В решение задач научно — технического прогресса важное место принадлежит сварке. Сварка является технологическим процессом, широко применяемая практически во всех отраслях народного хозяйства. С применением сварки создаются серийные и уникальные машины. Сварка внесла коренные изменения в конструкцию и технологию производства многих изделий. При изготовлении металлоконструкций, прокладке трубопроводов, установке технологического оборудования, на сварку приходится четвертая часть всех строительно-монтажных работ. Основным видом сварки является дуговая сварка.
Основоположниками сварки являются русские ученые и инженеры — В.В. Петров, Н.Н. Бенардос и Н.Г.Славянов. В 1802г. профессор физики Петров открыл и наблюдал дуговой разряд от построенного им мощного «вольтового столба». Этот столб или батарея был самым мощным источником электрического тока того времени. В то время электротехника только начинала создаваться, и открытие Петровым дугового разряда значительно опередило свой век.
До практического применения дуги для целей сварки прошло 80 лет. Н.Н.Бенардос впервые применил электрическую дугу между угольным электродом и металлом для сварки. Он применил созданный им способ не только для сварки, но и для наплавки и резки металлов.
Другой русский изобретатель Славянов, разработал способ дуговой сварки металлическим электродом с защитой сварочной зоны слоем порошкообразного вещества, то есть флюса, и первый в мире механизм для полуавтоматической подачи электронного прутка в зону сварки. Способ сварки плавящимся металлическим электродом получил название «дуговая сварка по способу Славянова».
Изобретения Бенардоса и Славянова нашли заметное применение по тем временам, и в первую очередь на железных дорогах, а затем на нескольких крупных машиностроительных и металлургических заводах России.
Однако, несмотря на первоначальные успехи русских изобретателей в деле разработки и внедрения дуговой сварки, к началу XX века страны Европы опередили Россию.
Только после революции 1917г. сварка получила интенсивное развитие в нашей стране. В нашей стране тогда впервые в мире были разработаны новые высокопроизводительные виды сварки, это электрошлаковая, в углекислом газе, диффузная и другие. Фундаментальные исследования по разработке новых процессов и технологии сварки проводятся в ряде научно-исследовательских организациях, ВУЗах и крупных предприятиях судостроительной, авиационной, нефтехимической, атомной и других.
Технология процесса сварки колонны
Н. Бенардос открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Способ дуговой сварки получил дальнейшее развитие в работах русского инженера Н.Г. Славянова. Метод сварки металлов и неметаллических материалов получил всемирное признание и применяется практически везде, ...
На современном этапе развития сварочного производства в связи с развитием научно-технической революции резко возрос диагноз свариваемых толщин, материалов, видов сварки. В настоящее время сваривают материалы толщиной от несколько микрон (в микроэлектронике) до нескольких метров (в тяжелом машиностроении).
1. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА
Двутавровая балка составляется из трех длинных листовых элементов (двух поясов и стенки).
В высоких балках ставятся ребра жесткости для повышения устойчивости сжатых элементов. Основными швами в балках являются стыковые швы поясов и стенки и угловые швы, соединяющие пояса со стенкой.
При изготовлении сварных балок в цехах целесообразно сначала сварить стыки поясов и стенки, так как стыковые швы являются наиболее ответственными, поэтому для уменьшения остаточных напряжений варить их следует при отсутствии закреплений в свариваемых листах. При сборке пояса или стенки необходимо, чтобы продольные оси стыкуемых листов легли по одной прямой линии, смещение стыкуемых кромок из плоскости листов не выходило за пределы допустимых отклонений и чтобы зазор был выдержан согласно чертежу.
Правильное положение осей стыкуемых листов проверяют обычно длинной линейкой, приложенной к оси или к боковым кромкам листов. Смещение кромок устраняют обычно клином, а требуемый зазор устанавливают при помощи болтовой стяжки или сборочной планки. Собранный стык сваривается вручную высококачественными электродами, полуавтоматом или автоматом под флюсом. При сварке под флюсом необходимо приставить входные и выходные планки и принять меры против протекания расплавленного металла и шлака. После сварки проверяют качество шва и зачищают торцы шва и усиления.
Сваренные пояса и стенка поступают на сборку балки. Способ сборки балки зависит от характера и конструкции применяемых приспособлений и запроектированного метода сварки поясных швов. В настоящее время сварку длинных поясных швов выполняют преимущественно автоматами под флюсом. Балку собирают из трех ее основных элементов (поясов и стенки), сваривают поясные швы автоматом, а затем устанавливают поперечные ребра жесткости и приваривают их полуавтоматом или вручную. Сборку сварных балок выполняют при помощи хомутов и прихваток или в специальном кондукторе.
При сборке балки с помощью хомутов на стеллаже или горизонтальной плите укладывают нижний пояс. На середине пояса параллельно его оси наносят две риски, расстояние между которыми равно толщине вертикальной стенки. По рискам на расстоянии 1—1.5 м друг от друга устанавливают и прикрепляют струбцинами или прихватками сборочные уголки, между которыми устанавливается вертикальная стенка. В местах, где вертикальная стенка значительно искривлена, для совмещения ее с рисками на поясе можно пользоваться скобой и клиньями. Для уничтожения зазора между вертикальной стенкой и поясом пользуются хомутом. Затем накладывают верхний пояс, проверяют правильность положения стенки и верхнего пояса, зажимают собранную балку хомутами и ставят прихватки. Потом освобождают собранную балку от хомутов и подают на автоматическую сварку под флюсом поясных швов. Наилучший провар поясных швов получается при автоматической сварке «в лодочку».
При сварке поясных швов двумя автоматами «в угол» при горизонтальном положении вертикальной стенки, производительность сварочных работ возрастает, причем искривление продольной оси балки будет небольшое, так как горизонтальный прогиб, вызванный наложением первой пары швов, будет почти ликвидирован обратным прогибом от сварки второй пары. При сварке двумя автоматами в угол при вертикальном положении стенки остаточный прогиб будет заметный по вогнутости балки в сторону пояса, на котором выполнялась первая пара швов. После сварки поясных швов размечают и выставляют поперечные ребра жесткости и приваривают их вручную или полуавтоматами. Приварку ребер следует вести от середины балки к ее концам, попеременно с обеих сторон.
Расчет и проектирование сварной балки двутаврового сечения
... 330 1.3 Расчет и конструирование балки Определяем расчётные нагрузки F р , кН, по формулам (1) где - нормативные нагрузки, кН; - коэффициент условий работы, кН; = 1,10. сварная балка двутавровое ... зависит от назначения балки и даётся в условии. 1.6 Расчёт сварных швов, соединяющих пояса со стенкой При работе балки на изгиб в сварных швах, соединяющих пояса со стенкой, возникают сдвигающие усилия ...
Если поясные швы собираемой балки будут выполняться вручную, то описанный порядок сборки балки следует изменить. В этом случае после установки вертикальной стенки на нижний пояс ставят ребра жесткости, прихватывают их, а потом устанавливают верхний пояс и зажимают собранную балку хомутами. Дальше собранная балка идет на ручную или полуавтоматическую сварку поясных швов и приварку ребер жесткости. При горизонтальном положении стенки сварку ведут от середины балки к ее концам. При серийном и массовом производстве сборку балок производят в кондукторах, конструкции которых позволяют значительно уменьшить трудоемкость рабочих операций по укладке и закреплению поясов и стенки балок в требуемом положении.
Для повышения механизации трудоемких сборочно-сварочных операций и увеличения производительности применяют для изготовления балок специализированные кондукторы-кантователи. Сборка в специализированных кодукторах-кантователях не требует постановки прихваток, так как собранные элементы надежно удерживаются в требуемом положении быстродействующими фиксирующими и закрепляющими устройствами. В настоящее время строят механизированные поточные линии для массового изготовления сварных двутавровых балок с предварительным растяжением вертикальной стенки во избежание ее выпучивания от действия остаточных напряжений сжатия.
В общих чертах механизированное поточное производство сварных балок осуществляется примерно в такой последовательности:
1. Стенка балки укладывается в горизонтальном положении на сборочный стенд, концы ее закрепляются в захватах механизма растяжения и стенка растягивается до заданного упругого удлинения.
2. К растянутой стенке приставляются с боков и прижимаются пояса балки.
3. Производится односторонняя прихватка растянутой стенки к обоим поясам балки двумя автоматами сплошными малокалиберными швами.
4. Стенка освобождается от действия механизма растяжения, и собранную балку убирают по рольгангам со сборочного стенда.
5. Собранная балка кантуется на 180° и рольгангами подается на сварочный участок, на котором завариваются поясные швы либо по одному в лодочку, либо двумя автоматами завариваются в угол с каждой стороны стенки.
Проектирование подкрановой балки
... решения составных балок. Устройство поясов из нескольких листов, сваренных по продольным кромкам, менее предпочтительно ввиду необходимости сварки протяжённых швов, сложности обеспечения плотного прилегания поясных листов друг ... мм Принимаем t р =6 мм. Подкрановая балка имеет постоянное сечение по всей длине. Поэтому проверку местной устойчивости стенки выполняем для среднего отсека, где наибольшие ...
6. Сваренная балка поступает на стенд правки грибовидности поясов, потом на остальные производственные операции.
Особенно ответственной является сварка монтажных стыков балок. Поясные швы оставляют незаваренными на длине 1,5 а в каждую сторону от стыка, где а — ширина пояса. Сварку монтажного стыка рекомендуется делать в такой последовательности. Сначала сваривают стык вертикальной стенки, затем сваривают стык пояса, который при работе балки будет растянутым, и, наконец, заваривают стык пояса, который будет работать на сжатие. После сварки стыков доваривают поясные швы на незаваренных участках. Сварку монтажных стыков следует выполнять электродами самого высокого качества.
Для постановки прихваток при сборке конструкции, выбрать ручную дуговую сварку, так как для данного вида работ применение этого способа считается наиболее целесообразным.
Сущность данного процесса заключается в том, что металл плавится за счет тепла электрической дуги, горящей между электродом и изделием. Защита расплавленного металла от окружающей среды производится за счет обмазки электрода.
2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
Для ручной дуговой сварки покрытыми электродами, целесообразно применить постоянный ток обратной полярности, так как при этом токе швы получаются плотными, беспористые, герметичные и по структуре соответствуют спокойной стали.
Для механизированной и автоматической сварки выбрать постоянный ток обратной полярности, так как при этом формирование сварного шва наилучшее, дуга горит стабильно. При прямой полярности процесс сварки характеризуется наименьшим разбрызгиванием даже при сварке значительно малыми токами.
