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

ляющпм плиты, н шарнирно подвешенной к ней балки, которая прижимает кромки листов с помощью пневмоцилиндров. Под свар­ ной стык подкладывается формирующая стальная планка. На при­ жимной балке установлен сварочный трактор, движущийся по ее

Цехобая плита

мощью такой прижимной балки может производиться также ав­ томатом типа АДСВ-2 неплавящимся электродом.

§ з

РОЛЬГАНГИ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ ПРИВАРКИ НАБОРА К ПОЛОТНИЩАМ СЕКЦИЙ

Для обеспечения качества и удобства работ при контактной сварке применяют ряд приспособлений, дающих возможность уста­ навливать и передвигать узлы и секции в процессе сварки. Одним из основных видов оснастки для контактной сварки являются рольганги различной конструкции, представляющие собой столы, на которых установлены ролики для передвижения секций или узлов. В качестве роликов могут применяться приспособления типа «гусиные шейки» (рис. 13), обеспечивающие разворот и дви­ жение секций, или обычные обоймы с шарикоподшипниками.

42

Для очистки профилей под контактную сварку и механизиро­ ванную аргонодуговую сварку также существует ряд станков и приспособлений. В большинстве случаев это оборудование проек­ тируют и изготовляют сами заводы как специальную оснастку.

Для зачистки профильного материала из сплавов АМг под кон­ тактную сварку изготовлен станок, выполняющий зачистку поверх­ ности проката с помощью металлических щеток. Станок может за­ чищать угольники, углобульбы, полособульбы, а также тавровые профили. Профили протягиваются через щеточные устройства ча­ шечного типа и очищаются от оксидной пленки.

Станок состоит из пяти основных узлов: станины, двух элек­ тродвигателей (мотор горизонтального вала А-032-4 — мощность 1 кВт, частота вращения 1410 об/мин и мотор вертикального вала А-031-2, мощность 1 кВт, частота вращения 2830 об/мин); рабочего механизма, направляющих устройств н четырех чашечных щеток.

Производительность станка 3 пог. м профиля в 1 мин, соответ­ ственно производительность труда повышается в 5—6 раз по сравнению с ручной очисткой при хорошем качестве работ. Ста­ нок обеспечивает двустороннюю очистку полки профиля под кон­ тактную сварку и может выполнять одностороннюю очистку полки под полуавтоматическую сварку.

Г л а в а

III

СБОРКА И СВАРКА УЗЛОВ НАБОРА, ФУНДАМЕНТОВ И ИЗДЕЛИИ НАСЫЩЕНИЯ СЕКЦИИ

§ 1

СБОРКА И ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА УЗЛОВ НАБОРА И ФУНДАМЕНТОВ

При изготовлении корпусных конструкций применяют большое количество тавровых узлов (балок, бракет, ветвей шпангоутов, книц с поясками и др.), а также различных узлов набора и фун­ даментов. Все эти детали при серийной постройке судов жела­ тельно изготовлять на специализированных участках, применяя универсальную оснастку и механизированную сварку. Изготовлен­ ные узлы набора и фундаменты комплектуют и складируют, за­ тем, при необходимости, подают па участки сборки и сварки сек­ ций, а частично и на стапельные участки, где их устанавливают в корпусные конструкции.

45

Тавровые узлы п балки в зависимости от действующих нагру­ зок сваривают двусторонними пли односторонними сплошными швами с прерывистым швом с обратной стороны соединения. Для сварки узлов проницаемых соединений и соединений, не имеющих значительных нагрузок, применяют прерывистые швы, которые снижают сварочные деформации конструкций.

В связи с тем, что узлы набора имеют различную конфигура­ цию (прямолинейные балки, криволинейные узлы набора с раз­ личными радиусами кривизны и т. д.); их обычно группируют по видам сварки. Прямолинейные узлы набора (стрингеры, фунда­ ментные балки, бракеты и кницы) сваривают автоматической свар­ кой на плитах или на станках для сборки и сварки тавров. Сварку криволинейных узлов обычно выполняют полуавтоматами типов ПРМ-2 (рис. 16), ПРМ-4, «Спутник» (рис. 17) с импульсными при­ ставками. В этом случае узлы сваривают как сплошными швами, так. и прерывистыми.

Подготовку к{омок под автоматическую и полуавтоматическую сварку выполняют следующим образом. Обычно узлы набора сва­ ривают без разделки кромок. Если необходима разделка фасок для тавровых узлов (фундаментные балки, стрингеры и т. д.), ра­ ботающих в условиях знакопеременных нагрузок, то, начиная с со­ единений толщиной 6 = 5-4-6 мм, с помощью пневматических зу­ бил, станка типа СКС-25 или па фрезерных станках производят разделку кромок для полного провара соединений.

При полуавтоматической импульсно-дуговой сварке и автома­ тической сварке для тавровых соединений с фаской по ГОСТ 14806—69 рекомендуются угол разделки кромок а = 60±1°, при­ тупление 2 ± 1, зазор 0+1 мм. Место установки под сварку ребра и полки тавра на ширину не менее 15—25 мм зачищают металли­ ческими щетками, затем обезжиривают уайт-спиритом пли смывками типа ОП-7 и прихватывают аргонодуговой сваркой. Между стенкой и полкой тавра пли фундамента в зависимости от толщины свариваемых листов допускается зазор 0,5— 1,5 мм. Так как при­ хватки ухудшают формирование шва при механизированной сварке, особенно при полуавтоматической, они должны иметь ми­ нимальный калибр шва и длину не более 15—25 мм при толщине собираемых деталей 3—8 мм. Одностороннюю сварку тавровых узлов лучше проводить на стороне, противоположной установлен­ ным прихваткам.

Сварку прямолинейных тавровых узлов и элементов набора тол­ щиной более 6 мм без разделки и с разделкой фасок стенки тавра выполняют автоматами в защитных газах в положении «в ло­ дочку» (рис. 18). Фундаменты и узлы насыщения сваривают обычно полуавтоматической сваркой.

Так как количество однотипных конструкций тавровых балок с двусторонними сплошными швами невелико, применение специ­ альных станков для сборки и сварки тавровых узлов при изготов­ лении конструкций из сплавов АМг экономически не всегда оправ­ дано из-за высокой стоимости станков. Поэтому в большинстве

46

случаев узлы типа стрингеров или фундаментных балок сваривают на простейших приспособлениях автоматами при расположении свариваемого узла «в лодочку» или полуавтоматами наклонным электродом. При значительном количестве тавровых узлов (на­ пример, при крупносерийной постройке судов), свариваемых дву­ сторонними швами, рационально применение специальных станков для сборки и сварки тавровых узлов.

Технологический процесс сборки и сварки при изготовлении узлов набора конструкций из алюминиевых сплавов следующий. Сборку и сварку тавровых узлов, как прямолинейных, так и кри­ волинейных, производят в корпусных цехах или на специальных

Рис. 18. Приспособление для автоматической сварки тавровых узлов «в лодочку».

участках. Узлы изготовляют на плитах или столах с помощью при­ способлений и кондукторов, которые обеспечивают установку и подтягивание пояска к стенке тавра. Сборку обычно выполняют с помощью электроприхваток. Балки с двусторонними сплошными швами сваривают на приспособлениях, обеспечивающих фикса­ цию положения тавра «в лодочку», с помощью автоматов типов АДСВ-2, АДСП-2 и в некоторых случаях модернизированными ав­ томатами типа АСУ. Иногда сварку выполняют импульсными по­ луавтоматами плавящимся электродом.

Сварку прямолинейных тавровых узлов типа бракет или книц можно производить автоматом «в лодочку» при установке одновре­ менно нескольких узлов в линию. Автомат, двигаясь по направ­ ляющим, сваривает кницы или бракеты за одни проход, затем сва­ риваемые детали разъединяют и концы швов зачищают.

При полуавтоматической сварке угловых швов сварочная го­ релка равномерно перемещается по оси шва без поперечных ко­ лебаний. Наклон горелки к изделию по оси шва должен составить ~ 7 5 —80°. При сварке прерывистыми швами в конце приварки сварщик несколько замедляет движение горелки, чтобы заполнить

48

кратер шва. Для повышения качества прерывистых швов, там, где это целесообразно (тавровые балки и другие узлы большой длины), рекомендуют увеличивать длину свариваемого участка до 300—500 мм. Это улучшает условия сварки и уменьшает количе­ ство образуемых кратеров. Расход аргона при сварке угловых швов в зависимости от калибра шва равен ~ 4 0 —80 л/пог. м.

Очень удобен для сварки узлов набора толщиной 6 = 34-4 мм полуавтомат «Спутник». Он оборудован компактным поясным пультом управления механизмом подачи сварочной проволоки и легкой горелкой. При правильном подборе режимов и отрабо­ танной технике сварки им можно сваривать швы угловых и тав­ ровых соединений во всех пространственных положениях. Опыты показали возможность применения этого полуавтомата с им­ пульсной приставкой ГИД-1 при сварке проволокой диаметром

0,8— 1 мм.

Для сварки узлов набора и фундаментов деталей толщиной 6>3 м м рекомендуются полуавтоматы типа ПРМ-2 или ПРМ-4

с импульсной приставкой ГИД-1 или с импульсными генераторами типов ВДГИ-102 и ВДГИ-301. В зависимости от толщины металла сварку производят проволокой диаметром 1,5—2 мм. Применение импульсных генераторов дает возможность варьировать режимами сварки таким образом, чтобы сваривать конструкции на малых токах и достигать стабильности процесса, не подвергая прожогам соединения малых толщин тавровых узлов, особенно при верти­ кальных и горизонтальных положениях шва в пространстве.

Сварка полуавтоматом требует сохранения определенной ско­ рости, чтобы выдержать заданный калибр шва. Практика показы­ вает, что в ряде случаев при полуавтоматической сварке завыша­ ются калибры швов, что крайне нежелательно, так как это ведет к увеличению сварочных деформаций изготовляемых конструкций, а также к излишним затратам труда и сварочных материалов.

Необходимо строго придерживаться отработанных режимов сварки и, в частности, скорости сварки. Выбор параметров— ча­ стоты импульса, силы сварочного тока, напряжения на дуге, ско- -

нягот на постоянном токе обратной полярности. Источниками пи­ тания служат сварочные генераторы типов ПСГ, ПСУ, выпрями­ тели типов ВС, ВСК, ВСУ или импульсные генераторы типа ВДГИ. Силу сварочного тока выбирают в зависимости от толщины сва­ риваемого металла. Величина силы тока зависит от скорости подачи электродной проволоки. При увеличении толщины металла силу тока необходимо увеличивать. При сварке узлов с располо­ жением шва в вертикальном и потолочном положениях сила тока уменьшается (~ н а 10— 15%).

Скорость сварки выбирают с учетом толщины металла свари­ ваемого узла, необходимости получения соответствующего калибра шва и обеспечения провара соединения. От скорости сварки зави­

49

сит производительность труда сварщика, поэтому режимы реко­ мендуется подбирать таким образом, чтобы скорость сварки была максимальной.

Напряжение на дуге обычно составляет 18—22 В. Чем ниже напряжение на дуге, тем меньше разбрызгивание при обычной по­ луавтоматической сварке. При импульсно-дуговой сварке напря­ жение на дуге регулируется в больших пределах, так как процесс идет более стабильно. Определенное значение имеет правильный выбор расхода газа и направление потока защитного газа. В ка­ честве защитного газа при сварке угловых швов малой и средней толщины применяют аргон. При сварке тавровых соединений тол­ щиной более 15 мм может быть использован гелий или смесь ге­ лия и аргона [16]. Применение гелия при сварке нахлестанных со­ единении не совсем рационально, так как гелий очень летучий газ и не может обеспечить надежную защиту.

Малый диаметр сопла при больших расходах газа может' при­ вести к завихрению струн газа, что вызывает нарушение защиты зоны горения д у т и сварочной ванны. Удаление сопла от шва на величину более 10 мм также может вызвать подсосы воздуха и за­ вихрения. Средний расход газа для сварки угловых швов и опти­ мальные режимы полуавтоматической сварки приведены в табл. 20, конструктивные элементы подготовки кромок для импульсной по­

§ 2

СБОРКА И КОНТАКТНАЯ ТОЧЕЧНАЯ СВАРКА УЗЛОВ НАБОРА СЕКЦИЙ

И ДРУГИХ ИЗДЕЛИЙ

При изготовлении небольших узлов набора и деталей насыще­ ния из сплавов АМг, особенно малой толщины (5 = '-г-4 мм), при­ меняют контактную точечную сварку. К этим узлам можно отнести

50