Файл: Рубинчик, Ю. Л. Механизированная сварка корпусных конструкций из алюминиевых сплавов.pdf

вертикальную сварку мест пересечений продольного и поперечного наборов, затем приварку ребер жесткости к полотнищу. Приварку набора полуавтоматом выполняют ячейковым способом два или четыре сварщика одновременно. Обычно сварку начинают от се­ редины секции в нос и корму. Если сварку ведет один сварщик, то набор приваривается симметричными участками от середины секции в нос и корму. Схема сварки набора секций представлена на рис. 39.

I

L

Рис. 39. Схема сварки набора секции.

---- — ►— направление сварки; I , 2, 3, . . . — очередность сварки. А , Б , В , Г — сварщики.

Предварительно сваренные фундаменты приваривают, как пра­ вило, сплошными швами, часто с полным проваром. В этом слу­ чае производят разделку кромок таврового соединения. Вначале приваривают швы со стороны разделки кромок, подрубают корень шва и сваривают шов с противоположной стороны. В начале шва скорость сварки должна быть меньшей, чем при установленном режиме, чтобы создать необходимый провар. Для обеспечения устойчивого процесса сварки большое значение имеет постоянство скорости подачи электродной проволоки, поэтому перед сваркой необходимо уделять внимание качеству намотки проволоки в кас­ сеты, а также качеству подготовки полуавтоматов к сварке, в частности, подготовке подающих шлангов.

80

При сварке горизонтальных и потолочных швов тавровых сое­ динений техника сварки та же, что и при сварке швов в нижнем положении, но сила .тока несколько меньше, и проволока должна направляться точно в угол таврового соединения.

Сварку сплошными швами необходимо вести равномерно с по­ стоянной скоростью для того, чтобы сплошные швы имели одина­

килевые листы, стрингеры, фундаментные балки и другие соеди­ нения. На рис. 40 изображены вогнутые швы тавровых соедине­ ний с полным и частичным проплавлением.

При сварке сплошных швов или обварке швами по периметру узлов сварные швы необходимо выполнять без перерывов и обра­ зования кратеров, являющихся концентраторами напряжений. При случайных перерывах в работе или обрыве дуги для дальнейшего выполнения сварки необходимо возбудить дугу на ранее заварен­ ном шве, заварить кратер, образовавшийся при обрыве, и продол­ жать сварку. При сварке сплошных швов полуавтоматами в не­ сколько проходов или по прихваткам необходимо стремиться к полному расплавлению ранее наложенного шва и прихваток.

Приварку тавровых соединений прерывистыми швами выпол­ няют в конструкциях, которые не испытывают циклических нагру­ зок и где не требуется непроницаемость. Прерывистые швы бы­ вают чаще всего шахматные, реже цепные.

В последнее время применяют комбинированные швы, у кото­ рых одна сторона сплошная, другая — прерывистая (для обес­ печения устойчивости связей). Особенность техники сварки пре­ рывистых швов заключается в том, что выполнять их необходимо

81

точно по разметке и заплавлять кратеры каждого участка шва.

При сварке неответственных конструкций толщиной 2—6 мм могут применяться точечные швы, выполняемые полуавтоматами плавящимся электродом. Сварку точечных швов применяют при изготовлении тавровых, угловых и нахлесточных соединений вы­ городок, платформ и других конструкций, которые должны иметь хороший внешний вид и не испытывать силовых нагрузок при эксплуатации. Точечные швы могут быть односторонними или рас­ положенными в шахматном порядке при двусторонней сварке. Проведенные опыты показали, что прочность одной точки при

ксборке под сварку точками такие же, как и при приварке набора

кнастилам секций сплошными швами, только зазоры при уста­ новке набора допускаются не более 0,3—0,5 мм для избежания прожогов. Прихватка подготовленных под сварку конструкций про­ изводится точками на тех же режимах, что и сварка основных то­ чек. Сваренные точки во время прихватки остаются в конструкции, поэтому их выполняют по разметке так, чтобы попадать в шаг ос­ новной сварки. Перед выполнением прихватки и сварки реечным шаблоном производят разметку установки точек.

При сварке точечных швов полуавтоматом сварочная прово­ лока направляется по биссектрисе угла таврового соединения, образует сварочную дугу и расплавляет свариваемый металл, соз­ давая сварочную точку. Сварочная точка имеет форму круга или круга с небольшим эллипсом, расположенного относительно вер­ шины угла соединения. Каждую сварочную точку выполняют без перемещения держателя полуавтомата вдоль соединения. Для сварки последующих точек держатель полуавтомата быстрыми рывками перемещают от точки к точке свариваемого изделия без выключения сварочного тока, подачи аргона и сварочной прово­

локи. Время перехода от одной точки к другой составляет —0,5 с. Сварку точками выполняют «углом вперед», равным 70—75°, как и при обычной полуавтоматической сварке. Сваренные точки имеют круглую или несколько эллиптическую форму, их диаметр

82

в центре точки может образоваться след в виде лунки. Такая лунка допускается, если глубина ее не более 1 мм, а диаметр не более 2 мм. Дефектные точки, имеющие свищи или трещины, должны вырубаться и затем завариваться вновь. Режимы полуав­

П р и м е ч а н и е . Расход аргона на 1 пог. м сварки составляет 12—15 л/мин.

Чтобы проверить качество соединений, сваренных точками, изготовляют тавровые и крестообразные образцы для испытаний на срез и отрыв. При этом прочность одной точки должна быть не менее 250 кгс/мм на отрыв и 450 кгс/мм на срез. При правиль­ ной технологии точечной сварки разрушение точек обычно проис­ ходит по «опасному» сечению точки F (см. рис. 41).

§ 2

СБОРКА И ПРИВАРКА НАБОРА К ПОЛОТНИЩАМ НА КОНТАКТНЫХ ТОЧЕЧНЫХ МАШИНАХ

До последнего времени в судостроении контактную сварку корпусных конструкций из сплавов АМг применяли довольно редко. Недостаток исследований по надежности сварных соедине­ ний, выполненных контактной сваркой, отсутствие сравнительных данных по прочности соединений, сваренных точечной и аргоно­ дуговой сваркой и клепаными соединениями, малое количество современного оборудования на заводах сдерживало внедрение и применение контактной сварки.

Контактная сварка является одним из высокопроизводитель­ ных способов механизированной сварки, она делает возможным минимальный ввод тепла в изделие, экономит ряд дорогостоящих сварочных материалов (вольфрам, аргон и т. д.), обеспечивает высокую культуру производства. Особенно эффективна контакт­ ная сварка при приварке набора к полотнищам конструкций тол­ щиной 6 = 1-^5 мм, требующих хорошего внешнего вида. В настоя­

83

щее время отраслевая нормаль ОН 9-329—69 предусматривает де­ ление сварных соединений, выполненных контактной точечной сваркой, на категории. Категорию в зависимости от условий ра­ боты конструкции определяет проектант.

Ранее в судостроении при изготовлении надстроек, платформ, палуб, главных переборок и других корпусных конструкций, при приварке набора к полотнищам секций применялась только арго­ нодуговая сварка. Внедрению контактной сварки корпусных кон­ струкций предшествовал комплекс исследований и подготовитель­ ных работ, связанных с изучением механических свойств сварных соединений, отработкой технологии сварки, изготовлением ос­ настки, получением специальных профилей набора и приобрете­ нием необходимого оборудования.

В 1965— 1966 гг. была проведена работа по внедрению кон­ тактной сварки при изготовлении корпусных конструкций из спла­ вов АМг61 и АМг5В. На контактную сварку перевели приварку набора переборок, платформ, палуб, надстроек и других конструк­ ций с использованием машин типов МТПТ-600 и МТПУ-300.

При внедрении контактной сварки были исследованы механи­ ческие свойства сварных соединений различных сочетаний тол­ щин сплавов АМг5В, АМг61, отработаны режимы и технология сварки крупногабаритных секций, изготовлена оснастка для сварки указанных конструкций. Проведенная совместно с проектантами работа по составлению номенклатуры сварки, а также разбивка секций на отдельные подсекции дала возможность изготовлять конструкции с помощью контактной сварки (контактные машины при длине хобота 1,5 м и с учетом перестановки секции могут сваривать секции шириной только до 3 м).

Составление и утверждение проектантами нормалей на из­ готовление технологичных углобульбовых профилей с полкой, про­ тивоположной бульбе, ранее не изготовлявшихся для судострое­ ния, дало возможность внедрить контактную сварку корпусных, конструкций в более широких масштабах.

С 1966 г. в судостроении начали применять клеесварные сое­ динения с использованием клея КС-609 * для сварки конструк­ ций, работающих в условиях повышенной вибрации и обеспечи­ вающих местную и общую прочность судна, а также для соеди­ нений повышенной коррозионной стойкости и непроницаемости. В некоторых случаях для получения плотнопрочных соединений набора применяют роликовую контактную сварку.

Технология подготовки деталей под контактную точечную сварку и сварка конструкций состоит из следующих операций.

Предварительно сваренные полотнища устанавливают на плиты или другие приспособления для очистки мест под сварку. Окислы, краска и другие загрязнения, имеющиеся на поверхности листов, неэлектропроводны и затрудняют прохождение электрического тока при сварке, при этом они уменьшают площадь электрического кон­

* Авторское свидетельство № 138301, 1961 г.

84

такта и увеличивают плотность тока. Загрязнения ухудшают про­ цесс сварки, вызывая выплески, прожоги и другие нежелательные явления.

Места под контактную сварку очищают пневматическими щет­ ками из нержавеющей проволоки диаметром 0,1—0,2 мм и длиной 40—50 мм с двух сторон листа на ширину 30—40 мм. Небольшие поверхности иногда очищают наждачной бумагой или наждачным полотном вручную или с помощью механизированных приспособле­ ний. Однако в связи с быстрым истиранием наждачного полотна этот способ себя не оправдывает.

Подготовка к сварке профилей с помощью станка для механи­ ческой очистки значительно облегчает труд и увеличивает его производительность. Профиль пропускают через отверстие в станке, и с помощью щеток зачищают полку углобульбового профиля с двух сторон (описание и устройство станка см. гл. II, § 4). Наиболее качественный способ очистки поверхности под кон­ тактную сварку — травление листов, которое производят в ваннах

(см. гл. II, § 2).

Сборку деталей под сварку выполняют на сборочных плитах или непосредственно на рольгангах, установленных возле ма­ шины. Углобульбовый набор или другой профиль на свариваемые полотнища устанавливают после разметки мест сборки набора и наведения ребер жесткости на линию разметки по ширине на­ хлестки. При установке набора на полотнище проверяют отсут­ ствие зазоров между полкой профиля и полотнищем. При боль­ ших зазорах или бухтинах профили или листы могут быть под­ правлены гладилкой. В зависимости от условий эксплуатации данной конструкции зачищенные под сварку места полотнища и полку углобульбового профиля покрывают либо грунтом для пред­

на полотнище производится бригадой из двух сборщиков, которые последовательно устанавливают ребра жесткости, выравнивают их и наносят слой грунта или клея, подготавливая секцию к сварке. Обычно один из сборщиков имеет диплом сварщика для работы на контактных машинах и производит прихватку и сварку секций.

Грунт типов КФ-030, ГФ-032 и АЛГ-12 или клей КС-609 нано­ сят шпателем или кистью на ширину нахлестки ровным слоем на обе свариваемые поверхности. Установив и закрепив по концам полотнища ребра жесткости с помощью струбцин или фиксаторов, производят прихватку ребер жесткости на контактной машине. Чтобы облегчить сборку плоских секций (типа панелей) с набо­ ром, применяют приспособления в виде прижимов для крепления углобульбовых профилей. Места прихватываемых точек размечают шаблонами с отверстиями, рейками или специальным разметчи­ ком в процессе сварки (механическим или оптическим). Разметку швов с помощью реек производят мягким карандашом. В про­ цессе сборки и прихватки необходимо обеспечить между ребрами и листами минимальные зазоры (0,1—0,6 мм).

85