Тема: Выполнение сборки и сварки сложных узлов, конструкций и трубопроводов из легированных сталей, цветных металлов и сплавов

Монтаж трубопроводов из легированных сталей в основном включает те же технологические операции, что и монтаж трубопроводов из углеродистой стали, но имеет некоторые особенности. Из легированных сталей, как правило, изготовляют трубопроводы, к которым предъявляют повышенные требования в отношении плотности, прочности, коррозийной стойкости. Поэтому технологические операции по сборке, сварке и монтажу легированных трубопроводов выполняют рабочие высокой квалификации.

Элементы и узлы трубопроводов из легированных труб изготовляют централизованно в трубозаготовительных цехах и мастерских. Готовые узлы, элементы, детали и арматуру транспортируют уложенными на деревянные настилы отдельно от углеродистых труб. При приемке на монтаж их осматривают, тщательно проверяют соответствие маркировки и сертификатов проекту и техническим условиям. Осмотру и проверке подвергаются все детали трубопроводов из легированной стали.

На монтажной площадке укрупнительную сборку элементов и узлов в блоки выполняют на специальных стеллажах. При использовании стальных канатов для строповки легированных труб и деталей при разгрузке и подъемах в местах соприкосновения троса с трубами подкладывают деревянные подкладки или брезентовое полотно, чтобы предохранить трубы от механических повреждений.

Трубопроводы из легированных сталей укладывают на обычных опорах, подвесках и опорных конструкциях. Однако во избежание образования очагов коррозии трубы изолируют от непосредственного соприкосновения с деталями и конструкциями из углеродистой стали. Для этого опоры окрашивают масляной краской или между опорами и трубопроводами устанавливают пластинки из листового асбеста и легированных сталей.

Трубы из теплоустойчивых высоколегированных сталей изолируют от опор прокладками из листового асбеста.

К легированным трубам запрещается приварка стяжных планок, скоб и ушек для сборки стыков.

Соединения трубопроводов из легированных сталей могут быть сварные и на фланцах.

Фланцевые соединения труб из легированной, особенно нержавеющей стали, рекомендуется производить на свободных фланцах с отбортованными патрубками или приварными кольцами.

Цветными металлами и сплавами, используемыми при изготовлении сварных конструкций или их элементов, являются медные сплавы (бронзы и латуни), алюминиевые, титановые, никелевые и магниевые сплавы.

Сварка медных сплавов. Вследствие высокой теплопроводности меди, для ее сварки необходимы мощные источники теплоты с высокой степенью концентрации тепловой энергии, иногда используют предварительный и сопутствующий подогревы.

Высокий коэффициент линейного расширения меди (в 1,5 раза больше, чем у стали) вызывает необходимость применения дополнительных мер против коробления конструкций.

При сварке конструкций из меди и медных сплавов применяют ручную дуговую сварку, сварку под флюсом, в защитных газах и электрошлаковую.

Ручную сварку меди угольным или графитовым электродами целесообразно применять при изготовлении конструкций из листовой меди небольшой толщины (1-10 мм). Ручную сварку покрытыми электродами применяют при сварке листов толщиной свыше 2 мм.

Автоматическую сварку меди под флюсом плавящимся электродом следует производить под флюсами, не содержащими закиси марганца (плавлеными или керамическими).

Дуговая сварка в аргоне рекомендуется при толщине меди до 3 мм для соединений, требующих высокой пластичности шва при нормальных и низких температурах.

Иногда сварку ведут в азоте, поскольку азот по отношению к меди является инертным газом и защищает расплавленную медь от вредного воздействия кислорода и паров воды, находящихся в воздухе.

Для сварки бронз применяют ручную дуговую сварку, автоматическую сварку под флюсом и аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом.

Ручную дуговую сварку бронз выполняют литыми сварочными прутками или электродами того же состава, что и основной металл. Металлическим электродом сваривают все типы бронз. Алюминиевые бронзы сваривают автоматической сваркой под флюсом. Для сварки кремнистых бронз желательно применять аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом с присадкой того же состава, что и основной металл.

Основной трудностью при сварке латуни является то, что в процессе сварки цинк значительно испаряется и сгорает, в результате чего происходит снижение содержания цинка в металле шва, ухудшается качество шва, появляются поры, снижается пластичность. Сварку латуни небольшой толщины (1-10 мм) ведут графитовым электродом с погружением конца электрода в расплавленный металл. При таком методе сварки снижаются угар и испарение цинка.

Ручную дуговую сварку покрытыми электродами применяют главным образом при заварке дефектов литья. Можно выполнять автоматическую сварку латуни металлическим электродом под флюсом.

Сварка алюминиевых и магниевых сплавов. Наличие оксидной пленки на поверхности алюминия препятствует сплавлению свариваемых кромок между собой, а также основного и присадочного металлов. Для предотвращения попадания оксидной пленки в сварной шов необходимо перед сваркой удалять оксидную пленку химическими растворителями с поверхности основного и присадочного металлов.

Вследствие высокой теплопроводности и теплоемкости металла следует использовать для сварки алюминиево-магниевых сплавов мощные источники теплоты с высокой степенью концентрации тепловой энергии. Высокий коэффициент линейного расширения сплавов способствует короблению изделий при нагреве. Сварку конструкций из алюминиево-магниевых сплавов нужно вести в жестких зажимных приспособлениях - кондукторах.

Сварку конструкций выполняют покрытыми электродами, по слою флюса, в защитных газах неплавящимся или плавящимся электродами, а также можно применять электрошлаковую сварку. Сварку покрытыми электродами выполняют при толщине металла менее 4 мм. При сварке неплавящимся электродом уровень качества сварного соединения выше, чем при сварке плавящимся электродом, но при этом производительность процесса сварки ниже.

Сварка титановых сплавов. Вследствие малой теплопроводности титановых сплавов на образование сварного соединения требуется меньшее количество теплоты, чем при сварке малоуглеродистой стали. Параметры режима сварки титановых сплавов близки к параметрам режима сварки аустенитных сталей. Титановые сплавы немагнитны, поэтому нет опасности магнитного дутья, но в то же время для сварки нельзя применять магнитные стенды. В расплавленном состоянии титановые сплавы имеют высокую жидкотекучесть и обладают высоким коэффициентом поверхностного натяжения, поэтому сварные соединения склонны к прожогам. К сборке стыков из титановых сплавов предъявляют более жесткие требования, чем при сварке других конструкционных материалов.

В связи с высокой химической активностью титана при повышенных температурах и особенно в расплавленном состоянии основной трудностью при сварке плавлением является обеспечение надежной защиты от атмосферы не только сварочной ванны и корня шва, но и остывающих участков сварного соединения, нагретых до температуры свыше 350 °С. Сварные конструкции обычно изготавливают дуговой сваркой в защитных инертных газах.

В зависимости от конфигурации и размеров свариваемых узлов применяют три типа защиты зоны сварки инертным газом:

общую защиту в камере с контролируемой атмосферой;
защиту только сварного соединения с использованием местных камер;
струйную защиту зоны сварки, осуществляемую непрерывным обдуванием сварочной ванны и остывающих участков сварного соединения перемещением сварочной горелки.

Камеры с контролируемой атмосферой обеспечивают наиболее надежную защиту сварного соединения. Применение таких камер особенно целесообразно в серийном производстве в том случае, когда конструкция имеет сложную конфигурацию, а швы располагаются в труднодоступных местах. Сварку в камерах выполняют вручную и в автоматическом режиме, при этом сварщик может находиться как вне камеры, так и в ней в специальном скафандре. Камеры с размещенными в них деталями, подлежащими сварке, сначала вакуумиру- ют, а затем заполняют инертным газом.

Местные защитные камеры используют с предварительным вакуумированием или без него. В последнем случае вытеснение воздуха обеспечивается продувкой такой камеры 5-10-кратным объемом инертного газа. Разновидностью местных защитных камер являются накидные малогабаритные камеры. Такие камеры предназначены, главным образом, для автоматической сварки неповоротных стыков трубчатых конструкций.

Наибольшее распространение имеет сварка неплавящимся электродом на воздухе. Для обеспечения надежной защиты зоны сварки разработаны специальные горелки с соплами с удлиненной насадкой, подкладки и другие приспособления. Аргонодуговую сварку выполняют на постоянном токе прямой полярности.

Для сварки титановых сплавов малой толщины (менее 1,5-2 мм) находит применение импульсно-дуговая сварка неплавящимся электродом. При этом снижается перегрев металла, уменьшаются сварочные деформации и несколько повышается пластичность швов. Для сварки титановых сплавов толщиной более 3 мм можно применять сварку под слоем флюса. Сварку ведут на остающейся металлической подкладке, на медной технологической подкладке или на флюсовой подушке. Высокое качество сварки титана и его сплавов обеспечивает применение электронно-лучевой сварки и дуговой сварки в вакууме.

Домашнее задание;

Дайте ответы на тестовые задания:

1. Часть конструкции, представляющая собой соединение двух или нескольких деталей при помощи сварки:

1)инжектор; 3) манипулятор;

2)осциллятор; 4)сварной узел.

2. Метод сборки, предусматривающий сборку и сварку отдельных узлов, из которых состоит конструкция, а затем сборку и сварку всей конструкции:

1)метод узловой сборки;

2)метод общей сборки;

3)метод рациональной сборки;

4)метод сборки под заказ.

3. Метод сборки, при котором вначале собирают всю конструкцию, а затем ее сваривают:

1)метод узловой сборки;