Технологічність зварної конструкції

1.3.     Технологічність зварної конструкції

Під технологічністю треба розуміти надання будь-якому виробу такої форми і вибір таких матеріалів, що забезпечать високі технологічні експлуатаційні якості виробів при економічному виготовленні.

Технологічність будь-якої конструкції забезпечується урахуванням конструктивних, технологічних, експлуатаційних вимог.

До конструктивних вимог належать:

1)    вибір раціональної схеми і головних параметрів конструкції, обгрунтованих аналізом існуючих конструктивних форм і використання комплексу стандартів;

2)    вибір основних та допоміжних матеріалів, конструктивних форм зварних з”єднань і вузлів, забезпечуючих досить високу якість виробу;

3)    взаємне розташування вузлів форм спряження, забезпечуючих найвигідніші умови збирання і зварювання. Мінімальний обсяг обробки до і після зварювання;

4)    можливість розбивки виробу, якщо він складний на вузли і пудвузли з використанням спеціального обладнання і потокових ліній;

5)    вибір простих форм деталей, які забезпечують мінімаль ну довжину швів і розташування їх в зручних місцях для виконання зварювальних робіт;

6)    стандартизація матеріалів, вузлів, процесів на основі уніфікації і типізації;

7)    вибір заходів, попереджуючих або обмежуючих залишкові деформації і напруження зварних виробів.

Основні технологічні вимоги:

1)   вибір теплового режиму зварювання, який забезпечує відповідні допуски при збиранні і зварюванні вузлів і усього виробу в цілому;

2)   вибір оптимальних технологічних процесів для виготовлення запланованої до випуску продукції;

3)   слушна послідовність виконання збирально-зварювальних операцій;

4)   призначення мінімальних допусків на механічну та термічну обробку виробів. Вибір режимів термообробки;

5)   вибір оптимальних режимів зварювання та контролю виробу;

6)   вибір раціонального варіанту зварювального обладнання.

Експлуатаційні вимоги:

1)     забезпечення необхідної надійності і довговічності основних показників якості зварної конструкції;

2)     підвищення економічності конструкції в експлуатації, та простота обслуговування її при виконанні ремонтних рпобіт;

3)     покращення показників якості, стабільності, експлуатаційної надійності.

Для порівняння технологічності зварних конструкцій, використовуються такі показники: матеріалоємність, трудомісткість, собівартість, енергоємність, тривалість виробничого циклу.

2. ТЕХНІЧНІ УМОВИ НА ВИГОТОВЛЕННЯ ВУЗЛА

Розглядаємий вузол зварної конструкції належить до балочного класу. При виготовленні цього вузла слід виконувати усі вимоги, що висуваються до точності її виготовлення.

1.4.     Технічні умови на заготовку.

1.   У деталей, виготовлених з прокату, на поверхні, що не підлягає у подальшому механічній обробці, не повинно бути завусенець, тріщин, надривів та розшарувань.

2.   Невказані у кресленнях деталей граничні відхилення лінійних розмірів приймаються да табл.5.

Таблиця 5.

Невказані граничні відхилення лінійних розмірів деталей

3.   Для деталей, що виготовляються з прокату товщиною не бцльш 100 мм шляхом різки під прямим кутом, до його поверхні, допуск перпендикулярності поверхні різа відносно поверхні прокату встановлені 10% від його товщини, але не більше 3 мм.

4.   Шорхість поверхней кромок деталей виготовляемих без креслень, становлюється R_z £1000 мкм при товщині деталі S£60 мм і не нормується при S>60 мм, але нерівності різу повинні знаходитись у межах половини допуску на відповідний лінійний розмір.

5.   Деталі, що виготовлені газовою різкою, повинні відповідати наступним вимогам.

-           кромки повинні бути очищені від грату, шлаку, бризок і напливів;

-           на поверхні кромок не допускаються зарізи і вихопи глибиною, що перевищує величину 2R_z (де R_z – шорсткість поверхні, вказана у кресленні), і довжиною більше за 20 мм. Кількість зарізів і вихватів не повинна бути більше 4 шт на 1 м довжини кромки;

-           невказані радіуси скруглення контура у кутах не повинні перевищувати 6 мм.

6.   Після різки на ножницях скалування кромок, що обрізаються, висотою більше за 0,5 мм не припускається.

7.   Виправлення кромок абразивним інструментом слід проводити так, щоб риски при обробці були напрямлені вздовж кромки.

8.   Виправлення кромок шляхом підварки повинна виконуватись за технологією.

9.   Допуски форми деталей, виготовлених з листа, приведені у табл.6, 7.

Таблиця 6.

Допуск площинності деталей, мм

Таблиця 7

Допуск різниці розмірів деталей по діагоналям, мм

10.       Допуск прямолінійності поверхні прокату деталей крім виготовлених з листів – 3 мм на довжині 1000 мм і 6 мм на всій довжині.

11.       Допуск прямолінійності поверхні деталей – 2 мм на довжині 1000 мм і 5 мм на всій довжині.

12.       Допуски круглості вальцьованих обечаєк повинні відповідати даним, наведеним у табл.8.

Таблиця 8.

Допусглок крусті обечаєк

13.       У деталей, виготовлених з листа згинанням чи вальцюванням за шаблоном, зазор між шаблоном та контролюємою поверхнею деталі не повинен перевищувати 2 мм.

14.       Допуски площинності (неприлягання до контрольної плити) кільця, зігнутого із полоси, кутника, швелера чи двотавра, наведені в табл.9.

Таблиця 9.

Допуск площинності кілець, зігнутих з полоси чи фасонного прокату

15.       Овальність поперечного круглого перерізу обечайки у місці її згибу не повинна перевищувати 15% розміру перерізу за зовнішнім діаметром.

16.       Висота гофр на трубах діаметром до 25 мм не повинна перевищувати – 2 мм, а на трубах діаметром вище 25 мм- 3 мм.

17.       При формоутворенні деталей, згибі, витяжці і надавлюванні) місцеве утонення чи утовщення прокату не повинно перевищувати 20% товщини вихідної заготовки.

18.       Знайдені на поверхнях прокату забоїни і насічки повинні бути видалені пологою зачисткою, що не виводить розміри прокату за їх граничні відхилення більш ніж на 5%.

Якщо глибина забоїн і насічок перевищує вище вказану величину, вони повинні бути заварені і зачищені.

20. На оброблених поверхнях приварених литих деталей допускаються окремі дрібні раковини довжиною не більш 3 мм кожна, глибиною – до 10% товщини стінки, але не більше 3 мм. Сумарна площа раковин не повинна перевищувати 3% площі поверхні, на якій вони розташовані.

21. Допускається виправлення дефектів литва (раковин, свищів і т.п.) на оброблених і необроблених поверхнях шляхом заварки згідно техпроцеса.

Технічні умови на збирання під зварювання

1. Підлягаючи проплавленню поверхні та прилежачі до них зони металу шириною не менш 20 мм, а також місця примикання вивідних пластинок повинні бути сухими та очищені від іржі, мастила, фарби та інших забруднень.

2. Прихватки, що накидаються для з”єднання збираємих виробів, повинні розміщуватися у місцях розташування зварних швів. Допускається тимчасове з”єднання виробів за допомогою технологічних елементів,які після виконання свого призначення повинні бути видалені, а місця накладання прихваток поза місцями розташування швів зачищені у рівень з металом.

4.         Розміри щвів прихваток повинні бути мінімально необхідними і забезпечувати їх зплавдення при накладанні швів проектного перерізу.

5.         Збиральні прихватки конструкцій повинні виконуватись зварювальними матеріалами тих же марок, які передбачені для основних швів, або рівноцінні їм. Вимоги до якості прихваток встановлюються такі ж, як і до основних швів.

Незадовільно виконані прихватки повинні бути видалені і при необхідності виконані знову.

6. При збиранні обечаєк у корпус, а також днищ з корпусом, поздовжні шви сумісних обечайок і днищ повинні бути зміщені відностно одне одного не менш, ніж на трикратну величину найбільшої товщини стікуємих елементів і не менш, ніж на 100 мм між вісями швів.

2.2 Вимоги до допоміжних матеріалів

2.2.1 Вимоги до зварювального дроту

Електродний дріт при автоматичному і напівавтоматичному зварюванні під флюсом і в середовищі СО₂ і інших захисних газів є одним з основних елементів, що визначають якість зварного з”єднання, тому для її підбору необхідно дотримуватись наступних вимог:

-           в якому стані повинно бути її покриття;

-           шкідливих домішок у металі дроту, таких як сірка і фосфор повинно бути відповідно не більше 0,025 і 0,03;

-           дріт повинен постачатись у бухтах, герметично упакованих з обов”язковоюбіркою, де вказана марка дроту, підприємство виробник, діаметр, маса;

-           на поверхні дроту не повинно бути задирів, окисної плівки, іржі, забруднення і мастила.

2.2.2 Вимоги до захисного газу

Зварювання в середовищі захисних газів у сучасній техніці знайшло широке використання і є одним з найбільш ефективних і високопродуктивних методів, тому захисний газ повинен відповідати наступним вимогам:

-           він повинен строго відповідати ГОСТу чи ТУ;

-           не перевищувати в своєму складі присутність вологи, т.я. це може погіршити якість зварювання;

-           забезпечувати надуйний захист розплавленого металі;

-           забезпечити високу продуктивність виробничого процесу;

-           забезпечити добре формуваннґ зварного шву.

-          

2.3Технічні умови на зварні з”єднання

1.   Стикові зварні шви, що належать УЗК, слід починати і закінчувати на технічних виводних планках, які після зварювання мають бути видалені газовою різкою, а місця різки зачищені абразивом.

2.   У випадку, якщо вивідні планки не застосовуються, кратери на кінцях швів повинні бути заварені. Вивидити шов на основний метал забороняється.

3.   У місцях виходу зварних швів на вільні кромки доступні для зварювання торці кромок деталей мають бути обварені, а у стикових з”єднаннях і зачищені.

4.   У випадку відхилення від площинності вільних кромок виступи величиною h>5 мм слід обрізати газовою різкою і зачистити абразивом з забезпеченням плавного переходу (див.рис.)

5.   При виконанні багатошарових швів кожний шар перед накладанням наступного повинен бути очищений від шлаку і бризов металу. Ділянки шарів шву з раковинами і тріщинами повинні бути видалені і знову заварені.

6.   У двосторонніх швів кутових і таврових з”єднань ГОСТ5264-80, ГОСТ14771-76 і ГОСТ8713-80 величина катета К1 підварки шву повинна бути наступна:

при S£3мм-К1³S, але не більше 3 мм

при S>3мм-К1=(0,15-0,5) S, але не менше 3 мм.

(S-товщина більш тонкої деталі)

При двосторонньому зварюванні швів з розробкою кромок, якщо застосовуємий спосіб зварки не забезпечує суцільне проплавлення по перерізу, перед накладанням шву зі зворотньої сторони корінь шву повинен бути видалений (вирублений, виплавлений спеціальним різаком) і зачищений.

Після виплавки вольфраммовим електродом зачистку можна не виконувати. При двосторонньому автоматичному зварюванні корінь раніш накладеного шву повинен бути зачищений від грату і протіків.

7.   При накладанні переривчатого зварного шву кінці деталей повинні бути приварені. При цьому допускаються додатні відхилення розміру довжини останньої приварюємої ділянки і від”ємні відхилення розміру останнього кроку, що перевищують граничні.

8.   Не допустимі наступні зовнішні дефекти зварних швів:

-           незаварені кратери, пропали, свищі, тріщини і виходячі на поверхню шву непровари.

-           чешуйчатість поверхні з висотою нерівностей, що перевищує додатнє відхилення на розмір висоти підсилення шву і більше 3 мм для інших швів.

9.   Для зварних швів, за виключенням підлягаючих ультразвуковому контролю з”єднань деталей товщиною не менш 21 мм, не допускаються наступні зовнішні дефекти:

-           на 1 м довжини зварного шву (а при його довжині менше 1 м – на всій довжині) більш 4 зовнішніх пор діаметром не більше 2 мм, якщо відстань між ними не менш 25 мм, і діаметром не більш 1 мм, при відстані між ними 10-25 мм;

-           підрізи основного металу на глибину більш зв 0,5 мм при товщині деталі до 10 мм і більше 1 мм при товщині вище 10 мм; довжина одного підріза не повинна перевищувати 20% довжини шву, а їх сумарна довжина не більше 40% довжини шву; недопустимі підрізи дозволяється виправляти накладанням тонких швів з забезпеченням плавного переходу від наплавленого до основного металу.