Сварка на мостовом кране
Обновлено: 20.09.2024
Сборка и сварка как отдельных элементов, так и металлоконструкций полумоста производится на выверенных стеллажах, обеспечивающих взаимное положение элементов конструкций и предохраняющих последние от изгиба и колебаний. Стеллажи выверяются с помощью струны, допустимое отклонение по высоте стеллажей должно быть +3мм. Изготовление полумоста состоит из следующих этапов: изготовление верхних и нижних поясов; изготовление вертикальных стенок; сборка и сварка главной балки и полумоста.
Первый этап.
На стенде раскладывают по два комплекта на две балки: верхние и нижние горизонтальные пояса согласно расстыковке и маркировке. Соприкасающиеся поверхности собираемых элементов перед сборкой очищают от ржавчины, грязи, краски, масла, стружки, заусениц, сварочных брызг с помощью зубила, стальной щетки и зачищают на шлифовальной машинке до металлического блеска.
Уложенные на стеллажи нижние и верхние пояса состыковывают (с проверкой параллельности по струне и по плоскости под линейку) и закрепляют при помощи струбцин, а затем прихватывают электросваркой.
При соединении листов встык зазор (или превышение кромки одного листа над кромкой другого) не должен превышать 1,0 мм при сварке автоматом. По торцам стыков устанавливают фальшпланки для начала и окончания сварного шва, чтобы обеспечить в этих местах более качественную сварку. Фальшпланки укрепляют прихватками и срубают по окончании сварки.
Перед началом сварки правильность сборки, качество стыковки верхних и нижних поясов проверяет ОТК. Сварку ведут при температуре окружающей среды не ниже -15 °С. Запрещается сварка мокрой стали, так как в этом случае выделяются водородистые соединения, способствующие образованию микротрещин. Тележку со сварочным автоматом подводят к стыку, вдоль которого снизу устанавливают флюсовую подушку. Затем свариваемые листы прижимают упорами тележки к роликам конвейера. Надувной резиновый шланг под действием сжатого воздуха прижимает флюсовую подушку к свариваемым листам. Сварочный трактор устанавливают в начале шва. В процесс перемещения сварочного трактора автоматически подаются электродная проволока и флюс.
По окончании сварки шов зачищают зубилом и стальной щеткой. Те же операции повторяют для остальных стыков, после чего верхние и нижние пояса кантуют на 180°.
Для прочности сварные стыковые швы обязательно подваривают с обратной стороны с предварительной подрубкой вершины шва. Корень шва вырубают во всех стыках верхних и нижних поясов, таким образом удаляют вредные шлаки. Можно корень шва выплавлять газом с зачисткой шлака. Заварив стыки с обратной стороны, зачищают швы от шлака и убирают флюс.
После проверки верхние и нижние пояса перевозят на место сборки главных балок и укладывают на стеллажах. Режут газом стыковые швы между поясами, разъединяя двойные комплекты сварных поясов, и срезают фальшпланки. Далее стыковые швы и торцы швов зачищают заподлицо с основным металлом для установки вертикальных стенок и рельсов. Разметку по центрам верхних и нижних поясов для установки вертикальных стенок производят с помощью рулетки и керна.
Второй этап.
Состыковку и сварку вертикальных стенок производят аналогично операциям состыковки и сварки верхних и нижних поясов, но с учетом строительного подъема. Строительный подъем главных балок создается для того, чтобы при установлении максимальной нагрузки посередине пролета моста не произошло разрушения металлоконструкции. Мосты крана изготовляют со строительным подъемом f = LKp/1000 мм, где LKp —длина пролета в мм.
Для создания строительного подъема следует выполнить выкладку вертикальных листов по кривой радиусом 4000 м . Строительный подъем должен иметь плавную форму. Проверку следует вести во всех сечениях, где на чертежах указан строительный подъем. Допуск на несовпадение строительного подъема балки или фермы в натуре с проектным — не более 20 % величины строительного подъема. Практически строительный подъем берут 2 мм на 1000 мм до половины пролета моста. Строительный подъем создается раскроем листов в виде трапеции или раскладкой листов.
В индивидуальном и мелкосерийном производстве, при состыковке и сварке листов вертикальной стенки, поступают следующим образом: зная длину пролета крана, по двум крайним листам натягивают струну. Затем, определив величину строительного подъема L для центра вертикальной стенки, выдвигают центральный лист вверх на величину строительного подъема L и далее к нему подводят листы с двух сторон. Поскольку теоретическая величина клиновой подрезки К меньше допуска на косину реза кромки листа и листы, подаваемые на сборку, имеют разный размер, величину клиновой подрезки К определяют на рабочем месте при раскладке листов. Остальные листы подгоняют к трем листам, уже выложенным по разметке.
Третий этап.
Сборка и сварка двух главных балок моста производятся одновременно. Вертикальные стенки укладывают с помощью траверсы электрокрана на стеллажах на подкладки высотой h —218 мм. Далее к ним подводят и устанавливают на ребро горизонтальные пояса, верхний и нижний. Специальная винтовая стяжка позволяет прижать пояса к вертикальной стенке с последующей выверкой по рискам и под угольник. После последовательного прижатия поясов их прихватывают электросваркой к вертикальной стенке. Скошенную часть нижнего пояса после разделки кромок устанавливают по разметке под угольник и прихватывают фальшпланками. Далее балку кантуют на 180° и прихватывают горизонтальные пояса к вертикальной стенке с другой стороны. Кантуя балку, проверяют разделку стыков под сварку нижнего пояса и заваривают их. После сварки фальшпланки срезают газом и торцы зачищают заподлицо. Последовательно кантуя балку с помощью электрокрана на 90 и 180°, заваривают поясные швы сварочным автоматом АДС - 1000 - 2. Необходимо проследить, чтобы в прихватках не было трещин, допустимое смещение вертикальной стенки от центра ± 2 мм , допустимый зазор между поясами и вертикальной стенкой до 1 мм и угол между поясами по отношению к вертикальной стенке должен быть 90°.
Размечают на балке места для больших и малых ребер жесткости. Разметку ведут с помощью рулетки, мелового шнура и керна от центра балки к концам нарастающим итогом, чтобы суммирование погрешностей было минимальным. Установка ребер жесткости на балку ведется с двух сторон по разметке под угольник предварительной прихваткой в шести —восьми местах с последующей их приваркой на сварочном полуавтомате. Затем на главную балку по разметке с пригонкой по месту приваривают два башмака, придающие скошенной части нижнего пояса пространственную жесткость. Балки укладывают параллельно на стеллажах под установку рамок вспомогательных ферм.
Четвертый этап.
На плите размечают контур деталей, составляющих рамки вспомогательных ферм, устанавливают упоры и прихватывают их электросваркой. По разметке и упорам собирают рамки вспомогательных ферм из уголков 175x75x6 мм с прихваткой электросваркой, а затем заваривают их, кантуя для сварки на другую сторону. После этого их устанавливают и прихватывают электросваркой на главных балках, от центра вертикальных стенок, пригоняя к ребрам жесткости, выравнивая под угольник. К рамкам подводят по разметке поясные угольники 160x160x10 мм вспомогательных ферм, пригоняя их по месту стыков и к рамкам и прихватывая электросваркой на стыках и к каждой рамке. На вспомогательные фермы по разметке укладывают косынки, листы, уголки, раскосы, штыри и площадки под редуктор и двигатель и прихватывают их электросваркой. Проверяют сборку вспомогательных ферм по схеме и чертежу рулеткой и струной и после проверки сваривают вспомогательные фермы с соответствующей кантовкой от середины моста и к концам сварочным полуавтоматом.
Технология выполнения основных операций сборки и сварки металлоконструкций. Виды соединений металлоконструкций крана.
В зависимости от сложности металлоконструкции, ее конфигурации, объема выпуска и способа сварки сборку можно производить по разметке, по первому изделию, на универсальных приспособлениях, по шаблону, на специальных или переналаживаемых стендах и приспособлениях. Сборку по разметке с применением простейших универсальных приспособлений применяют в единичном производстве.
Сборку по первому изделию применяют в мелкосерийном производстве, например, при изготовлении поясов для ферм, опор т. п. с использованием простейших универсальных приспособлений.
Сборку на плитных настилах с пазами, снабженными упорами, фиксаторами и различными зажимными устройствами, применяют в мелкосерийном и серийном производствах при изготовлении однотипных, но разных по габаритам металлоконструкций.
Сборку при помощи шаблонов применяют в серийном производстве. Сборку на специальных или переналаживаемых стендах и приспособлениях применяют в серийном и массовом производстве.
Основными технологическими операциями сборки являются: сборка встык листовых и профильных элементов, сборка внахлест - втавр, а также сборка продольных и кольцевых стыков обечаек и др.
Стыковые соединения являются наиболее распространенными вследствие того, что дают наименьшие напряжения и деформации при сварке. Однако они требуют более тщательной подготовки листов под сварку и точной подгонки друг к другу. Большое значение для качества сварки имеет соблюдение параллельности кромок, а также оставление зазора между свариваемыми кромками для облегчения провара нижних частей кромок. Превышение одной кромки над другой допускается не более 1 мм при автоматической сварке и 1,5 —2 мм при ручной и полуавтоматической.
Сварку встык ведут как при разделке кромок, так и без разделки. Без разделки кромок можно соединять листы до 6 мм встык при односторонней и до 8 мм при двухсторонней сварке. При ручной сварке листы толщиной от 3 до 26 мм соединяют встык с односторонней разделкой одной или двух кромок. Листы толщиной 12 —40 мм соединяют с двухсторонней разделкой кромок. Двухсторонняя разделка кромок имеет ряд преимуществ перед односторонней разделкой кромок, так как она позволяет уменьшить объем наплавленного металла почти в 2 раза, соответственно уменьшает расход электродов и электроэнергии при сварке и, кроме того, при сварке возникают меньшие коробления и остаточные напряжения. Поэтому желательно, если позволяют размеры изделия его конструкции, листы толщиной 12 мм и выше соединять с двухсторонней разделкой кромок.
Соединения внахлестку применяют при сварке сталей толщиной не более 10 мм электродуговой и до 3 мм роликовой и точечной контактной сваркой. При соединении внахлестку не требуется специальной обработки кромок, кроме обрезки. Сварка листов должна вестись с двух сторон. Допустимый зазор между свариваемыми листами при автоматической сварке 1 мм , а при ручной и полуавтоматической 1 —4 мм в зависимости от толщины листа.
Угловые соединения применяют при сварке по кромкам листов, расположенных под прямым или иным углом. Сварку ведут как при разделке кромок, так и без разделки, с оставлением зазора между листами до 2 мм и без него.
Тавровые соединения выполняют как с разделкой кромок, так и без разделки, сварку ведут с одной или двух сторон. При сварке листов с разделанными кромками для лучшего провара вертикального листа между вертикальным и горизонтальным листом оставляют зазор 2 мм . Разделку кромки с одной стороны листа сжимают в том случае, когда конструкция изделия не позволяет Сваривать тавровое соединение с двух сторон.
Прорезные соединения открытого или закрытого типа применяют, когда длина сварного шва внахлестку не обеспечивает достаточной прочности.
Соединения с накладками применяют, когда их нельзя вменить стыковыми или нахлесточными соединениями; такое соединение требует дополнительного расхода металла на накладки.
Технология выполнения основных операций сборки и сварки металлоконструкций. Методы и способы сварки.
Трудоемкость сварочных работ в сварных конструкциях составляет около 30 % общей трудоемкости ее изготовления. Изготовление сварных конструкций из различных металлов и сплавов производится различными методами и способами сварки. В подъемно - транспортном машиностроении по объему применения электродуговая сварка является основным видом сварки. Наиболее широко применяют ручную электродуговую сварку, полуавтоматическую и автоматическую сварку под слоем флюса и в среде защитных газов. Электродуговую сварку можно выполнять металлическим или угольным электродами. Больше распространена сварка металлическим электродом, здесь сварочная дуга образуется и горит при прохождении сварочного тока между электродом и свариваемым изделием. Больше всего сварку ведут на переменном токе, так как меньше расходуется электроэнергии, и применяют относительно простую аппаратуру. Для защиты расплавленного металла от вредного влияния атмосферного воздуха и получения качественного сварного шва при ручной электродуговой сварке применяют электроды с защитными (качественными) покрытиями, а при автоматической и полуавтоматической — флюсы и углекислый газ.
Электроды для ручной электродуговой сварки, применяемые для сварки металлоконструкций в подъемно - транспортном машиностроении, выпускают по ГОСТ 9467 —75. Размеры и общие технические требования для электродов регламентируются ГОСТ 9466 —75.
В связи с большим разнообразием покрытий электроды делятся на типы по их назначению и механическим свойствам металла шва (прочность и пластичность). Материалом для электродов служит сварочная проволока СВ - 08 и СВ - 08А (ГОСТ 2246 —70) диаметром 1,5 —6 мм для свариваемого металла толщиной 1 —20 мм и соответствующий состав покрытия толщиной 1 —3 мм. Электродные покрытия обеспечивают более устойчивое горение дуги и создают вокруг нее и расплавленного металла слой из газов для защиты расплавленного металла от азота и кислорода воздуха, а также для повышения механических свойств сварного шва. Для сварки металлоконструкций ПТМ, в основном, применяют электроды ЭЧ2 и ЭЧ2А, а для особо ответственных конструкций — электроды Э50 и Э50А.
Автоматическая сварка металлическим электродом производится при горении дуги между сварочной проволокой и кромками свариваемого металла под слоем флюса, засыпаемого через шланг в зону шва впереди дуги. Тепло дуги расплавляет свариваемый металл, проволоку и часть флюса, образуя сварочную ванну. Расплавленный флюс защищает жидкий металл от вредного влияния азота и кислорода воздуха, одновременно раскисляет его и удаляет окисел в слой шлака. Флюс также концентрирует тепло в зоне сварки, обеспечивая при этом глубокий провар основного металла, правильно формирует сварной шов благодаря давлению на ванну жидкого металла и медленному его остыванию, устраняет потери на угар и разбрызгивание расплавленного металла, стабилизирует горение дуги, легирует металлы шва и обеспечивает высокие механические свойства наплавленного металла. Флюс изготовляют путем сплавления нескольких компонентов и последующего их размельчения до определенной фракции. В качестве флюса для автоматической сварки применяют флюс АН - 348, АН - 348А, ОСЦ - 45 и др. (ГОСТ 9087 —69), в качестве электродов применяют проволоку стальную сварочную диаметром 3 —6 мм марки СВ - 08А и др. (ГОСТ 2246 —70). Автоматическую сварку под флюсом применяют для сварки стыковых, тавровых, угловых и замковых соединений деталей из углеродистых, низколегированных и большинства высоколегированных сталей толщиной более 1,5 мм , имеющих прямолинейные швы значительной протяженности ( 10000 мм ) или кольцевые швы при диаметре более 1000 мм .
При выполнении коротких прямолинейных и криволинейных стыковых, угловых и тавровых швов и при сварке в труднодоступных местах, где затруднено применение сварочных автоматов, широко применяют полуавтоматическую сварку под флюсом. Для полуавтоматической сварки используют полуавтоматы типов ПШ - 5, ПШ - 54 и ПДШМ - 500 с постоянной скоростью подачи сварочной проволоки, не зависящей от напряжения дуги. Полуавтоматы питаются как от переменного, так и постоянного тока. Основной областью применения сварки под флюсом следует считать выполнение соединений элементов средних толщин (4 —40 мм).
Наиболее экономичным способом сварки алюминия и его сплавов (средней толщины) продольным и кольцевым швом является автоматическая сварка полуоткрытой дугой по флюсу. Флюс с помощью дозатора / в процессе сварки непрерывно насыпается тонким слоем впереди дуги, не закрывая ее, но при этом расплавленный флюс надежно защищает сварочную ванну и удаляет пленку окислов. Тонкий слой флюса обеспечивает устойчивое горение дуги, так как толстый слой вследствие электропроводности флюса приводит к шунтированию дуги и нарушению устойчивости горения. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности («плюс» подключается к электроду, а «минус» к свариваемому металлу) сварочным трактором ТС - 33 с применением флюсов марок АН - А1, АН - А4, АН - А6 и сварочной проволоки диаметром 1 —4 мм марок АК и АМГ.
Одностороннюю сварку стыковых швов (продольных и кольцевых) с формированием обратной стороны шва целесообразно выполнять на флюсовой подушке или на флюсомедной подкладке. Из множества различных конструкций и типов существующих в отечественной промышленности сварочных агрегатов наиболее широкое применение для сварки под слоем флюса металлоконструкций подъемно - транспортного машиностроения находят автоматы типа ТС - 17М, ТС - 32, ТС - 33, АБС, УТ - 1250 - 3, АДС - 1000 - 2 и др.
Для выполнения неответственных сварных сборочных единиц и соединений внахлестку из тонколистового материала (обшивка каркасов кабин и дверей лифтов, кабин крановых мостов, приварка настила к мостовым фермам и т. п.) применяют полуавтоматическую сварку электрозаклепками под слоем флюса. Выполнение электрозаклепок иод слоем флюса при толщине верхних листов свыше 3 мм обычно требует предварительной обработки отверстий, а при толщине верхнего листа менее 3 мм электрозаклепки устанавливаются проплавлением верхнего листа электродом. В условиях крупносерийного производства применяют автоматические многоточечные сварочные машины для постановки большого количества электрозаклепок в строго последовательном порядке с одной установки свариваемого изделия.
Автоматическая, полуавтоматическая и ручная аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом специальных сталей, цветных металлов и сплавов может выполняться без присадки и с присадкой. Сварку без присадки применяют для стыковых швов элементов толщиной 0,8 —2,0 мм с прямолинейными и кольцевыми швами, при этом требуется тщательная подгонка свариваемых кромок. Автоматическую аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом с присадкой применяют для стыковых, тавровых и угловых соединений деталей толщиной 1,5 мм и более из легких сплавов, деталей толщиной 1 мм и более —из титана и его сплавов. Автоматическую аргонодуговую сварку плавящимся электродом применяют для соединения деталей толщиной более 4 мм из алюминиевых сплавов.
Полуавтоматические способы сварки в аргоне применяют при сварке коротких или криволинейных швов, а также швов, расположенных в труднодоступных местах, когда применять автоматическую сварку невозможно или нерационально.
При сварке изделий сложной формы используют ручную аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом. Из-за высокой стоимости защитного газа применение аргонодуговой сварки при изготовлении конструкций из сталей обычно ограничивается областью малых толщин.
За последние годы в подъемно - транспортном машиностроении для сварки металлоконструкций из малоуглеродистых и низколегированных сталей широко внедряют электродуговую сварку плавящимся электродом в углекислом газе. Сущность способа состоит в том, что воздух оттесняется от зоны сварки струей углекислого газа, а окисление самим углекислым газом переплавляемого дугой металла компенсируется повышенным содержанием элементов - раскислителей в электродной проволоке. Сварка возможна на постоянном и переменном токе с применением осциллятора. Применение сварки в среде углекислого газа вызвано широкой номенклатурой разнообразных | изделий, отличающихся большой сложностью. В таких случаях сварка в углекислом газе является наиболее универсальной, так как она позволяет сваривать в различных пространственных положениях и не снижая при этом производительности. Для этой сварки применяют самое разнообразное оборудование. Наиболее оригинальными полуавтоматами, широко применяющимися при сварке металлоконструкций, являются полуавтоматы Л - 537, А - 547 - Р Института электросварки им. Е. О. Патона. Полуавтоматом А - 547 - Р можно сваривать различные соединения листового металла толщиной до 3 мм и угловых соединений при катетах шва до 4 мм . Сварку можно выполнять во всех пространственных положениях сварочной проволокой марки СВ - 08ГС диаметром 0,8 —1 мм, постоянным током. Напряжение дуги 17 —21 В, сварочный ток от 70 до 200 А. Полуавтомат А - 537 предназначен для сварки постоянным током металла толщиной 3 мм и более, сварочной проволокой марки СВ - 08Г2С (ГОСТ 2246 —70), диаметром 1,6 —2 мм. Основным фактором технико - экономической эффективности любого способа сварки являются производительность и стоимость сварочных работ. Ориентировочная стоимость 1 кг наплавленного металла при полуавтоматической сварке плавящимся электродом в углекислом газе, аргоне, под флюсом.
При этом полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа по сравнению с другими методами является наиболее производительной и экономичной. Для сварки материалов больших толщин (10 —12 мм и более) осуществлен новый способ ручной и автоматической сварки под слоем флюса трехфазной дугой.
Сущность сварки трехфазной дугой заключается в том, что в процессе сварки участвуют три фазы источника тока, которые подводятся к двум электродам и свариваемому изделию. В этом случае горят три дуги: две дуги АВ н СВ между электродами и сравниваемым изделием и третья дуга АС между электродами. Наличие в процессе сварки трех дуг создает большой баланс тепла, под действием которого металлы электродов и изделия быстро нагреваются и плавятся. Производительность сварки при этом повышается в 2 —3 раза, расход электроэнергии понижается на 25 —40 % и увеличивается коэффициент использования электроэнергии до 0,65 %. Сварку трехфазной дугой широко применяют при изготовлении различных коробчатых металлоконструкций, балок, опорных башмаков шагающего экскаватора и т. и.
Читайте также: