Технология изготовления сварных конструкций

Технология производства сварных конструкций — особенности и основные этапы

Содержание:

Сварные металлоконструкции давно нашли свое применение в строительной отрасли, в машиностроении, в автомобильной промышленности и в других сферах производства. С каждым годом производство сварных конструкций показывает все увеличивающиеся темпы развития — и причина этого состоит в том, что потребители поняли все преимущества металлических конструкций, произведенных с помощью сварки.

К достоинствам сварных конструкций относится:

• высокое качество и прочность соединения;
• надежность;
• удобство применения;
• долгий срок службы;
• небольшой вес;
• экономия металла.

Если же говорить о недостатках сварных металлических конструкций, то к ним можно отнести неустойчивость металла к коррозии. Но современные технологии изготовления металлоконструкций и способы обработки металла позволяют легко справиться с этой проблемой.

Особенности сварных конструкций.

1. Сварные конструкции характеризуются максимально прочным соединением отдельных деталей между собой, так как технология производства сварных конструкций основана на слиянии частей конструкций в единое целое на молекулярном уровне. Металл на краях деталей расплавляется до жидкого состояния, и таким образом происходит обмен молекулами. В результате получается конструкция по своей прочности максимально близкая к прочности цельной детали.
2. Еще одной особенностью сварных конструкций является то, что для их изготовления требуется меньше метала, чем для изготовления конструкций, соединенных с помощью заклепок или литых соединений. Причем, экономия может достигать довольно значительных объемов — до 20%, а это значит, что сварное соединение можно считать эффективным не только с точки зрения расхода материалов, но и с точки зрения стоимости всей металлоконструкции. То есть получается, что изготовление металлоконструкций с помощью сварного соединения экономически обладает большей рентабельностью, чем любые другие конструкции.
3. Имеется у сварных конструкций и еще одна отличительная черта, логично вытекающая из предыдущей особенности — они весят меньше, чем конструкции, сделанные методом литья или собранные с помощью заклепочного соединения. И при этом по своей прочности они ничуть не уступают, а даже превосходят эти виды конструкций.

Технология изготовления сварных конструкций.

Технология производства сварных конструкций включает в себя несколько основных этапов. Для изготовления подобных металлоконструкций можно применять различные методы сварки — от автоматической и полуавтоматической до ручной электродуговой. Сварка может вестись в среде защитных газов, под флюсом и т.д. Способы сварных соединений также могут быть различными — тавровыми, торцевыми, стыковыми, угловыми и т.д.

Первым этапом производства сварных конструкций является подготовка всей технической документации, необходимой для создания детали, к которой предъявляются определенные требования.

Также важным этапом производства сварных конструкция является подготовка отдельных деталей к сварке. И здесь самое большое внимание следует уделять подготовке кромок деталей. Кромки стачиваются под определенным углом — и сделать это можно как с помощью шлифовальной машины, так и при помощи обычного напильника. Форма разделки кромок также может быть различной, но наиболее эффективной считается Х-образная разделка. Дело в том, что именно такой подход к разделке кромок может гарантировать максимально низкий объем наплавленного металла, получаемого в процессе разогрева кромок деталей, а это значит, что и качество получаемого соединения будет выше.

Одним из важных этапов при производстве сварных конструкций является их сборка. Это не только процесс, который требует большого внимания, но и работа, обладающая большой трудоемкостью — например, если производство конструкции носит индивидуальный характер, то процесс сборки может занимать до 50% всего времени ее изготовления. Дело в том, что именно от качества сборки зависит дальнейшее качество всего сварного соединения. Основными требованиями, предъявляемыми к сборке сварной конструкции, являются:

• точное соответствие размерам, указанным в проектной документации
• правильное расположение зазоров и их постоянные размеры
• точное расположение деталей конструкции, в полном соответствии с проектной документацией
• точность плоскостей конструкции и углов, под которыми они пересекаются
• обеспечение минимально возможного допуска смещения деталей, если производится их стыковое соединение.

В заключении нужно отметить, что разработка технологии производства сварной конструкции производится индивидуально для каждой отдельной подобной конструкции в соответствии с технической документацией, требованиями, предъявляемыми к готовому изделию, а также имеющимся в распоряжении производителя оборудованием.

Технология производства сварных конструкций

Министерство общего и профессионального образования

ГОУ НПО Профессиональный лицей № 71

Зам. директора по НМР

предмета: «Технология производства сварных конструкций»

по профессии «Сварщик»

Методическая разработка для учащихся

Рассмотрено и одобрено

на заседании цикловой комиссии

Протокол № _____ от «___»_______200_г.

Составлено в соответствии с рабочей программой предмета «Технология производства сварных конструкций» по профессии «Сварщик»

Автор: , преподаватель II квалификационной категории

Раздел 1. Типовые детали и сборочные единицы: разновидности, способы получения, применение.

Тема: «Детали машин общего и специального назначения».

В настоящее время нет ни одной отрасли, в которой не использовались бы сварные конструкции.

Они бывают очень разнообразные. Их можно классифицировать:

1. По целевому назначению: вагонные, судовые, авиационные.

2. По толщине свариваемых элементов: тонкостенные и толстостенные.

3. По материалам: стальные, алюминиевые, титановые.

4. По способу получения заголовок: листовые, сорто-профильные, сварно-литые, сварно-кованые, сварно-штампованные.

5. По конструктивной форме и особенностям эксплуатационных нагрузок: решетчатые конструкции балки, оболочки, корпусные транспортные конструкции детали машин и приборов.

Деталь – это изделие, изготовленное из однородного материала, без применения сборочных операций. Детали бывают простыми (гайка, шпонка) или сложными (коленвал, корпус редуктора). Изделия, составные части которого подлежат соединению между собой сборочными операциями (свинчиванием, сваркой, пайкой) называется сборочной единицей.

Сборочная единица, которую можно собирать отдельно от других составных частей изделия или изделия в целом, выполняющая операционную функцию в изделиях одного назначения только совместно с другими составными частями, называются узлом.

В устройстве самых разнообразных машин имеется много похожих по назначению деталей и сборочных единиц:

1. Крепежные изделия: винты, болты, шпильки, гайки и др. Их применяют для соединения деталей сравнительно небольшой толщины и имеющих места для гайки и головки винта.

2. Передачи: зубчатые, червячные, с гибкой связью и др. Их применяют для выбора оптимальной скорости движения; для регулирования, скорости движения (повышения, понижения); для преобразования вида движения вращательного в поступательное (винт – гайка) и др.

3. Валы, оси и их опоры. Их применяют для поддерживания вращающихся элементов машин – шпиков, звездочек, зубчатых и червячных передач. Нагрузки, воспринимаемые осями и валами, передаются на корпуса, рамы или станины машин через опорные устройства – подшипники.

4. Соединения: резьбовые шпилевые, шпоночные, сварные, паяльные, клеевые и др. Разъемными называют соединения, допускающие разборку и повторную сборку без разрушения работоспособности деталей (резьбовые, шпилевые, шпоночные). Неразъемными называют соединения, не допускающие разборку соединенных деталей без их повреждения (сварки, клепания, паяния)

5. Муфты. Их применяют для соединения валов и передачи вращательного момента без изменения его направления; для смягчения при работе толчков и ударов; для предохранения частей машин от воздействия перегрузок; для быстрого соединения или разъединения валов или других деталей на ходу или в неподвижном состоянии, для облегчения пуска машины.

Раздел 1. Типовые детали и сборочные единицы: разновидности, применение, способы получения.

Тема: «Детали передач, их назначение».

Для передачи энергии при вращательном движении применяют передачи, валы и муфты. Передачи вращательного движения являются механизмами предназначенными передавать энергию с одного вала на другой. Передачи делятся на: передачи зацеплением, передающие энергию посредствам взаимного зацепления зубьев (зубчатая, червячная, цепная) и передачи трением, передающие энергию посредствам силы трения, вызываемых начальными трениями ремня (ременные передачи) или прижатием одного катка к другому (фрикулонные передачи с жесткими телами качения). Вращающиеся детали передач (зубчатые колеса, шкивы, звездочки) устанавливают на валах.

Валы – это детали, предназначенные для передачи крутящего момента вдоль своей оси и для поддержания вращающихся деталей машин.

1) Валы передач (несущие детали передач – зубчатые колеса, шкивы, звездочки, муфты) (рис. 1 а).

2) Коретные валы машин (несущие кроме детали передач рабочие органы машины, двигателя – колеса или диска турбин, инструменты, зажимные патроны) (рис. 1 б).

2. По форме геометрической оси:

2) Коленчатые (рис. 1 в), их применяют при необходимости преобразования возвратно – поступательного движения во вращательное или наоборот.

Оси – это детали, предназначенные для поддержания вращающихся деталей и не передают крутящего момента.

Оси разделяют на вращающиеся (рис. 2 а) и неподвижные (рис. 2 б), требующие встройки подшипников во вращающейся детали.

Опорные части валов и осей называют цапфами или шейками.

Валы и оси имеют аналогичные формы и общую функцию – поддерживать вращающиеся детали.

Валы и оси вращаются в подшипниках.

Назначение подшипников – поддерживать вращающиеся валы и оси в пространстве, обеспечивая им возможность вращения или качения, и воспринимать действующие на них нагрузки. По виду трения подшипники разделяют на подшипники качения и скольжения.

Подшипники качения – это опоры вращающихся при касающихся деталей, использующие элементы качения (шарики или ролики) и работающие на основе трения качения.

Классификация подшипников качения

1. По направлению воспринимаемой нагрузки.

б) Радиально – упорные;

в) Упорные (осевая нагрузка (осевая и небольшая радиальная нагрузка);

г) Упорно – радиальные.

2. По форме тел качения

а) Шариковые (рис. 3)

3. По числу рядов:

Подшипники скольжения – это опоры вращающихся деталей, работающие в условиях скольжения поверхностей цапфы по поверхности подшипника.

По направлению воспринимаемых нагрузок подшипники скольжения бывают:

Радиальные и упорные.

Для работ подшипников скольжения необходима смазка.

По виду применяемой смазки подшипники скольжения бывают:

1) С жидкостной смазкой

2) Из самосмазывающихся материалов

3) С газообразными смазочными материалами. Подшипник скольжения состоит из корпуса вкладышей, поддерживающих вал, смазочных и защитных устройств.

а)

б)

в)

Рис. 3 Основные типы тел качения

Раздел 2. Соединения, их разновидности, конструктивные элементы, применение.

Тема: «Разъемные соединения. Неразъемные соединения».

Соединение – это узел, образованный соединительными деталями (заклепками, винтами и др.) и прилегающими частями соединяемых деталей (фланцами), форма которых подчинена задаче соединения.

Соединение позволяет составить (собрать) из отдельных деталей машину или агрегат – это их назначение.

По признаку разборки делятся на неразъемные – которые нельзя разобрать без разрушения или повреждения (заклепочные, сварные) и разъемные – которые позволяют повторную сборку и разборку (резьбовые, клиновые, шлицевые и др.).

1. Резьбовые соединения – это соединения, собранные с помощью крепежных деталей или резьбы, выполненной на соединяемых деталях.

Крепежные детали – винты, болты, чайки, шпильки. Болтовое соединение (рис. 1 а), винтовое соединение (рис. 1 б) и шпилечное соединение (рис. 1 в).

Основное преимущество резьбовых соединений: высокая несущая способность и надежность, простота сборки, разборки, замены, малая стоимость, возможность применения однотипных деталей в различных машинах и механизмах).

2. Шпоночные соединения – соединения с помощью шпонки, устанавливаемой в позах двух соприкасающихся деталей и препятствующей их повороту или сдвигу (рис. 2).

Шпонки могут быть разной формы: призматические, цилиндрические, клиновые, сегментные и др.

Преимущества: простота и надежность конструкции, низкая стоимость, удобство сборки и разборки.

3. Шлицевые соединения – соединения образуемые выступами – зубьями на валу, входящими во впадины – шлицы соответствующей формы в ступице.

По сравнению со шпоночными соединениями они имеют преимущества: большую нагрузочную способность (больше рабочая поверхность контакта), лучшую технологичность и точность (рис. 3).

Шлицы бывают прямобочные (рис. 4 а), эвольвентные (рис. 4 б) и треугольные (рис. 4 в).

Технология изготовления сварных конструкций

С помощью стекла и алюминия можно создавать не только эффектные экстерьеры зданий, но и формировать элегантные пространственные решения внутри помещений. Предложения компании Фирма «ГлассГрупп» предлагает реализовать под ключ различные архитектурные …

Технология изготовления рамы тележек железнодорожного подвижного состава

В рамах тележек железнодорожного подвижного состава нередко наиболее сложные элементы выполняют в виде стальной отливки с относительно тонкими стенками. Примером этому может служить рама тележки электровоза ВЛ-80 (рис. 51), состоящая …

Технология изготовления рамы клетей прокатных станов

В тяжелом машиностроении рамы клетей мощных прокатных станов собирают и сваривают из балочных заготовок в виде массивных стальных отливок. На рис. 51 показана рама вертикальной клети прокатного стана, составленная из …

Особенности технологии изготовления рамных конструкций

Рамы представляют собой объемную пространственную конструкцию, предназначенную для объединения отдельных деталей и механизмов в единый агрегат. Одно из главных требований, предъявляемых к рамам — жесткость конструкции. Поэтому входящие в состав …

Особенности технологии изготовления решетчатых конструкций — ферм

Общим для решетчатых конструкций является наличие в узлах соединений нескольких отдельных стержней того или иного сечения. Фермы, как и балки, работают на поперечный изгиб. Конструктивные формы балок проще, однако, при …

Особенности технологии изготовления сварных балок коробчатого сечения

Балки коробчатого сечения (рис. 36, а) сложнее в изготовлении, чем двутавровые, но они имеют большую жесткость на кручение и поэтому находят широкое применение в конструкциях крановых мостов. При большой длине …

Особенности технологии изготовления сварных двутавровых балок

Наиболее широкое применения имеют двутавровые балки с поясными швами, соединяющими стенку с полками. Такие балки собирают из трех листовых элементов. При сборке нужно обеспечить симметрию и взаимную перпендикулярность полок и …

Термическая обработка (отпуск) сварных конструкций

При проектировании сварных конструкций и разработке технологии их изготовления должно уделяться большое внимание способам предотвращения или устранения сварочных напряжений и деформаций, поскольку последние могут оказывать отрицательное влияние на прочность, коррозионную …

Наиболее рациональные способы уменьшения напряжений, деформаций и перемещений в сварных конструкциях

В основе известных методов уменьшения сварочных напряжений и искажений форм сварных конструкций лежат три основных способа их регулирования: 1. Уменьшение объема металла, вовлекаемого в пластическую деформацию на стадии его нагрева, …

Влияние напряжений на свойства сварных конструкций

Сварочные напряжения и деформации могут отрицательно влиять на свойства сварных конструкций. Можно выделить следующие случаи: 1. При механической обработке возникает перераспределение напряжений, что приводит к изменению формы и размеров детали. …

Основные причины возникновения напряжений и деформаций в сварных конструкциях

В процессе сварки в конструкциях возникают временные и остаточные напряжения, которые обусловлены неравномерным нагревом основного металла, усадкой расплавленного металла и структурными превращениями при охлаждении. Временные напряжения наблюдаются только в определенный …

Методы оценки влияния сварочных напряжений на работоспособность сварных конструкций

Процесс сварки оказывает сложное влияние на свариваемый металл. К наиболее важным факторам, отрицательно влияющим на работоспособность сварной конструкции, относятся собственные напряжения (временные, возникающие в процессе неравномерного нагрева сварного соединения, и …

Промышленные роботы, используемые в сварочном производстве, их технологические возможности и область применения

Традиционные методы механизации и автоматизации производства, основанные на использовании поточных и автоматических линий, а также различных специализированных установок и приспособлений, эффективно используются главным образом в условиях крупносерийного производства. В то …

Приспособления и установки для сборки и сварки

Характерны следующие виды сборочного оборудования: 1. Сборочные кондукторы, имеющие жесткое основание в виде, рамы или плиты, на которой размещены установочные и зажимные элементы (рис. 9, а). 2. Сборочные стенды, где …

Современные требования к сборочным операциям при производстве сварных конструкций

В сборочно-сварочном переделе, например, заводов тяжелого машиностроения применяют >40 различных технологических операций. При изготовлении отдельных узлов применяют до 15 операций. Операции сборочно-сварочного передела могут быть разбиты на семь групп: сборочные, …

ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

В пособии представлены учебные материалы и методические указания к практическим и самостоятельным работам, охватывающего основные вопросы технологии производства сварных конструкций, сварочных напряжений и деформаций. Учебное пособие разработано применительно к учебному …

Сварка деталей приборов

В сварных деталях приборов используют самые разнообразные материалы и их сочетания при толщине элементов от нескольких нанометров до нескольких миллиметров. Это корпуса приборов, чувствительные упругие элементы, детали радиоламп, транзисторов и …

Серийное и крупносерийное производство деталей машиностроения

Большинство деталей машиностроения можно выполнить сварными из отдельных заготовок простой формы. Применительно к индивидуальному производству деталей тяжелых машин такой подход, как правило, оправдывается. Однако для деталей, выпускаемых в условиях серийного, …

Мелкосерийное производство сварных деталей тяжелого и энергетического машиностроения

При изготовлении станин тяжелых прессов сварные соединения обычно выполняют путем полного проплавления всей толщины присоединяемого элемента (рис. 116, а). Это позволяет получать сварные соединения с минимальной концентрацией напряжений при относительно …

Изготовление сварных деталей машин и приборов

В машиностроении с помощью сварки изготовляют корпуса и станины, валы и колеса. При изготовлении их в сварном исполнении требуемую точность размеров и формы обеспечивают, как правило, механической обработкой. Изделия тяжелого …

Изготовление кузовов автомобилей

Кузова легковых и кабины грузовых автомобилей выпускают в условиях крупносерийного производства. Поэтому к требованиям минимальной массы и необходимой жесткости кузова как к конструкции транспортного типа добавляются требования высокой точности заготовок …

Способы устранения сварочных деформаций

При производстве судовых корпусных конструкций сварочные деформации часто оказываются выше допустимых. Для их исправления применяют главным образом правку местным нагревом. На стапеле правка ребристости и волнистости производится после установки и …

Технология изготовления объемных секций судов

При изготовлении секций, имеющих кривизну, например, объемной днищевой секции, сначала листы обшивки собирают с минимальными зазорами, прихватывают друг к другу и крепят к лекалам постели. Затем выполняют сварку стыков на …

Технология изготовления секций судов с прогибом

Для сборки секций с прогибом используют постели, образуемые набором лекал, закрепленных на жестком основании и воспроизводящих 113 обводы изготовляемой секции (рис. 97). Рабочая кромка лекал для облегчения обработки имеет вид …

Технология изготовления плоскостных секций судов

Различают секции плоскостные, с прогибью и объемные. В производстве корпусов судов значительный объем работ составляет изготовление полотнищ и плоских секций, причем их число, размеры и масса возрастают по мере увеличения …

Изготовление корпусов судов

Метод постройки корпусов судов. Сложность (рис. 79) очертания корпуса корабля заставляет уделять большое внимание точности и производительности заготовительных операций. В основе существующих методов постройки судов лежит предварительное изготовление частей корпуса …

Технология изготовление магистральных грузовых полувагонов

В отличие от пассажирских вагонов магистральные грузовые полувагоны (рис. 78) изготавливают в условиях крупносерийного производства. Для него характерно использование линий с комплексной механизацией и автоматизацией процессов и применением прогрессивных методов …

Технология изготовление кузовов пассажирских вагонов

вагонных конструкций 94 При изготовлении кузовов пассажирских вагонов (рис. 77) преимущественно используют шовную и точечную контактную сварку. Общей сборке предшествуют сборка и сварка крупногабаритных узлов: крыши, боковых стен, настила пола, …

Технология изготовления корпусных транспортных конструкций

К таким конструкциям относят кузова цельнометаллических вагонов и автомобилей и корпуса судов. Общим для них является использование плоских или изогнутых листовых элементов и полотнищ с последующим объединением их в жесткую …

Сварка стыков труб и трубопроводов

При строительстве магистральных трубопроводов приходится собирать и сваривать множество стыков труб большого диаметра. Укладка трубопроводов может быть либо непрерывной, либо секционной. В первом случае производят последовательное наращивание, причем все стыки …

Технология изготовления сварных труб с использованием непрерывных процессов

При изготовлении сварных труб малых и средних диаметров используют непрерывные процессы. Из рулона лента разматывается, наращивается, формуется и, проходя сварочный узел, сваривается тем или иным способом. Наиболее часто применяются сварка …

Технология изготовления сварных труб со спиральным швом

Процесс изготовления спиральношовных труб большого диаметра 530. 1420 мм на станах Волжского трубного завода является более Сборка и сварка рулонной стали спиральным швом позволяют получить любой диаметр трубы независимо от ширины …

Технология изготовления сварных труб с двумя продольными швами

Трубы с двумя продольными швами собирают из двух предварительно отформованных корыт, подаваемых укладчиком па две параллельные нитки входных рольгангов сборочного устройства. Кромки заготовок выравнивающим приспособлением устанавливаются в одной горизонтальной плоскости, …

Технология изготовления сварных труб с одним продольным швом

Челябинский трубопрокатный завод выпускает прямошовные трубы длиной 12 м и диаметром до 1220 мм. Сварку выполняют с двух сторон, причем наружный шов укладывают первым на стане проходного типа. Перед станом …

Технология изготовления сварных труб и трубопроводов

На изготовление труб расходуют около 10 % всего мирового производства стали, причем доля выпуска сварных труб составляет более половины всего их производства и продолжает возрастать. Трубы большого диаметра (более 500 …

Технологичность изготовления сварных конструкций

Оптимальными являются конструктивные формы, которые отвечают служебному назначению изделия, обеспечивают надежную работу в пределах заданного ресурса, позволяют изготовить изделие при минимальных затратах материалов, труда и времени — эти признаки определяют понятие технологичности конструкции. Кроме того, необходимо, чтобы конструкция отвечала требованиям технической эстетики, которые должны соблюдаться на всех стадиях проектирования и изготовления конструкций.

Технологичность конструкции — выбор такого ее конструктивного оформления, которое обеспечивает удобство и простоту изготовления сварного изделия любыми видами сварки и при различных режимах.

Технологичность конструкции обеспечивается выбором металла, формы свариваемых элементов и типов соединений, видов (способов) сварки и мероприятий по уменьшению сварочных деформаций и напряжений.

Технологичность конкретной конструкции оценивают качественно и количественно. Качественная оценка характеризует технологичность обобщенно на основании опыта исполнителя. Она предшествует количественной оценке и выражается численным показателем, характеризующим степень удовлетворения требованиям технологичности конструкции. Необходимость количественной оценки, номенклатура показателей и методика их определения устанавливаются отраслевыми стандартами и стандартами предприятий.

Для оценки технологичности используют специальные критерии.

Трудоемкость изготовления конструкции. Уровень технологичности по трудоемкости К_Т определяют по соотношению

где Т_П — трудоемкость по проектному варианту, нормо-ч; Г_б — трудоемкость по базовому варианту, нормо-ч.

Эффективность использования материалов. Оценку эффективности использования материалов можно выполнять по следующим показателям:

• удельная материалоемкость конструкции:

где М_и — масса конструкции, т, N — показатель работоспособности (программа выпуска, мощность и т. п.);

• коэффициент использования материалов:

где М₃ — масса материалов деталей и заготовок, т;

• коэффициент применяемости материалов:

где М_м — масса материала данного вида в сварной конструкции, т;

• относительный а_н м или удельный К_у н м расход наплавленного металла:

где М_{н м} — масса наплавленного металла в проектном и базовом вариантах сварной конструкции, т.

Технический уровень сварочного производства. Технический уровень сварочного производства определяется использованием прогрессивных механизированных технологических процессов.

Технический уровень производства можно оценивать по следующим показателям:

• уровень механизации сварочных работ, %:

где Т_м — трудоемкость работ, выполняемых механизированными способами сварки, нормо-ч; П — коэффициент производительности труда при данном способе сварки; Т_р — трудоемкость работ, выполняемых ручными способами сварки, нормо-ч.

Различные способы сварки характеризуются следующими значениями коэффициента П производительности труда: ручная дуговая — 1; механизированная дуговая — 1,5; автоматическая дуговая — 2; электрошлаковая — 4; контактная — 6;

• уровень комплексной механизации работ при изготовлении сварной конструкции:

где — уровень механизации по /-му виду работ, %; d_t — доля /-го вида работ в общем объеме, %.

Величину У_: определяют с учетом доли ручного труда, %.

Для основных технологических операций доля ручного труда характеризуется следующими значениями, %:

• • для ручной дуговой сварки и резки — 100;
• • механизированной дуговой сварки — 62;
• • автоматической дуговой сварки и резки — 8. 12;
• • контактной сварки — 44.

При выборе материала для сварочных заготовок необходимо учитывать не только его эксплуатационные свойства, но и свариваемость или возможность применения технологических мероприятий, обеспечивающих хорошую свариваемость.

Обычно стремятся выполнять сварные соединения так, чтобы они были равнопрочны основному материалу заготовки. В этом случае следует выбирать хорошо свариваемые материалы: низколегированные стали и сплавы, а также сплавы цветных металлов, применение которых не ограничивается какими-либо требованиями к виду и режиму сварки.

В случае необходимости применения материалов с пониженной свариваемостью следует предусматривать комплекс технологических мероприятий для сведения к минимуму неблагоприятных изменений свойств металла сварного соединения. Следует применять виды и режимы сварки, обеспечивающие минимальное термическое воздействие на металл, предусматривать операции, снижающие влияние сварки на соединение (предварительный подогрев, искусственное охлаждение, термообработку после сварки и т. п.).

Прочность зоны сварного соединения может быть повышена последующей прокаткой или проковкой этой зоны.

Выбор технологических мероприятий зависит от габаритных размеров и конструктивного оформления свариваемых заготовок.

В процессе изготовления сложных крупногабаритных конструкций при наличии криволинейных сварных швов, выполняемых в различных пространственных положениях, необходимо применять только хорошо свариваемые материалы с использованием универсальных видов сварки, например ручной дуговой сварки покрытыми электродами или механизированной в защитных газах с широким диапазоном варьирования параметров режима сварки. В этом случае не требуется предварительного подогрева изделия и послесварочной термообработки.

При изготовлении простых малогабаритных конструкций и узлов возможно применение металла с пониженной свариваемостью с использованием наилучших (с точки зрения свариваемости) видов сварки, например электронно-лучевой или диффузионной в вакууме. При этом легко выполнить все необходимые технологические мероприятия, включая предварительный подогрев изделия и послесварочную термическую или механическую обработку.

Тип сварного соединения определяют взаимным расположением свариваемых элементов и формой подготовки (разделкой) кромок под сварку. Кромки разделывают в целях выполнения полного провара заготовок по всему сечению для обеспечения условия равнопрочности соединения основному материалу. Форму и размеры элементов разделки (угол, притупление, зазоры) назначают из условия качественного формирования корня шва (без непроваров и прожогов) и минимального объема наплавленного материала. Выбор типа разделки кромок зависит от толщины материала, его теплофизических свойств и вида сварки.

Наиболее прогрессивный способ проектирования — одновременная разработка конструкций и технологии их производства. В этом случае основным документом для изготовления изделия служит единая конструкторско-технологическая документация, выполняемая в соответствии с нормативными документами. При этом разрабатываемые или применяемые технологические процессы должны соответствовать принципам сертификации и стандартизации, определяемым государственными (ГОСТами) и отраслевыми (ОСТами) стандартами.

Оптимальными являются конструктивные формы, которые отвечают служебному назначению изделия, обеспечивают надежную работу в пределах заданного ресурса, позволяют изготовить изделие при минимальных затратах материалов, труда и времени. Эти признаки определяют понятие технологичности конструкции.

Кроме того, необходимо, чтобы конструкция отвечала требованиям технической эстетики. Эти требования должны соблюдаться на всех стадиях проектирования и изготовления конструкций. При проектировании сварных изделий необходимо учитывать требования к технологичности их изготовления.

Сварные конструкции изготавливают из проката (листов, труб, гнутых, прокатных или штампованных профилей), а также из литых, кованых и штампованных элементов. При конструировании размеры и форму свариваемых элементов с точки зрения их технологичности следует выбирать исходя из возможности применения высокопроизводительных способов сварки, а также выполнения сварки в нижнем положении. Кроме того, следует стремиться обеспечивать свободный доступ к лицевой и корневой частям шва, сводить к минимуму длину сварных швов и массу основного и наплавленного металлов, а также иметь возможность проведения при необходимости предварительного подогрева и послесварочной термической или механической обработки и т. п.

Указанным рекомендациям соответствуют элементы простой формы: прямолинейные, цилиндрические, конические и полусферические с длинными прямыми и замкнутыми кольцевыми стыковыми и тавровыми соединениями. При выборе сортамента материалов для изготовления свариваемых элементов предпочтительнее прокатные, гнутые или штампованные профили и оболочки, тонкие листы, тонкостенные трубы и их сочетания. Последовательность выполнения основных сборочно-сварочных операций определяется выбором варианта разбиения конструкции на технологические узлы, подузлы и отдельные элементы (детали).

Оптимальность схемы разбиения определяется следующими соображениями.

• 1. На монтажной площадке условия труда, возможности применения высокопроизводительной оснастки и средств контроля качества менее благоприятны, чем на заводе. Поэтому изделия большого габарита целесообразно расчленять на такие транспортабельные узлы, которые позволят свести к минимуму работы на монтаже.
• 2. С позиции доступности сварных соединений, удобства их выполнения и последующего послеоперационного контроля сборочно-сварочные работы целесообразно выполнять путем последовательного укрупнения отдельных элементов в подузлы и узлы с последующей сборкой всего изделия. Такое чередование сборочных и сварочных операций облегчает использование высокопроизводительной сварочной оснастки, но при малой жесткости отдельных узлов может приводить к росту деформаций от сварки.
• 3. Для оценки ожидаемых сварочных деформаций и выбора рациональной последовательности сборочно-сварочных операций следует пользоваться расчетными методами.
• 4. Требуемую точность размеров и формы сварного изделия следует обеспечивать рациональным построением технологического процесса, применением правочных работ на стадии заготовки элементов, сборки и сварки отдельных узлов. Правка готового изделия является, как правило, крайне трудоемкой.
• 5. Термообработка всей конструкции может существенно усложнить процесс изготовления, особенно в условиях серийного и массового производств. Поэтому в случае необходимости улучшения механических свойств, снятия остаточных напряжений или стабилизации размеров в какой-либо зоне конструкции выгодно выбрать такую последовательность сборки и сварки, которая позволяет производить местную или предварительную термообработку отдельных подузлов и деталей.

Выбор вида (способа) сварки осуществляют исходя из формы и размеров соединяемых элементов, расположения швов в соединении, физико-химических свойств применяемых материалов, а также возможности механизации и автоматизации процесса сварки.

При проектировании сварных конструкций необходимо предусматривать конструктивные и технологические мероприятия по устранению или уменьшению сварочных напряжений и деформаций, возникающих вследствие локальных пластических деформаций отдельных зон сварного соединения из-за неравномерного разогрева при сварке. Для предупреждения возникновения высоких сварочных напряжений не следует допускать скопления сварных швов и их пересечений друг с другом, а также применять способы сварки, обеспечивающие минимальный нагрев свариваемых элементов. Для снятия напряжений следует применять высокий отпуск или проковку сварных швов.

Иногда полностью устранить сварочные деформации на этапах конструирования и изготовления сварного узла не удается, в этом случае предусматривают возможность правки готовых сварных изделий.