Тема 4. СВАРКА КОРПУСОВ

Лекция 8

Сварка корпусов

Сборка под сварку

Подготовка кромок. Способы подготовки кромок свари-ваемых деталей должны обеспечивать отсутствие на кромках механических повреждений и зон термического влияния, снижа-ющих регламентированные свойства сварных соединений. Форма подготовки кромок должна соответствовать стандартам и требованиям чертежа.

Кромки подготовленных под сварку элементов аппаратов зачищаются до металлического блеска на ширину не менее 20 мм, а для электрошлаковой сварки - не менее 50 мм без следов ржавчины, масла и прочих загрязнений. Кромки листов из угле-родистой стали очищают химическим способом. Непосред-ственно перед сваркой ржавые кромки смазывают 15%-ным водным раствором соляной кислоты. Раствор практически безопасен для работающих (при попадании на руки не вызывает ожогов). Если толщина слоя ржавчины не более 1 мм, раствор наносят один раз, если больше - 2-3 раза. Для интенсификации процесса перед повторным нанесением раствора желательно смоченную кромку протереть жесткой волосяной щеткой. Изделие с очищенными кромками сушат на воздухе, не промывая водой. Положительные стороны этого метода: раствор реагирует только с ржавчиной и окалиной; не выделяются вредные вещества, что позволяет очищать кромки непосредственно на рабочем месте; конечный продукт реакции (хлорное железо) не влияет на качество сварного соединения.

Для удаления с поверхности черных металлов окалины и ржавчины толщиной до 3 мм используется паста «Целлочель». В состав пасты входят: соляная кислота, уротропин, жидкое стекло, бумажная масса или мелкие древесные опилки и вода. Соляная кислота, легко растворяя ржавчину, не действует на основной металл благодаря присутствию ингибитора – уротропина. Жидкое стекло и наполнитель служат сгустителями пасты и улучшают ее технологические свойства. Пасту приготовляют, смешивая компоненты в кислостойкой посуде при комнатной температуре. Паста годна к использованию через сутки после приготовления (по внешнему виду и вязкости она напоминает консистентную смазку).

На очищаемые поверхности деталей пасту наносят кистью или шпателем, а при больших размерах поверхностей - растворонасосом. Толщина слоя пасты 2-5 мм, время выдержки пасты на детали 15-60 мин. В этом случае гарантируется снятие слоя ржавчины, толщиной до 1 мм. Если слой ржавчины большей толщины, увеличивают время выдержки пасты на детали или наносят пасту повторно. После удаления пасты поверхность обильно промывают водой или насухо протирают ветошью, а затем 10%-ным раствором соли или 10%-ным раствором ортофосфорной кислоты. На очищенной поверхности металла образуется пленка, защищающая металл от окисления на 1-2 суток. Кроме того, пленка улучшает адгезию лакокрасочных покрытий с поверхностью и удлиняет срок их службы.

Пасту можно применять для очистки изделий любого сложного профиля и любых габаритных размеров, а также для очистки сварных швов.

Для защиты поверхности изделий от брызг металла используют жидкий концентрат сульфитно-спиртовой барды (КБЖ ГОСТ 8518 - 57). Концентрат разбавляют в горячей воде (60 - 90⁰ С; отношение 1 : 4 по массе или 1 : 5 по объему) до однородного раствора и наносят на изделие (кистью, пульверизатором или окунанием) за 1 ч до сварки. Защитные свойства раствора не исчезают со временем, его можно наносить за 20 дней до сварки. При использовании раствора КБЖ брызги не прилипают к металлу и легко удаляются щеткой.

Сборка.

Методы сборки элементов под сварку должны обеспечивать правильное взаимное расположение сопрягаемых элементов и свободный доступ к выполнению сварочных работ в последо-вательности, предусмотренной технологическим процессом. При сборке допускается применение методов подгонки, которые должны исключать появление дополнительных напряжений в металле или повреждений поверхности металла.

Подготовленные к сборке под сварку кромки элементов аппаратов и прилегающие к ним поверхности основного металла, а также величина зазора между кромками должны быть в соответствии с требованиями чертежей, действующих стандартов и нормалей на сварку. Сварщик может приступить к сварке только после установления контролером ОТК правильности сборки и тщательности зачистки всех поверхностей металла, подлежащих сварке.

При приварке к корпусу или днищу аппарата опор, внутрен-них устройств и других деталей расстояние между краем шва приварки детали и краем ближайшего шва должно быть не менее толщины стенки корпуса или днища, но не менее 20 мм. Про-дольные швы смещенных обечаек и швы днищ должны быть смещены один относительно другого на величину трехкратной толщины наиболее толстого элемента, но не менее, чем на 100 мм между осями швов.

В сварных стыках элементов разной толщины предус-матривается плавный переход от одного элемента к другому путем постепенного утонения более толстого элемента в соответствии с ГОСТ 8713-70 и 5264-69, а в случаях, не предусмотренных стандартами, угол скоса разностенных элементов должен быть не более 15° (уклон 1 : 4) (рисунок 8.1 а, б). Сварка патрубков разной толщины может выполняться как показано на рисунке 8.1 в,г. Допускается применение стыковых швов без предварительного утонения более толстой стенки, если разность в толщинах соединяемых элементов не превышает 30% толщины более тонкого элемента и во всяком случае не должна быть больше 5 мм.

l 4( ) l

а) б)

в) г)

Рис. 8.1. – Допустимое смещение кромок

Совместный увод f кромок (рис. 8.2) в продольных и кольцевых швах (угловатость) не должен превышать 10% толщины h листа плюс 3 мм и не должен быть более 5 мм. Угловатость продольных швов определяется по шаблону, длина которого по хорде равна 1/3 радиуса обечайки, а угловатость кольцевых швов проверяется линейной длиной не менее 200 мм.

Смещение кромок листов (рисунок 8.2г) в стыковых соеди-нениях, определяющих прочность аппарата, не должно превы-шать 10% номинальной толщины тонкого листа, но не должно быть более 3 мм. Смещение кромок в кольцевых швах при тол-щине листов до 20 мм не должно превышать 10% номинальной толщины тонкого листа плюс 1 мм, а при толщине листов свыше 20 мм - 15% номинальной толщины тонкого листа, но не должно быть более 5 мм. Смещение кромок в соединениях из биметалла не должно превышать 10% номинальной толщины тонкого элемента и не должно быть более 3 мм со стороны основного слоя и 50% толщины облицовочного слоя.

Рис. 8.2. – Допустимая угловатость кромок

При сборке под электрошлаковую сварку продольных стыков (обечаек, трубных решеток, плоских заготовок днищ и т. д.) кромки продольных стыков обечаек диаметром менее 2000 мм должны иметь после круговой гибки прямые участки шириной не менее 200 мм. Совместный увод кромок не должен превы-шать 1,5мм на длине 400 мм (рис. 8.2). Превышение кромок при сборке продольных стыков не должно быть более 2 мм. Отклонения от перпендикулярности реза кромок свариваемого стыка не должны превышать по углу 6-8°, а по линейной величине 4 мм. Ширина зазора начала (нижней части) продольных стыков приведена в таблице 8.1.

Таблица 8.1 – Величина зазоров продольных стыков при

электрошлаковой сварке

В верхней части продольного стыка при длине его более 2 м зазор увеличивается на 2-3 мм на каждый метр длины стыка.

Зазор, необходимый под сварку при сборке кольцевых стыков, приведен в таблице 8.2.

Таблица 8.2 – Величины зазоров при электрошлаковой сварке кольцевых стыков

При сборке днища и корпуса под электрошлаковую сварку, если толщина стенки днища превышает толщину корпуса, кромка днища утоняется механическим способом до величины, равной толщине стенки корпуса на ширине 70-80 мм.