В пособии представлены учебные материалы и методические указания к практическим и самостоятельным работам, охватывающего основные вопросы технологии производства сварных конструкций, сварочных напряжений и деформаций.

Учебное пособие разработано применительно к учебному процессу по кафедре «Сварочное, литейное производство и материаловедение» и может быть использовано при изучении дисциплин «Технологический практикум по сварке», «Контроль качества сварных соединений», выполнении курсовых работ, курсовых и дипломных проектов.

Литые, кованые и штампованные заготовки обычно поступают на сварку в готовом виде, не требующем дополнительных операций. По - другому обстоит дело с деталями из проката. После подбора металла по размерам и маркам стали приходится выполнять следующие операции: правку, разметку, резку, обработку кромок, гибку и очистку под сварку.

Листовой прокат требует правки в том случае, если металлургический завод поставляет его в неправленном виде, а так же если деформации возникли при транспортировании. Наиболее часто встречающиеся виды деформирования листовой стали приведены на рис. 1.

Правка осуществляется созданием местной пластической деформации и, как правило, производится в холодном состоянии. Для устранения волнистости листов и полос толщиной 0,5...50 мм широко используют многовалковые машины (с числом валков более пяти). Правка достигается многократным изгибом при пропускании листов между верхними и нижними рядами валков, расположенных в шахматном порядке. Схема расположения валков в семивалковой машине показана па рис. 2, а.

Листы толщиной более 40...50 мм обычно правят под прессом (см. рис. 2, в). Тонкие листы, толщиной менее 0,5 мм, правят растяжением на специальных растяжных машинах. Серповидность листовой и широкополосной сталей (искривление в плоскости) поддается правке в ограниченной степени.

Правку мелко - и среднесортового, а также профильного проката производят на роликовых машинах (см. рис. 2, б), работающих по той же схеме, что и листоправильные. Для двутавров и швеллеров такой способ используется только для исправления в плоскости меньшего момента

сопротивления. Исправление в другой плоскости осуществляют изгибом на правильно-гибочных прессах кулачкового типа (см. рис. 2, в).

В случае необходимости создания более значительных деформаций правка и гибка сталей должны производиться в горячем состоянии после нагрева до 900...1000 °С для стали классов до С 46/33 включительно и 900...950°С для стали классов С 52/40 и С 60/46. Деформирование при высокой температуре сопровождается процессом рекристаллизации, и пластические свойства металла при этом не снижаются. Нередко правке в вальцах подвергают сварные заготовки из двух или нескольких листов, сваренных стыковыми швами. Для ограничения совершаемой пластической деформации зоны сварного соединения усиление должно быть минимальным. В ряде случаев выпуклость (усиление) рекомендуется удалять.

Ы (J

в - на прессе

Очистка. Для очистки проката, деталей и сварных узлов применяют механические и химические методы. Удаление загрязнений, ржавчины и окалины производят с помощью дробеструйных и дробеметных аппаратов; используют зачистные станки, рабочим органом которых являются металлические щетки, иглофрезы, шлифовальные круги и ленты.

При дробеструйной и дробеметной очистке применяют чугунную или стальную дробь размером 0,7...4 мм в зависимости от толщины металла. В дробеструйных аппаратах дробь выбрасывается на очищаемую поверхность через сопло сжатым воздухом. В дробеметных аппаратах дробь выбрасывается лопатками ротора (производительность выше и очистка обходится дешевле, однако происходит быстрый износ лопаток). Дробеструйную и дробеметную очистку осуществляют в камерах. Через такую камеру лист проходит в вертикальном положении и очищается одновременно с двух сторон, как показано на рис. 3 Скорость движения очищаемого листа составляет несколько метров в минуту. Беспыльные дробеструйные аппараты позволяют обходиться без камер, но они менее производительны, их применяют в мелкосерийном производстве, а также для очистки крупногабаритных сварных узлов, которые не помещаются в камере.

Химическими методами производят обезжиривание и травление поверхности. Различают ванный и струйный химические методы. В первом случае детали последовательно опускают в ванны с различными растворами и выдерживают в каждом определенное время. Во втором случае последовательная подача растворов различного состава на поверхность деталей производится струйным методом, что позволяет осуществлять непрерывный процесс очистки. Химический способ очистки эффективен, однако в производстве сварных конструкций его применение ограничено

высокой стоимостью оборудования для очистки сточных вод.

6

Для предохранения металла от коррозии кроме очистки обычно проводят пассивирование или грунтовку, позволяющие производить сварку без удаления защитного покрытия.

Следует иметь в виду, что выполнение заготовительных операций может привести к появлению таких остаточных явлений в материале заготовок, которые могут снизить качество выполнения последующих операций сборки и сварки, а также работоспособность готовых изделий. Такой перенос свойств, приобретенных при выполнении предшествующих операций на последующие, получил название технологической наследственности.

Для предотвращения или устранения вредного влияния технологической наследственности заготовительных операций нередко приходится вводить ограничения или дополнительные мероприятия. Так, при холодной правке и гибке металла устанавливают допускаемые значения пластической деформации; при механической разделительной резке на ножницах иногда предусматривают удаление металла вблизи кромки реза, где не исключено наличие надрывов. После операции очистки поверхности металла назначают операцию грунтовки для защиты от коррозии в процессе выполнения последующих операций. При выполнении раскроя листов термической резкой приходится учитывать возможность погрешности вследствие перемещений, связанных с неравномерностью поля температур в процессе резки; при механической обработке таких заготовок возможно снижение точности размеров и формы вследствие наличия поля остаточных напряжений.