книги / Производство сварных конструкций (Изготовление в заводских условиях)

вий; простота в применении и хорошие качественные показате­ ли резки; экономичность; возможность обеспечения расходными материалами и их низкая стоимость.

Как правило, на практике трудно удовлетворить одновременно всем или хотя бы части этих требований, поэтому приходится при­ нимать компромиссные решения. Рекомендации по выбору спосо­ ба резки различных конструкционных материалов, приведенные в таблице 3.4. и на рис. 3.8, призваны облегчить эту задачу.

Таблица 3.4.

Способы резки различных материалов

Гибка. Процесс гибки заключается в пластическом изгибе заго­ товки, при котором внутренние слои поверхности заготовки сокра­ щаются, а наружные растягиваются. Гибку следует выполнять при деформациях, исключающих образование трещин. Поэтому в зави­ симости от свойств материала, толщины, размеров и формы заготов­ ки для каждого способа гибки и вида оборудования устанавливают предельно допустимые минимальные радиусы. Допускаемые мини­ мальные радиусы гибки основных видов проката из сталей с норма­ тивным пределом текучести до 275 МПа приведены в таблице 3.5. При гибке деталей из сталей с нормативным пределом текучести бо­ лее 275 МПа значения допустимых минимальных радиусов гибки увеличивают на коэффициент, равный yjcrlt/ 275 , где ан — норма­

тивный предел текучести стали, МПа.

71

Таблица 3.5.

73

*При гибке спаренных швеллеров

Втех случаях, когда при гибке заготовок пластическая де­ формация протекает на локальных участках (гибка в угол), на­ пример, при гибке на кромкогибочных и листогибочных маши­ нах, допускается значительно большая кривизна гиба. Для ста­ лей с нормативным пределом текучести до 350 МПа минималь­ ный внутренний радиус должен быть не менее 1,2 толщины для конструкций III и IV групп и не менее 2,5 толщины для конст­ рукций I и II групп1. Применять гибку в угол для деталей из ста­ лей с нормативным пределом текучести более 350 МПа не раз­ решается.

При гибке в угол кромки деталей из сталей с нормативным пределом текучести более 275 МПа, образованные механиче­ ской резкой и расположенные перпендикулярно линии гиба, должны быть обработаны в зоне линии гиба абразивным кругом для удаления возможных трещин и надрывов на кромке. По принципу действия, оборудование для гибки делится на две группы: ротационные машины и прессы.

Кротационным машинам относятся листогибочные трех- и четырехвалковые машины, листогибочные машины с поворот­ ной гибочной балкой, профилегибочные валковые станы, зигмашины, сортогибочные роликовые машины, трубогибочные машины, трубо- и профилегибочные станы с индуктивным на­ гревом (рис. 3.9).

Профильный прокат гнут на сортогибочных роликовых ма­ шинах, а замкнутые профили - на специальных станках с ин­ дукционным подогревом (рис. 3.9в).

1Деление на группы в соответствии с СНиП 11-23-81*. См. сноску 1 выше.

74

этому концы заготовок предварительно подгибают на прессе или в листогибочной машине (рис. ЗЛОг).

В четырехвалковых машинах при гибке заготовка зажимается между, верхним и средним валками, далее на заготовку нажима­ ет левый боковой валок, и происходит загибание концевого уча­ стка. Затем этот валок опускается, включается привод вращения верхнего валка и осуществляется гибка. Длина недовальцованного участка "я " при гибке на четырехвалковых вальцах обычно не превышает (2 - 4) s.

На трехвалковых вальцах молено изгибать как цилиндрические, так и конические обечайки. Изготовление листовых элементов с по­ верхностью двоякой кривизны получают на специальных вальцах с валками переменного диаметра или штамповкой. На листогибочных вальцах такие детали могут быть получены, если верхнему валку придать бочкообразную форму, а двум нижним - седлообразную. Обычно это достигается путем установки сменных втулок соответст­ вующей формы (рис. 3.11). Иногда на нижние валки устанавливают седлообразную постель (рис. 3.11, позиция 3).

3

Рис. 3.11. Схема гибка листа по сферической поверхности: 1 - исходная заготовка; 2 - бочкообразная насадка; 3 - постель

Для изготовления различных профилей из листового и поло­ сового материала в холодном состоянии используют листоги­ бочные прессы. Основным способом гибки является свободная гибка. Заготовка изгибается под действием пуансона, закреп­ ляемого в ползуне пресса. Угол загиба определяется шириной матрицы и глубиной опускания пуансона. Матрица имеет не­ сколько пазов разной ширины. В зависимости от требуемой ши­ рины паза матрицы, лист перед гибкой устанавливается необхо­ димой стороной на столе пресса. При изготовлении сложных

77

профилей гибка производится в несколько операций. Схемы гибки в листогибочных машинах показана на рис. 3.12.-

Способ гибки сортового проката в роликах аналогичен гибке в валках листовых заготовок. Гибка происходит между тремя смежными роликами. Особенностью гибки заготовок сложного профиля в роликах является искажение элементов профиля - схождение и расхождение полок уголка и швеллера, овальность сечения трубы, скручивание несимметричной заготовки по спира­ ли, а также образование складок на элементах профильного про­ ката. Эти искажения являются следствием неравномерности на­ пряжений в отдельных элементах сечения изгибаемых заготовок.

Рис. 3.12. Схемы гибки в листогибочных машинах с поворотной гибочной балкой: а - схема машины; б - схема гибки различных деталей: 1 - стол; 2 - приэюимная траверса; 3 - поворотная балка; 4 - шаблон; 5 - стойка; 6 - заготовка.

Для предотвращения искажения профильного проката использу­ ют гибочные ролики специальной конструкции, а также направляю­ щие и поддерживающие элементы в виде ложементов, вставок или роликов.

78

Профиль роликов должен соответствовать профилю изгибае­ мой заготовки в зависимости от направления ее элементов - внутрь или наружу.

Очистка и подготовка поверхности. При изготовлении сварных конструкций очистку применяют для удаления с по­ верхности металла средств консервации, загрязнений, смазочно­ охлаждающих жидкостей, ржавчины, окалины, заусенцев и гра­ та, затрудняющих процесс сварки, вызывающих дефекты свар­ ных швов и препятствующих нанесению защитных покрытий.

Для очистки проката, деталей и сварных узлов применяют механические и химические методы.

К механическим методам относятся: дробеструйная обработ­ ка, очистка абразивным инструментом, металлическими щетка­ ми, шарошками, иглофрезами.

При выборе метода очистки следует придерживаться сле­ дующих рекомендаций. Дробеструйная обработка обеспечивает высокую производительность, но требует применения защитных устройств для снижения шума. Ее применяют в серийном и мас­ совом производстве для очистки больших по размеру поверхно­ стей. Очистка абразивным инструментом является наиболее универсальным способом, не требующим громоздкого, сложно­ го оборудования, поэтому данный метод имеет наиболее широ­ кое применение, особенно в монтажных условиях. В качестве абразивного элемента используют абразивные круги сплошного сечения и лепестковые круги, представляющие собой полоски наждачной бумаги, закрепленные в оправке в радиальном на­ правлении. Последние более плавно огибают обрабатываемую поверхность и обеспечивают более качественную очистку. Очи­ стку кромок и сварных соединений следует выполнять в направ­ лении, перпендикулярном к сварному шву. В противном случае появляющиеся при очистке риски могут послужить инициато­ ром разрушения конструкции при эксплуатации.

Следует обратить внимание, что в процессе абразивной очи­ стки выделяется много пыли. Это необходимо учитывать при обеспечении охраны труда. Кроме того, этот метод неприменим для очистки деталей из алюминиевых сплавов, т.к. частицы ме­ талла быстро налипают на поверхность абразивного инструмен­ та и ухудшают его режущую способность, кроме того происхо-

79

дит вкрапление частиц абразива в алюминиевые сплавы, что ухудшает его свариваемость. Для очистки деталей из алюминие­ вых сплавов используют металлические щетки, шарошки или иглофрезы.

Химические методы очистки требуют организации отдель­ ных производственных участков, поэтому используются, в ос­ новном, в массовом производстве, особенно в тех случаях, когда требуется очистка больших поверхностей, например, для кон­ тактной сварки.

Существуют две разновидности химических методов очистки - ванный и струйный. Первый предполагает периодическое по­ гружение очищаемой детали в ванны с различными растворами. Обычно предполагается различный набор растворов для обез­ жиривания и травления. После каждого раствора производится промывка, а в конце предполагается сушка. Состав растворов зависит от вида и марки материала изделия.

При струйном способе очистки изделие подвергается воздей­ ствию тех же химических растворов, но их наносят на изделие струей под давлением. Этот способ очистки повышает производи­ тельность и качество, но требует большего расхода материалов.

Химические методы очистки наиболее часто используются при подготовке деталей из алюминиевых сплавов. Назначение пассивирования состоит в том, чтобы на поверхности деталей создать тонкую, плотную пленку, препятствующую дальнейше­ му окислению поверхности на воздухе, но не вызывающую за­ труднений при сварке.

Следует обратить внимание на то, что при хранении деталей после проведения операции очистки поверхностей под сварку необходимо обеспечить условия, препятствующие загрязнению или окислению поверхностей. С этой целью заготовки из стали иногда покрывают слоем грунта (существуют марки грунта, по­ зволяющие производить сварку без его удаления), а для деталей из алюминиевых сплавов ограничивают срок хранения после очистки.

Подготовка кромок под сварку. Помимо очистки кромок, перед сваркой им требуется придать определенную форму, обес­ печивающую возможность их проплавления и удобство манипу­ лирования электродом. Форма профиля кромки и размеры зави-

80