книги / Производство сварных конструкций (Изготовление в заводских условиях)

по которым он может перемещаться при выполнении сварки. Консоль может перемещаться относительно колонны в верти­ кальном, в горизонтальном направлении и поворачиваться во­ круг ее оси. Все три перемещения, обычно, служат для ориента­ ции сварочного автомата относительно изделия и осуществля­ ются с маршевой скоростью, но в некоторых конструкциях пре­ дусмотрено перемещение консоли в горизонтальном направле­ нии со скоростью сварки. В некоторых конструкциях на конце консоли, перпендикулярно ее оси, закрепляется площадка, на которой имеются направляющие для перемещения сварочного автомата.

Сварочные колонны применяют в случае сварки кольцевых стыков обечаек и продольных стыков небольшой протяженно­ сти, а также при наплавке цилиндрических поверхностей.

Современные системы числового программного управления позволяют синхронно управлять перемещением изделия, уста­ новленного на манипуляторе и перемещением сварочного авто­ мата, размещенного на колонне. Это особенно важно при сварке многослойных швов и при выполнении наплавки на сложные по­ верхности двоякой кривизны, например, эллиптические днища.

На рис. 3.23 показан внешний вид установки для антикорро­ зионной наплавки внутренней поверхности днища корпуса атомного реактора. Сложность автоматизированной наплавки состоит в том, что после завершения каждого прохода изменяет­ ся положение наплавляемого участка в трех координатах и эти изменения синхронно должны отслеживать манипулятор и сва­ рочная колонна с тем, чтобы сохранить величину вылета элек­ трода и горизонтальное положение наплавляемого участка.

При автоматической сварке швов большой протяженности (продольных швов обечаек, поясных швов балок и др.) приме­ няют сварочные тележки глагольного, велосипедного или пор­ тального типа.

По своей конструкции первые два типа похожи на сварочные колонны, установленные на четырехколесные (глагольного ти­ па) и двухколесные (велосипедного типа) тележки, перемещаю­ щиеся по направляющим рельсам. От опрокидывания велоси­ педные тележки удерживает упорный ролик, перемещающийся вдоль рельса, закрепленного на стене или колоннах цеха.

92

на обоснованность требований, установленных для изготовле­ ния деталей и заготовок.

Рис. 3.25. Допус­

тимое смещение

*

кромок: е <1,0 при tj <6,5мм; е < 0,15t/ max 3лш.

Рис. 3.26. Допус­ тимое смещение элементов кресто­ вого соединения: е <0,5tj для ti<t2 и t2 < tp, е <0,5t3 для tt

<t2 и t2>tj;

Рис. 3.27. Допустимые отклонения при сборке конструкции. е\ < 1 + 0,002L max Ютт; е2<1 + 0,0lh max 0,5t

Наибольшую точность изготовления обеспечивает механиче­ ская обработка готовой сварной конструкции после сварки, но при этом некоторые участки конструкции могут оказаться не­ доступными для обработки. При изготовлении крупногабарит­

95

ных конструкций возможности механической обработки огра­ ничиваются наличием на производстве соответствующего обо­ рудования. Кроме того, механическая обработка готовой свар­ ной конструкции предполагает необходимость больших припус­ ков на детали и заготовки, что увеличивает трудоемкость такой обработки.

Рис. 3.28. Допустимые отклонения при сборке тавровых соеди­ нений элементов набора жесткостей, е/ <1 + 0,0lh max 10тт е3<1 + 0,01b max бтт е2<1 + 0,0lh max 0,5t e4 < 0,02b max t

В этих случаях рекомендуется компромиссное решение - ме­ ханической обработке подвергают отдельные детали перед сбор­ кой и сваркой. Это позволяет повысить точность при сборке, но точность готовой конструкции может оказаться недостаточной из-за появления остаточных сварочных деформаций.

В ряде случаев рекомендуется применять механическую об­ работку деталей не только перед сваркой, но и после изготовле­ ния отдельных сборочных единиц и готовой конструкции.

Сборка включает три группы операций:

1) установку деталей в положение, предусмотренное чер­ тежом;

2)взаимное ориентирование деталей;

3)временное закрепление деталей.

96

Закрепление деталей осуществляют с помощью струбцин, скоб с клиньями и других простейших приспособлений, а также с помощью швов-прихваток.

Требования к швам прихваток:

1.Прихватку выполняют только после очистки сваривае­ мых кромок и прилегающих к ним поверхностей, шириной не менее 10мм, до металлического блеска.

2.Прихваточные швы нужно выполнять с применением тех же сварочных материалов, которые будут использоваться при сварке.

3.По высоте сечения размер прихватки не должен превы­ шать 2/3 размера основного шва.

4.По длине прихватки могут быть либо сплошными, либо прерывистыми. Если прихваточные швы прерывистые, то их длина должна составлять не более (5-*-10)5 (5 - толщина свари­ ваемых элементов).

5.Расстояние между прихватками должно быть (30-^50)5, но не более 500 мм.

6.Обязательно закреплять прихваточнми швами соединяе­ мые детали в начале и в конце стыка.

7.При сборке решетчатых конструкций каждый элемент должен быть закреплен прихватками не менее чем в двух точках.

8.При сборке труб прихватки следует располагать симмет­

рично.

9.Общий принцип, которым следует руководствоваться при назначении размеров и расположения прихваток, состоит в следующем: прихватки должны обеспечивать достаточную прочность и жесткость собранного узла в период транспорти­ ровки его к месту сварки. Вместе с тем, они не должны ухуд­ шать качество сварного соединения.

10.При сварке металл прихваток должен быть полностью расплавлен.

Серийное производство.

Установка и перемещение деталей осуществляется также как и в мелкосерийном производстве;

Взаимное ориентирование деталей осуществляется в уни­ версальных сборочных приспособлениях - кондукторах, конст­ рукция которых позволяет изменять установочные размеры

98

опорных, упорных и закрепляющих элементов.

В таких приспособлениях имеется возможность осуществ­ лять сварку однотипных конструкций с различными размерами.

Закрепление деталей осуществляется с помощью ручных и механизированных прижимов, причем, чем больше объем вы­ пуска изделий, тем выгоднее применять быстродействующие механизированные прижимы. В тех случаях, когда сборка и сварка изделия производится в различных приспособлениях, де­ тали должны быть дополнительно закреплены с помощью при­ хваток. Следует обратить внимание, что закрепление с помощью прихваток увеличивает время сборки, поэтому необходимо стре­ миться к сборке и сварке конструкции в одном кондукторе'.

Массовое производство.

В массовом производстве выполнение сборочных операций включает следующие действия:

•накопление деталей;

•предварительное ориентирование;

•перемещение деталей в сборочное устройство;

•взаимное ориентирование деталей;

•временное закрепление деталей.

Поточно-механизированные, автоматизированные машины и станки-автоматы оснащены устройствами и механизмами, вы­ полняющими эти действия. Конструкции этих устройств опре­ деляются формой и размерами деталей, оборудованием для вы­ полнения сборки и сварки, и будет рассмотрена в составе поточ­ но-механизированных линий, применяемых для массового про­ изводства сварных конструкций.

Использование специальных сборочных приспособлений позво­ ляет повысить производительность труда и улучшить качество сбор­ ки. При сборке детали укладываются в приспособление по упорам и фиксаторам и закрепляютсяприжимами.

Особенности проектирования специализированных при­ способлений

Приспособления должны обеспечивать:

• доступность сварных соединений для сварки в удобном по­ ложении;

• точность базирования, надёжность закрепления. Внекоторых случаях в технологических целях (например, для уменьшения сва-

99

рочных напряжений или предотвращения образования трещин) пре­ дусматривается возможность перемещения отдельных свариваемых деталей в заданном направлении;

•компактность конструкции;

•удобство и требуемую механизацию загрузки, закрепления и съёма изделия;

•высокую степень быстродействия;

•надёжную защиту трущихся пар механизмов от загрязнения

исварочных брызг;

•надёжность и долговечность работы;

•удобство монтажа и демонтажа элементов приспособления при ремонте и переналадке.

Основой сборочного приспособления является жёсткая рама или каркас, несущие упоры, фиксаторы и прижимы. При проектировании сборочных приспособлений стремятся к использованию унифициро­ ванных элементов. В задачи конструктора нестандартной сборочно­ сварочной оснастки обычно входит проектирование рамы, на кото­ рой размещаются упоры, фиксаторы и прижимы, выбранные из биб­ лиотеки унифицированных элементов. Обычно проектирование вы­ полняют средствами графических программных комплексов типа Auto Cad; Solid Edge; Solid Work и др. При необходимости поворота или кантовки изделия на раме приспособления должны быть разме­ щены цапфы. Если привод прижимов пневматический, то на одной из цапф должна быть предусмотрена муфта для подвода воздуха. Она исключает наматывание шлангов на вращающийся вал (рис.3.30).

Муфта

Рис. 3.30. Конструкция узла подвода воздуха к вращающимся деталям

При размещении упоров, фиксаторов и прижимов необходимо предусмотреть возможность свободного доступа сварочного инстру-

100