Сварные конструкции (II часть) - середина (1085877), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Рис. 16.23. Схема участка сборки и сварки кабин грузового автомобиля ЗИЛ.
Рис. 16.24. Сварочный пистолет плавающего типа.
Работа на линии сварки кабин осуществляется следующим образом. Собранная на прихватках кабина поступает на первую сварочную машину (рис. 16.25), где фиксируется в рабочем положении с помощью подъемного устройства 7. Сварочные пистолеты 4, закрепленные на траверсах 1, 6, 8 шарнирами 2 с пружинами 3, подводятся к свариваемым кромкам до упоров 5. После выполнения сварочной операции кабина опускается на шаговый конвейер и передается на следующую позицию.
Рис. 16.25. Схема сварки кабины на многоэлектродной машине.
В дополнение к сварочному участку IV описанной линии сборки и сварки кабин (см. рис. 16.23) смонтирован участок V, оснащенный 14 роботами типа «Unimate». Эти роботы выполняют контактную сварку кабин в автоматическом цикле. Участок V может работать одновременно с участком IV.
ГЛАВА 1 7
ИЗГОТОВЛЕНИЕ СВАРНЫХ ДЕТАЛЕЙ
МАШИН И ПРИБОРОВ
§ 1. Мелкосерийное производство деталей тяжелого и энергетического машиностроения.
При изготовлении станин тяжелых прессов сварные соединения обычно выполняют путем полного проплавления всей толщины присоединяемого элемента (рис. 17.1,а). Это позволяет получать сварные соединения с минимальной концентрацией напряжений при относительно простой подготовке элементов под сварку, однако требует проведения последующей термической обработки готового узла или изделия. Иногда ограничиваются минимальными размерами швов (рис. 17.1,6), но в этом случае производят плотную подгонку мест сопряжений листов и постановку разгрузочных заплечиков, штифтов, шипов и пазов. Дополнительные затраты на подгоночные работы компенсируются снижением трудоемкости сварочных работ. Кроме того, малый объем наплавленного металла позволяет обходиться без последующей термообработки конструкций.
Рис. 17.1. Сварные соединения станин прессов, выполненных из толстолистового проката.
В гл. 12 на рис. 12.23 была показана сварная станина пресса. Сварные соединения стыковые, тавровые и угловые; большинство из них выполняют электрошлаковой сваркой. Последнее обстоятельство определяет некоторые особенности конструкции и последовательность выполнения сборочно-сварочных операций. Угловые и тавровые соединения собирают с помощью косынок и диафрагм, стыковые — с помощью скоб. В местах, недоступных для постановки формующих медных охлаждаемых подкладок, применяют остающиеся стальные пластины. Последовательность выполнения сборочно-сварочных операций выбирается так, чтобы концы каждого из швов, выполняемых электрошлаковой сваркой, можно было вывести за пределы тела детали. Поэтому общей сборке сложней детали обычно предшествуют сборка и сварка относительно простых узлов. При этом для уменьшения угловых сварочных деформаций желательно, чтобы каждый собранный под сварку узел имел замкнутое сечение.
Применительно к указанной станине последовательность и содержание основных сборочно-сварочных операций показаны на рис. 17.2. Первым узлом является тумба /. Сначала в замкнутое сечение собирают ее боковые стенки; электрошлаковые швы (/) и (2) выполняют с полным проплавлением привариваемого элемента (рис. 17.2,с). Затем устанавливают горизонтальные листы тумбы и выполняют первые пары швов (3) и (4) (рис. 17.2,6). Участки первых пар швов, препятствующие установке карманов и выводу усадочных раковин вторых пар швов, удаляют из зазора огневой резкой.
Готовая тумба входит в состав второго, более крупного узла — стойки (рис. 17.2,е). Замкнутое сечение образуют присоединением элементов полустоек 2 и 3; швы (5), (6), (7) и (8) выполняют электрошлаковой сваркой. Формирование корпуса станины завершают сборкой стоек с траверсой 4 и сваркой электрошлаковых швов (9), (10), (11) и (12) (рис. 17.2,г). Затем в полустойках 3 огневой резкой вырезают пазы под трубу 5. Образование пазов резкой не плоских заготовок, а уже сваренного узла с удалением части шва — прием, характерный для конструкций, выполняемых электрошлаковой сваркой. Целесообразность такого приема объясняется трудоемкостью подготовки и зачистки стыков в местах начала и конца каждого шва. В этом случае выполнять длинный непрерывный шов с последующим удалением его части резкой выгоднее, чем два более коротких шва. Завершение сборки и сварки станины требует ряда кантовочных операций. Так, установка трубы 5 и лап 9 и 10 и сварка полуавтоматом под флюсом многослойных швов (14) и (15) производятся в одном положении заготовки (рис. 17.2,(5), а установка крышек 6, 7 и 8 и выполнение электрошлаковых швов (16) и многослойных швов (17), (18), (19), (20), (21) и (22) — в другом (рис. 17.2,е).
Рис. 17.2. Последовательность сборочно-сварочных операций при изготовлении станины пресса.
При изготовлении деталей тяжелых машин завершающими операциями является после сварочная термическая и механическая обработка. Рамы и станины с толщиной свариваемых элементов, более 100 мм, как правило, подлежат термообработке. При этом для деталей, эксплуатирующихся в условиях нормальных температур и изготовленных из сталей, сохраняющих высокие пластические свойства в зоне термического влияния, можно ограничиться проведением высокого отпуска. При более жестких условиях сварную деталь для улучшения свойств сварных соединений обычно перед высоким отпуском подвергают нормализации. Точность размеров-станин и рам в основном обеспечивается последующей механической обработкой.
Характерными примерами сварных валов большого размера могут служить валы крупных турбин. Конструкция валов гидравлических турбин проста — это массивная труба с одним или двумя фланцами. Заготовки обечаек обычно получают ковкой, заготовки фланцев — ковкой или иногда в виде стальных отливок. Так, валы Красноярской ГЭС (рис. 17.3) выполнены из кованых заготовок из стали 25ГС. На сборку среднего стыка обечайки 2 поступают после черновой механической обработки с припуском 20 мм на последующую механическую обработку по внешнему и внутреннему диаметрам. При сборке кольцевого стыка длинных валов необходимо предусматривать некоторый излом оси в месте стыка с целью компенсации неравномерной поперечной усадки по периметру шва. Поэтому сборка стыка под электрошлаковую сварку выполняют с переменным зазором: 33 мм под карманом для наведения сварочной ванны и 38 мм в плоскости, повернутой на 90 от кармана в направлении вращения. После выполнения среднего стыка сваренные обечайки проходят высокий отпуск и подвергаются промежуточной механической обработке. Затем выполняют сборку и сварку стыков с фланцами 1 и 3. Чистовую механическую обработку производят после нормализации и высокого отпуска.
Рис. 17.3. Схема вала турбины.
При выполнении кольцевых стыков с весьма большой площадью сечения трудно обеспечить непрерывность процесса сварки от начала до заварки замка. Такая непрерывность необходима как из соображений качественного выполнения шва (при нарушении процесса неизбежно возникновение несплавления кромок и возможно образование трещин), так и соблюдения размера и направления ожидаемой сварочной деформации излома осей стыкуемых деталей. Так как сварка может длиться десятки часов, то возникает опасность отказа аппаратуры и прежде всего выхода из строя мундштуков, направляющих электродную проволоку в сварочную ванну. Сменить мундштуки без остановки процесса невозможно, поэтому для сварки кольцевых швов с большой площадью сечения используют специальную установку (рис. 17.4) с двумя дублирующими сварочными головками. При выходе работающей головки из строя ее место тотчас занимает вторая головка и процесс сварки прерывается лишь на весьма непродолжительное время.
Рис. 17.4. Установка с дублирующими головками для электрошлаковой сварки кольцевых швов:
1 — тележка; 2 — колонна; 3 — сварочные головки; 4 — механизм переброса головок; 5 — подвеска крепления ползуна.
Валы газовых и паровых турбин изготовляют из жаропрочных сталей что затрудняет получение заготовок большого размера с помощью литья и ковки. Поэтому крупные валы сваривают из поковок относительно небольшого размера и простои формы. Так, на рис. 17.5 показан ротор газовой турбины, составленный из отдельных дисков 4 и концевых частей 3 и 5. При разработке конструкции и технологии изготовления подобных изделий основными требованиями являются жесткое ограничение сварочных деформаций искривления продольной оси ротора и получение надежного проплавления швов при их односторонней сварке. Необходимость соблюдения жесткого допуска на искривление продольной оси ротора от сварки вызывается наличием внутренних замкнутых полостей, смещение которых относительно оси вращения вызывает неуравновешенность. При высокой частоте вращения такая неуравновешенность совершенно недопустима, а устранить ее трудно из-за недоступности внутренних полостей для механической обработки. Поэтому необходимы точная сборка и прецизионная технология сварки.
Рис. 17.5. Сварной ротор газовой турбины.
Кованые заготовки дисков после механической обработки центрируются относительно друг друга направляющими поясками, требуемый размер зазора в разделке обеспечивается постановкой проставок. Собранные элементы плотно стягивают тягами / с компенсирующими усадку пружинами 2, и в вертикальном положении ротор подают на сварку.
Однопроходная сварка не может обеспечить симметрии сварочных деформаций из-за неравномерности поперечной усадки по периметру кольцевого шва, поэтому сварку выполняют многослойной. Полный провар в корне шва достигается специальной конструкцией разделки или применением остающихся кольцевых подкладок. Оригинальная конструкция стыка показана на рис. 17.6. Посадочная ступенька у собираемых деталей и упорное кольцо из малоуглеродистой стали толщиной 2 мм обеспечивают высокую точность сборки ротора и необходимую податливость стыка при сварке. Это весьма важно для предупреждения образования трещин в соединении. Притупление разделки шва выбрано из условия получения полного провара корня шва. Специальные наклонные каналы уменьшают жесткость кромок при выполнении корневого слоя и тем самым предотвращают образование в нем трещин, а также обеспечивают лучшие условия для ультразвукового контроля сварного соединения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
