Сборка и сварка конструкции

Процесс изготовления ёмкости разделяется на следующие стадии:

– заготовка листов для цилиндрической части ёмкости и днищ;

– сборка и сварка листов; вальцовка, сборка и сварка цилиндрической части;

– изготовление днищ;

– общая сборка и сварка ёмкости; контрольные испытания.

Сборка и сварка листов цилиндрической части ёмкости производятся на стенде.

Заготовленные листы раскладывают на плите стенда, совмещают их стыки, устанавливают и прихватывают к стыкам листов технологические планки для вывода сварного шва и прижимают листы к плите.

Рисунок 2. Стенд для автоматической сварки цилиндрических частей

Одновременно снизу прижимается к свариваемым листам флюсовая подушка. Продольные швы выполняют автоматическими сварочными головками АБС, смонтированными на устройствах портального типа.
Сваренное полотно при помощи кантователя поворачивают на 180°, после чего его транспортируют на второй стенд для наложения швов с обратной стороны. Этот стенд в отличие от первого не имеет флюсовых подушек. Одновременно со сваркой полотна собирают и сваривают контрольную пластину на тех же режимах и теми же сварочными материалами.

По окончании сварки готовое полотно по рольгангу передают на вальцовку в трех – или четырехвалковых гибочных машинах для придания ему формы цилиндра.

Затем обечайку мостовым краном транспортируют на специальный стенд для сварки замыкающего стыка цилиндра, который укладывают на опорные ролики 4, а замыкающий стык – на балку 5 с магнитными прижимами и флюсовой подушкой.

 

Рисунок 3. Схемы стендов сварки ёмкости при наложении стыковых продольных и кольцевых швов

Сварка осуществляется сварочным устройством с-18М, которое перемещается по направляющим внутри обечайки 2.

По окончании наложения внутренних швов обечайку на опорных роликах поворачивают замыкающим стыком вверх и выполняют сварку с наружной стороны автоматической головкой 1, смонтированной на портальном устройстве.

Режимы сварки при наложении наружных и внутренних швов такие же, как при сварке полотна.

Металлургическая промышленность поставляет листовой прокат ограниченной длины, поэтому цилиндрическую часть ёмкости сваривают встык из двух обечаек. С обеих сторон кольцевого шва располагают шпангоуты для увеличения жесткости ёмкости.

Затем в цилиндрической части ёмкости вырезают отверстия под горловину колпака (крышку) и сливной прибор, срезают технологические планки и зачищают торцы.

Днища ёмкости штампуют на прессе в холодном и горячем состоянии с помощью вытяжных штампов. Применяются вертикальные прессы усилием 30 000–50 000 кН.

Этот способ высокопроизводителен, но связан с использованием дорогостоящих прессов и штампов, поэтому может быть рекомендован для крупносерийного или массового производства.

Взрывная штамповка производится в холодном состоянии в специальных установках с использованием бризантных взрывчатых веществ с применением штамповочных матриц.

Способом взрывной штамповки целесообразно изготовлять днища из материала с высоким пределом прочности и малой пластичностью (нержавеющие хромистые стали, титановые сплавы).

Этот способ обеспечивает высокую точность и хорошее качество поверхности изготовленного днища. Затраты на оснастку небольшие, так как матрицы можно изготовлять из легких сплавов, железобетона с эпоксидной облицовкой, текстолита и дерева.

Изготовление днищ давлением вхолодную выполняется на горизонтальных и вертикальных давильных станках, а обкаткой – на обкатных машинах с применением подвижной матрицы и бортовочных валков.

Обкатка и обработка давлением значительно проще, чем штамповка на прессе и взрывом. Оборудование легко наладить на различные размеры, но процессы эти малопроизводительны и для осуществления их требуются высококвалифицированные рабочие.

Поэтому такие способы можно рекомендовать только для мелкосерийного и серийного производств. Общую сборку обечайки с днищами выполняют на механизированном стенде, где обеспечиваются быстрое совмещение и прижатие стыкуемых поверхностей.

Оба днища прихватывают к обечайке и затем сваривают внутренние стыковые швы 3 одновременно. Флюсовая подушка 6 размещается на непрерывной ленте 7.

Наружные швы сваривают автоматическими головками АБС. При сварке ёмкости вращается на опорах стенда.

По окончании сварки стыки проверяют, контролируют соответствие размеров сварных швов установленным требованиям.
Качество швов проверяют рентгеновскими или гамма-лучами. Более распространен радиографический контроль.

Суммарная длина просвечиваемых участков по соответствующей схеме просвечивания должна составлять 15% общей длины швов.

Сварной шов контрольной пластины просвечивается на всем протяжении.

Если обнаруживаются при этом недопустимые дефекты, то подвергают просвечиванию все сварные швы, выполненные данным сварщиком и контролируемые пластиной.

Дефектные участки выплавляют, заваривают и повторно просвечивают.

Затем ёмкость передают на позиции сборки и приварки горловины, опорных листов, кронштейнов, сливных приборов и др.

Завершается процесс, изготовления ёмкости гидравлическим испытанием на специальном стенде под давлением с выдержкой в течение 30 мин.

Сварные швы при этом осматривают и обстукивают молотком. Зону верхних швов ёмкости проверяют обмыливанием швов, учитывая возможность образования там воздушной подушки возможность.

2.3. Дефекты, образующиеся при сварке, и их устранение

Каждый производственный процесс предполагает определенные отклонения от требований технический норм. Если такие отклонения выходят за пределы установленных допусков для конкретного изделия – это брак, дефект, который должен быть устранен. Если устранение дефекта невозможно, изделие не может быть принято к эксплуатации. В сварочном производстве изделием является правильно сваренное изделие, узел, конструкция. В изделиях, выполненных сваркой, дефекты различаются по месту их расположения и по причинам возникновения. Рассмотрим их. Причины возникновения дефектов – это те, возникновение которых связано с неправильной подготовкой и сборкой элементов, нарушением режима сварки, неисправностью оборудования, небрежностью и низкой квалификацией сварщика и другими нарушениями технологического процесса. К дефектам этой группы относятся:

• несоответствие швов расчетным размерам
• непровары
• подрезы
• прожоги
• наплывы
• незаваренные кратеры.

Дефекты по причинам их возникновения связаны с явлениями, происходящими в процессе кристаллизации и формирования самой сварочной ванны и окончательного формирования шва. Это и трещины в самом шве и в околошовной зоне, шлаковые включения, поры.

Дефекты по месту их расположения – это трещины и поры, выходящие на поверхность металла, непровары, прожоги, подрезы, наплывы – все они относятся к наружным дефектам и могут быть обнаружены внешним осмотром (см. рис. 6.). К внутренним дефектам относятся те же трещины, непровары, включения и поры, но находящиеся внутри шва и не выходящие на поверхность. Их обнаруживают только методами неразрушающего контроля.

Рисунок 5. Внутренние (А) и наружные (Б) дефекты сварных швов.

1 – непровар; 2 – трещины; 3 – несплавления; 4 – шлак; 5 – поры; 6 – непровар; 7 – подрезы; 8 – трещины; 9 – поры; 10 – наплыв; II – шов неравномерной формы; 12 – прожог; 13 – кратер

Следующая разновидность дефекта – неравномерность шва. Появляется дефект по причине неустойчивого режима сварки, неточного направления электрода. Если это автоматизированная сварка, то причины в колебании напряжения в сети, проскальзывание проволоки в подающих роликах, протекание жидкого металла в зазоры, неправильный угол наклона электрода

3. Организационная часть