Зварювання двотаврової балки

Зварювальний трактор  оснащений  двома бункерами для  флюсу: один бункер застосовують при  зварюванні вертикальним електродом, а другий - при зварюванні похилим  електродом. Товщина насипаного  шару флюсу встановлюється вертикальним переміщенням патрубка , по якому подається флюс в зварювальну область . Якщо зварюють стиковий шов без оброблення кромок, то трактор направляють вручну. Якщо зварюють шов з обробленням крайок, то на одну зі штанг підвіски встановлюють копір , що складається із двох послідовно розташованих роликів, які при зварюванні котяться по обробленних кромках  і тим самим направляють трактор уздовж шва, що зварюється. При зварюванні кутових швів «у човник» (рис. 3.3) копіювальним елементом служить ролик, закріплений на штанзі, що котиться по катеті  шва, що зварює. Трактор має трикнопковий  пульт керування. Крім того, є додатковий пульт керування , використовуваний при зварюванні кільцевих швів на циліндричних виробах (казани, цистерни або інші резервуари) , для керування електродвигуном стенда , на якому обертається зварюваний  виріб [9].

Рисунок 2.3 – Зварювання кутових швів «у човник»

 

В якості джерела живлення для зварювального трактора ТС-17М  та ручного дугового зварювання вибираємо випрямляч зварювальний універсальний ВДУ-506-Э (рис.3.10) призначений для комплектації зварювальних і наплавочних напівавтоматів і автоматів, а також ручного дугового зварювання [9].

Рисунок 2.4   Випрямляч зварювальний універсальний ВДУ-506-Э

Таблиця 2.10  Технічна характеристики ВДУ-506-Э

Параметр	ВДУ-506-Э
Вольт-амперні характеристики: падаючі жорсткі	+ +
Напруга живлення, В	3×380
Номінальна споживна потужність, кВА	40
Зварювальний струм (ПН)	385 (100%)
Спосіб регулювання  зварювального струму	плавно
Діапазон регулювання зварювального струму, А: падаючі характеристики жорсткі характеристики	60 –500 50 –500
Робоча напруга, В: падаючі характеристики жорсткі характеристики	18 – 50 22 – 46
Напруга холостого ходу, не більше, В	85
Діаметр штучних електродів, мм	2 – 6
Степінь захисту	IP 22
Маса, не більше, кг	290
Габарити (Д×Ш×В), мм	760×700×900

 

 

2.5 Вибір механічного та допоміжного зварювального обладнання

 

Механічне та допоміжне  зварювальне обладнання використовується для удосконалення і автоматизації  процесу зварювання. Для того, щоб підвищити виготовлення продукції в десятки разів. До механічного обладнання відносяться різного роду приспосіблення: маніпулятори, кантувачі, обертачі, опозиціонери, роликові стенди та ін.

Зварювальні маніпулятори призначені для обертання зі швидкістю зварювання виробів при виконанні кільцевих швів в зручному для зварювання положенні, що забезпечується зміною величини кута нахилу осі обертання, їхніми складовими частинами є; корпус із механізмом нахилення планшайби, стіл (траверса) з планшайбою і механізмом її обертання.

Кантувачі –  це стаціонарні пристрої, що дозволяють закріплювати вироби, повертати їх і встановлювати в зручне для  зварювання положення. Розрізняють такі основні види кантувачів; одностоякові; двостоякові з рухомими центрами; двостоякові з нерухомими центрами; човникові; кільцеві; домкратні; ланцюгові; важільні та ін [10].

Позиціонер  призначений для установки виробів у зручне для складання й зварювання положення й забезпечує тільки маршове обертання виробів, що зварюються, при різних кутах нахилу осі обертання виробу. На відміну від маніпулятора позиціонер не забезпечує обертання виробу, що зварюється, зі швидкістю зварювання.

Обертач забезпечує обертання  виробу з робочою швидкістю або  з робочою й маршовою швидкістю  навколо осі, що не змінює свого положення в просторі. Обертач на відміну від маніпулятора не забезпечує нахилу осі обертання виробу.

Роликовий стенд  призначений для повороту й установки  виробу в зручне для зварювання положення  або для обертання виробів  з робочою швидкістю. Обертання виробу забезпечується за рахунок зчеплення привідних опорних роликів з виробом .

Для виконання будь-якої технологічної операції виріб необхідно  подати на місце виконання цієї операції, розмістити в просторі відповідним чином, забезпечити закріплення та зручне розташування технологічного устаткування [10].

Таким чином, компонування механізованого робочого місця для  виконання технологічної операції повинно включати:

- устаткування для  встановлення виробу у зручне  просторове положення, що забезпечує найбільш сприятливі умови для виконання операції,

- технологічне устаткування (металообробне, зварювальні автомати, напівавтомати, джерела живлення зварювальної дуги й т. ін.);

- устаткування для  встановлення та закріплення  технологічного обладнання і їхнього переміщення ( при необхідності);

- устаткування для  переміщення працівників і розміщення  їх в найбільш зручному положенні відносно оброблюваного виробу під час виконання технологічної операції (при необхідності);

- при виконанні операцій зварювання – додатково устаткування для забезпечення захисту зварного шва в процесі зварювання (флюсоподаючі і флюсозбиральні апарати), пристрої для забезпечення подачі захисного газу (централізованим способом або за допомогою балонних рамп або окремих балонів із захисним газом);

- устаткування для  виконання просторових переміщень  виробу до, під час і після  виконання технологічної операції.

Таким чином, компонування робочого місця для зварювання повинно  включати:

- устаткування для  встановлення виробу, що зварюється, у зручне просторове положення, що забезпечує найбільш сприятливі умови для формування зварного шва,

- зварювальне устаткування (автомати, напівавтомати, джерела  живлення зварювальної дуги й ін.);

- устаткування для  встановлення та закріплення зварювальних апаратів (автоматів або напівавтоматів) і їхнього переміщення ( при необхідності);

- устаткування для  переміщення зварювальників для  розміщення їх в найбільш зручному  положенні відносно зварювального  виробу під час виконання процесу зварювання (при необхідності);

- устаткування для  забезпечення захисту зварного  шва в процесі зварювання (флюсоподаючі і флюсозбиральні апарати), пристрої для забезпечення подачі захисного газу (централізованим способом або за допомогою балонних рамп або окремих балонів із захисним газом) ;

- устаткування для  виконання просторових переміщень  виробу до , під час і після  зварювання.

 Для вибору зварювального приспосіблення ми повинні знати, які нам потрібно виконати зварні шви і в якому положенні , яка маса деталі , а також економічна доцільність вибраного зварювального приспосіблення.

 Для збирання балки  використовуємо кондуктор з пневмопритискачами. Ефект використання збирального приспосіблення залежить від швидкої дії і надійності механізму прижимання елементів. Закріплення і звільнення елементів балки по всій довжині за допомогою гвинтів займатиме багато часу. Значно комфортніше в роботі приспосіблення, оснащене пневматичними зажимами із живленням від заводської мережі стиснутого повітря. В цьому випадку притискання і звільнення балки виконується переключателем крана подачі повітря. Забезпечення взаїмної перпендикулярності полиці і стінки при збиранні вимагає поступового переміщення прижимаючого елементу. Це можна виконати шляхом жорсткого кріплення прижимів на штоках циліндрів, або прямолінійними напрямляючими прижимів з шарнірним кріпленням останніх до штоків циліндрів (рис. 2.5).

1 — пневматичні  циліндри; 2 — переносна траверса; 3 — нерухомий упор;

4 — напрямляючі  рухомого упора.

Рисунок 2.5 Збиральний кондуктор з пневмопритискачами

 

При необхідності змінювати  просторове положення балки в  процесі зварювання, вона може бути розміщена на кантувачі. При такому розташуванні балки зручно виконувати зварювання швів „в човник”. На (рис.2.6) представлений приклад такої установки. Як видно з рисунка, зварювальний трактор повинний мати можливість забезпечувати нахил електрода на кут не менш 45 градусів [10].

 

Рисунок 2.6 Установка для зварювання поясних швів балок за допомогою зварювального трактора та кантувача.

 

Установки цього типу досить прості, однак вони мають обмежене застосування: висота балок повинна бути більше розміру колії трактора; поверхня листа, по якому переміщається зварювальний трактор, повинна бути рівною і вільною від накладок і інших виступаючих деталей; зварювання можливе при катеті шва до 6мм.

Конвеєри роликові (рольганги рис.2.7) призначені для транспортування великогабаритних штучних вантажів (двотаврових балок) В якості вантажонесучого елемента використовується набір дискретно закріплених у твердій рамі обертових роликів. Ролики обертаються в підшипниках на нерухомих осях рами конвеєра. Довжина ролика завжди більше ширини або діаметра вантажу, а відстань між роликами трохи менше половини довжини вантажу. Роликові конвеєри виготовляються як з приводами, так і без них, при цьому електродвигун може забезпечити рух цілого ділянки конвеєра (в середньому близько 10м) в залежності від навантаження на його поверхню. У гравітаційних роликових конвеєрах (з нахилом 2-5 градусів) ролики обертаються вільно під дією сили тяжіння переміщуваного вантажу [10].

Рисунок 2.7 Конвеєр роликовий (рольганг) з непривідними роликами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Контроль якості зварювання

 

3.1 Методи контролю якості

 

Візуальний  контроль здійснюється з метою виявлення деформацій, явних пошкоджень тіла (рисок, тріщин, отворів, раковин, слiдiв корозії, розшарування металу тощо) та зовнішніх дефектів зварних швів (непровари, поверхневі тріщини довільної орієнтації, підрізи і напливи, не заварені кратери, свищі, не заварені пропалини в металі шва). Контроль здійснюється за ДСТУ ISO 17637: 2003. Під час візуального контролю визначаються також сумнівні ділянки деталей, що викликають підозру щодо наявності дефекту. Сумнівні ділянки позначаються (обводяться) крейдою і потім контролюються неруйнівними методами. Зовнішнім оглядом перевіряють якість підготування і збирання заготовок під зварювання, якість виконання зварних швів в процесі зварювання і якість готових зварних з’єднань. Зазвичай зовнішнім оглядом контролюють всі зварні з’єднання незалежно від застосування інших видів контролю. Зовнішній огляд у всіх випадках достатньо інформативний і є найбільш дешевим і оперативним методом контролю [11].

Візуальний контроль з використанням оптичних приладів називають візуально-оптичним. Контроль оснований на використанні явища відбивання видимого світла від досліджуваного об’єкта. Контроль проводиться шляхом огляду деталей і виробів в видимому світлі.

Простота контролю, нескладне  обладнання, порівняно мала трудоємкість – основні переваги даного методу.

В зв’язку з тим, що із зростанням збільшення оптичних приладів суттєво зменшується поле зору і  глибина різкості, а також знижується продуктивність контролю, використовують оптичні прилади із збільшенням не більше 20-30.

Для вимірювання і  перевірки якості зварних з’єднань використовують спеціальні шаблони  або універсальний інструмент, які  в більшості випадків входять  в комплект для візуально-вимірювального контролю (наприклад “Луч”, “Аршин”  і т.д.). Такі комплекти призначені для візуального і вимірювального контролю якості:

– основного металу;

– підготовки деталей до зварювання;

– збирання з’єднань деталей (збірних одиниць, виробів) під зварювання;

– зварних з’єднань і наплавлень;

– виготовлення деталей і збірних одиниць;

– виправлення дефектів в зварних з’єднаннях і основному металі, який виконується на стадіях вхідного контролю основного матеріалу, виготовлення (монтажу, ремонту) деталей, збірних одиниць і виробів і при технічному діагностуванні стану металу і зварних з’єднань в процесі експлуатації, в тому числі при закінченні розрахункового терміну роботи виробу.

Інструментальний контроль здійснюється з метою:

- перевірки вiдповiдностi розмірів та форми зварних швів елементів обладнання вимогам нормативної документації та паспортним даним;

- визначення розмірів поверхневих дефектів, виявлених під час візуального контролю (вм’ятин, тріщин, корозійних ушкоджень).

Зварні з’єднання  часто порівнюють по зовнішньому  вигляду із спеціальними еталонами. Геометричні параметри швів вимірюють з допомогою шаблонів або вимірювальних інструментів. Тільки після проведення зовнішнього огляду зварні шви піддають контролю іншими фізичними методами для виявлення внутрішніх дефектів.

Візуальний контроль зварних швів та оцінювання його результатів для остаточного приймання повинен виконувати атестований та досвідчений персонал. Рекомендовано, щоб персонал був атестований відповідно до ІSО 9712 або еквівалентного стандарту відповідного рівня у відповідному секторі виробництва.

Виконаний зварний шов  треба обстежувати, щоб визначити, чи відповідає він вимогам стандарту на продукцію або її застосовування або іншому узгодженому критерію приймання, наприклад, згідно з ІSО 5817 або ІSО 10042. Закінчені шви треба перевіряти принаймні щодо відповідності вимогам [11].