Сварка в машиностроении.Том 3 (1041440), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Боковые 8* 228 Технология изготовления сварных конструкций Сосуды, работающие аод давлением 229 части спирали имели Х-образную разделку. Сварку выполняли покрытыми электродами, причем для соединения монтажных элементов из высокопрочной стали применяли электроды аустенитного класса. В первую очередь в каждой — дадодснао сдарна ударна на нонтяе Рис. 29. Схема монтажа спиральной камеры гидротурбины 1 — 19 — монтажные элементы секции заваривали продольные швы, затем приваривали звенья к статору, а после этого сваривали кольцевые стыки.
Сварку продольных и кольцевых швов спирали выполняли способом последовательного обратноступенчатого исполнения швов каи способом иаварки слоев горкой, СОСУДЫ, РАБОТАЮЩИЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Сосудам в большинстве случаев придают цилиндрическую форму, реже форму сферы или тора. Продольные, кольцевые и круговые швы, как правило, выполняют встык.
Применительно к технологии изготовления можно выделить следующие четыре группы сосудов: тонкостенные, со стенкой средней толщины, толстостенные и многослойные. Продольные прямолинейные стыки тонкостенных обечаек собирают в зажимных приспособлениях клавишного типа. Плотное прижатие кромок к подкладке обеспечивает качественное выполнение односторонней сварки в этом же приспособлении без прихватки.
При выполнении кольцевых стыков тонкостенных сосудов из материалов, малочувствительных к концентрации напряжений, используют остающиеся подкладные кольца. Подкладные кольца облегчают центровку кромок и нх одностороннюю сварку, однако для некоторых высокопрочпых материалов они оказываются неприемлемыми. В этом случае кольцевые стыки обычно собирают и сваривают на съемных подкладках разжимных колец.
Возможна также сборка с охватом зоны кольцевого стыка жестким бандажом снаружи при расположении сварочной головки внутри обечайки. Элементы арматуры (фланцы, штуцеры) обычно вваривают в стенки сосудов встык. Для материалов,малочувствительных к концентрации напряжений, иногда допускают приварку таких элементов угловыьш швами или рельефной сваркой. В крупносерийном производстве тонкостенных сосудов (тормозные резервуары, пропановые баллоны) для выполнения сборочно-сварочных операций нашли применение специальные полуавтоматические установки. Сосуды со стенками из листов средней толщины (до 40 мм) из низкоуглеродистых и низколегированных сталей изготовляют преимущественно с помощью автоматической сварки под флюсом.
Сосуды, работающие в агрессивных средах, изготовляют из хромоникелевых и хромистых сталей, цветных металлов и их сплавов автоматической сваркой под флюсом и по слою флюса полуоткрытой дугой (алюминиевые сплавы), а также аргонодуговой сваркой. Для экономии дорогостоящих и дефицитных материалов применяют двухслойные листы. При выполнении сварных соединений таких листов несмешиваемость обоих материалов обеспечивают использованием для каждого из слоев различных присадочных материалов и приемов сварки. Цилиндрические сосуды обычно собирают из нескольких обечаек и двух полусферических или эллиптических днищ.
Обечайки вальцуют из одиночного листа или из сварной карты при расположении швов вдоль образующей. Днища либо сваривают из отдельных штампованных лепестков, либо штампуют целиком из листа или из сварной заготовки. Продольный стык обечайки собирают на прихватках с помощью стажи ых приспособлений. Для сборки кольцевых стыков между обечайками используют специальные устройстна.
Продольные и кольцевые швы сосудов со средней толщиной стенки выполняют, как правило, с двух сторон, При этом первым укладывают шов изнутри обечайки на флюсовой подушке, а вторым — шов снаружи по ранее уложенному первому с полным проплавлением всей толщины стенки. При толщине стенки сосуда более 25 мм сварку под флюсом нередко выполняют в несколько слоев.
Прп сборке обечаек с днищами целесообразно использовать центрируюшие устройства. Сварку этих кольцевых стыков выполняют так же, как и стыков между обечайками. При серийном производстве сосудов используют поточные методы производства. Примером может служить изготовление котлов железнодорожных цистерн на Ждановском заводе тяжелого машиностроения [9). Цилиндрическую часть котла составляют из нескольких листов длиной 9280 мм.
На сборочном стенде листы собирают встык на прихватках с постановкой входных и заходных планок. Собранное полотнище приподнимают системой роликов, передают на стенд для сварки, собранными стыками укладывают на флюсовые подушки и сварку всех швов полотнища выполняют одновременно, Затем полотнище передают в канто- 231 Сосуды, работающие под давлением 230 Технология изготовления сварных конструкций 1 — основной наружной многослойной ав. томатической сваркой; 2 — наружной ручной подваркой; 8 — внутренней ручной подваркой ватель, переворачивают и на второй сварочной установке также одновременно сваривают все стыки с другой стороны.
Далее полотнище рольгангом подают в 10-метровые гибочные вальцы, где его вальцуют вдоль швов в обечайку. После сборки и двусторонней сварки продольного стыка обечайку подвергают калибровке в гибочных вальцах, затем устанавливают на роликовый конвейер, связывающий несколько рабочих мест, где вырезают отверстия м 1а78 для горловины и сливного 1О прибора, собирают обечайку с днищами и т. д. 5й5й При изготовлении толстостенных сосудов !толщиной св. 60 мм) широко используют злектрошлаковую Деу сварку, обеспечивающую надежное проплавление всего и) 8) сечения за один проход.
Про- дольные швы толстостенных Рис. 30. Схемы сборки толстостенных обечаек е а р и в ! полняют электрошлаковой сваркой, В зависимости от размеров сосуда н имеющегося в наличии гибочного оборудования листовую заготовку гнут в нагретом состоянии вдоль длинной или вдоль короткой кромки листа.
В первом случае уменьшается число более трудоемких кольцевых швов в сосуде, а во втором — менее трудоемких продольных. Схемы сборки обечаек с одним и двумя продольными стыками приведены на рис. 30, а и б соответственно. Зазор фиксируется приваркой скоб. Если обечайку после выполнения продольных швов необходимо править, ее нагревают до 1000 — 1050' С, а охлаждение на воздухе при калибровке используют Фб 1 одновременно для нормализации. Кольцевые швы выполняют многослойными сваркой под флюсом или электрошлаковой сваркой в один проход.
Полное проплавление при многослойной сварке обеспечивают укладкой в разделку нескольких подварочных слоев с внешней стороны (рис, 31), зачисткой корня шва с помощью пнев- 1,Х матнческого зубила или резака и на* У ложеннем внутреннего подварочного шва. После этого производят много- Рис. 31. Схема выполнения кольцевого слойное заполнение места внешней стыка обечаек многослойным швом: разделки. Сборка кольцевого стыка под электрошлаковую сварку должна быть достаточно точной, так как местная депланация криволинейных кромок стыка свыше 3 мм может привести к нарушению уплотнения и вытеканию шлаковой ванны.
Поэтому сборке предшествует обработка внешней и внутренней поверхности обечаек на участке шириной 70 — 100 мм от торца. Сбирают стык с помощью планок, которые устанавливаются на ребро поперек кольцевого стыка и приваривают к поверхности обечаек. Иногда скобы временного крепления дополнительно устанавливают внутри обечаек.
При электрошлаковой сварке кольцевых стыков особое внимание уделяют заварке замка. Усадочную раковину либо выводят в специальный прилив в наружном ползуне или в медный кокиль, либо выплавляют и заваривают вручную. При выполнении продольных и кольцевых швов толстостенных сосудов начинают использовать способ вертикальной газоэлектрической сварки в щелевую разделку. По сравнению с многослойной дуговой сваркой применение этого способа обеспечивает значительное уменьшение количества наплавленного металла, а по сравнению с электрошлаковой сваркой — более благоприятный термический цикл околошовной зоны.
Экспериментально показано !17], что при использовании оригинального приема сварки горизонтальным лучом можно осуществлять электронно-лучевую сварку продольных и кольцевых стыков металла толщиной 250 мм и более при скорости сварки 2,5 — 5 м/ч. Однако для производственного применения этого перспективного метода еще требуются отработка некоторых технологических вопросов, а также создание вакуумных камер большого размера. Рис.
32. Конструкция многослойного сосуда высокого давления: 1 — фланец; 2 — днище; 8 — центральная обечайка; 4 — спиральные слои; б — клиновидные вставки; б — кожух; 7 — продольный шов; 8, 10 — металл, наплавленный на кромку; 9 — многослойный шов При изготовлении барабанов котлов, сосудов высокого давления и реакторов большое значение имеет термическая обработка. Для сосудов из углеродистых и низколегированных сталей термическая обработка обязательна, если толщина стенок свыше 36 мм. Окончательная термическая обработка полностью сваренного сосуда ограничивается высоким отпуском, однако иногда требуется нормализация для улучшения структуры зоны шва.
Для предотвращения деформаций от собственной массы, искажающих форму сосуда, при нагреве его до 900 — 1000' С в нем создают избыточное внутреннее давление углекислого газа 2 — 3 кгс/смв. При этом предотвращается образование окалины на внутренней поверхности сосуда. Для термической обработки используют печи большого размера, Если сосуд не может быть подвергнут термической обработке из-за отсутствия печи требуемого размера или из-за необходимости выполнения монтажных стыков, то применяют местную илн общую термическую обработку с использованием индукционных нагревателей, Сварньгг трубы 233 232 СВАРНЫЕ ТРУБЫ о1 Элокп~роояая лроболока Технология изготовления сварных конструкций Для предотвращения опасности хрупкого разрушения и уменьшения технологических трудностей при изготовления весьма толстостенных сосудов (200— 400 мм) наиболее целесообразно изготовлять нх многослойными — навивкой на основную обечайку толщиной 20 — 40 мм требуемого числа слоев рулонной стали толщиной 4 — 8 мм (рнс.
32). В зависимости от рабочей среды центральная обечайка может быть двухслойной нлн из коррозионно-стойкой стали, а слои наружной части корпуса — нз низколегнрованпой стали. Линия для изготовления многослойных рулонированных обечаек диаметром до 5 м на Уралхиммаше состоит из разматывателя рулона, подающих вальцев правильной машины, машины для обрезки и сварки концов полосы, отклоняющих валков и машины для намотки обечаек. После закрепления конца навитой полосы н сварки облицовочной обечайки торцы многослойной обечайкн протачнвают н подвергают наплавке слоем толщиной не менее 10 мм, который механически обрабатывают для получения требуемой формы разделки кромок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
