альфа- и бета-частиц имеет место излучение гамма-лучей. Последние по своей природе близки к рентгеновским. Гамма-лучи, так же как и рентгеновские, способны проходить через металлы и воздействовать на фотопластинку. При прохождении через различные среды гамма-лучи поглощаются в различной степени и по-разному воздействуют на фотопластинку. Для гаммаграфирования сварных швов судовых корпусных конструкций применяют в основном переносные контейнеры различной конструкции.

В последние годы взамен рентгено- и гаммаграфирования все чаще применяют ультразвуковой метод контроля качества сварных швов. Этот метод основан на свойстве ультразвуковых волн отражаться от границ двух сред, обладающих различными акустическими свойствами. Большинство ультразвуковых дефектоскопов состоит из следующих основных частей: щупа — излучателя ультразвуковых колебаний,- в котором обычно используются пьезокристаллы, превращающие электрическую энергию в механические колебания; генератора кратковременных высокочастотных электрических импульсов и приемника — усилителя электрических сигналов, возникающих в щупе при попадании на него отраженных от дефектов ультразвуковых колебаний. При контроле качества сварного шва ультразвуковым методом щуп-излучатель перемещают вдоль шва. Для обеспечения надежной передачи ультразвуковых колебаний от щупа к изделию и обратно необходимо наносить на изделие специальную контактирующую жидкость с малым поглощением ультразвуковых колебаний (например, трансформаторное масло и т.

п.).

Контроль сварных швов вскрытием применяют для установления характера, размеров и глубины залегания дефектов, выявленных другими методами, если подобная расшифровка необходима и не может быть сделана без вскрытия шва. Вскрытие шва может

производиться вырубкой, газовой или воздушно-дуговой строжкой, сверлением и другими способами.

32. Работы по устранению сварочных деформаций, возникающих от усадки сварных швов.

Все мероприятия по уменьшению остаточных напряжений и деформаций можно разделить на три группы: мероприятия, выполняемые до сварки; выполняемые в процессе сварки; выполняемые после сварки.

Кмероприятиям, выполняемым до сварки относятся рациональное конструирование сварного изделия (конструкционные мероприятия) и разработка технологии (технологические мероприятия).

Кмероприятиям, выполняемые в процессе сварки и после сварки относятся технологические мероприятия.

МЕРОПРИЯТИЯ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

1. Технологические мероприятия, выполняемые в процессе сварки

1.1. Предварительный и сопутствующий подогрев

Подогрев способствует уменьшению степени неравномерности распределения температур при сварке и снижению жесткости металла свариваемых элементов.

2. Технологические мероприятия, выполняемые после сварки

2.1. Термический способ

Отпуск после сварки является наиболее эффективным способом уменьшения остаточных напряжений, т.к. позволяет снизить остаточные напряжения на 85-90% от исходных значений и одновременно улучшить пластические свойства сварных соединений. Отпуск может быть общим, при котором нагревается все изделие, и местным, когда нагреву подвергают лишь его часть в зоне сварного шва. Преимущество общего отпуска состоит в том, что снижение напряжений происходит во всей сварной конструкции независимо от ее сложности.

Наиболее часто применяют высокий отпуск при температуре нагрева 550 - 680°С. Операция отпуска выполняется в три стадии: нагрев, выдержка при температуре отпуска и охлаждение. Выдержка обычно составляет 2 - 4 ч, после чего производится естественное охлаждение на воздухе.

2.2. Механические способы

Механические способы основаны на создании пластической деформации металла сварных соединений, вследствие чего происходит снижение остаточных напряжений.

2.2.1. Проковка

Металл проковывают непосредственно после сварки по горячему металлу или после его остывания. Основное преимущество этого способа – простота применяемого оборудования, универсальность и оперативность.

2.2.2. Прокатка

Для уменьшения остаточных напряжений применяется прокатка сварных швов по принципу протяжки (рис. 43С). В этом случае шов, стремящийся сжаться, будет принудительно деформирован в направлении увеличения длины, что, соответственно, приведёт к уменьшению растягивающих его

Рис. 43С. Прокатка сварного изделия с целью остаточных напряжений.

уменьшения остаточных напряжений

1 – сварной шов; 2 – накладка; 3 – стальные