книги / Производство сварных конструкций (Изготовление в заводских условиях)
..pdfвий; 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
|
|
|
М[АТЕРИАЛ]Ы |
|
|
||
Способы |
Углероди |
Нержа |
Алюми |
Титано |
Пла |
ке- |
|
стые стали |
веющие |
ниевые |
вые спла стмас |
||||
|
рами |
||||||
|
|
стали |
сплавы |
вы |
сы |
||
|
|
КЗ. |
|||||
Газопла- |
+ + + |
|
|
+ + |
|
||
— |
— |
— |
|
||||
меииая |
+ + + |
+ + + |
+ + + |
+ + |
+ |
|
|
Плазменная |
— |
||||||
Лазерная |
+ + + |
+ + + |
+ + |
+ + + |
+ |
+ + |
|
М еханиче |
+ + + |
+ + + |
+ + + |
+ + + |
+ + |
+ |
|
ская |
|
|
|
|
|
|
|
+ + + -хорошо; + + - удовлетворительно; + - возможно; - |
- не применя |
||||||
ется |
|
|
|
|
|
|
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
|
|
|
П олож ение |
Допускаемы й |
П рофиль |
|
Э скиз |
нейтральной |
минимальный |
|
|
£. |
оси |
радиус гибки |
|
|
X -X |
|
|
Трубы, круг |
d ? |
/ГЛ X |
30 d |
|
|
/ |
. V J |
у - у |
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
*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