Назначение и сущность слесарных операций, выполняемых при подготовке металла к сварке.

1) Подготовка деталей под сварку.

Для получения заготовки подлежащие сборке необходимо выполнить ряд операций.

а) Металл правят и защищают с целью устранения загрязнений и неровностей образовавшихся при транспортировке и хранении металла. Правку выполняют на правильных станках или правильных плита с помощью молотка, а зачистка в дробемётной установке.

б) Затем выполняют разметку путём перенесения размеров с чертежа на металл. Эта операция выполняется с помощью чертилки, линейки, угольника, кернера, циркуля.

в) Затем выполняется резка на ножницах, автомашинами или резаками, либо сжатой дугой (плазменная резка).

г) Обрабатываем кромки, устраняя неровности с помощью напильников.

д) При необходимости использовать холодную гибку металла или в нагретом состоянии.

е) В зависимости от толщины свариваемого металла и формы разделки кромок подготавливают обрезкой на ножницах, рубкой, газовой резкой, кислородной резкой, обеспечивающей высокую производительность и точность подготовки кромок.

2)Сборка заготовок под сварку.

а) Основной металл до сборки в местах сварки должен быть очищен от ржавчины, масла, влаги и др. загрязнений, которые могут привести к дефектам в шве.

б) Перед сваркой прожигают место сварки газовым пламенем или продувают сухим сжатым воздухом.

в) Если толщена металла до 3 мм то разделка кромок не производится. Если толщена более 4 мм, то выполняется разделка кромок.

Техника сварки.

Во время сварки сварщик сообщает к конце сварочного электрода Движение в 3 – ёх направлениях.

1) Движение – поступательное движение осе проволоки.

2) Движение вдоль оси шва – правильно выбранная скорость перемещения электрода вдоль оси шва обеспечивает требующую форму и качество сварного шва. Сварной шов образованный в результате 1 и 2 движения называют ниточными. Таким швом сваривают тонкие металлы и корневые швы толстых металлов.

3) Движение – колебательное движение поперёк шва, для уширения валика.

Рис. 3

Сварка швов в нижнем положении.

Сварку стыковых соединений выполняют с одной или двух сторон. Для борьбы с прожогами применяют остающееся или съёмные подкладки. Остающееся подкладки изготавливаются из стальных полос толщиной 2 - 4 мм при ширине 30 - 40 мм. Съёмной подкладке изготавливают из материала который во время сварки не плавится, т.е. обладает хорошей теплопроводностью и теплоёмкостью. Этим требованиям отвечает медь, а также графит и керамика. Съёмные подкладки в процессе сварки иногда охлаждают проточной водой. Сварка на подкладках имеет следующие преимущества: сварщик работает увереннее, не боится прожогов и натёков и может увеличивать сварочный ток на 20 - 30% исключается необходимость подварки корня шва обратной стороны. При сварке стыковых соединений без разделки с разделкой кромок в зависимости от толщины свариваемых листов (от 3 до 26 мм), диаметра сварочной проволоки сварку выполняют в два или более слоев. Выполнение шва начинают с наложения 1-го слово, состоящее из одного валика. Дугу возбуждают на скосе кромки, а затем, переместив дугу на середину соединения, проваривают края скоса кромок (корень шва).На скосах кромок движение сварочной проволоки замедляют, чтобы улучшить их провар. А при переходе скорость сварочной проволоки с одной кромки на другую скорость его движения увеличивают для того, чтобы избежать прожога притупленный кромок. Для сварки используют сварочную проволоку для нанесения первого и последующих слоев. Перед наложением следующего слоя поверхность предыдущего защищает от шлаков и брызг. Образование шва заканчивают наплавкой усиление высотой 2 - 3 мм.После заполнения всего сечения шва со стороны разделки кромок с приданием ему требуемого усиления изделие поворачивают, а затем пневматическим зубилом или воздушно-дуговой строжкой вырубают или выплавляют в корне шва канавку шириной 8 - 10 мм и глубиной 3 - 4 мм, которую заваривают за один проход швов, придавая ему небольшой усиление.

Июнь 21, 2017

Для чего выполняется разделка кромок при сварке?

Разделка кромок металла под сварку - обработка свариваемых кромок, придание им надлежащих параметров. Данная процедура осуществляется со следующими целями: обеспечение доступа к корню шва сварочного оборудования, проварка соединяемых деталей по всей толщине материала.

Кромки по форме разделки могут отличаться:

• соединения сварные без разделки краев деталей;
• соединения элементов с разделкой, отбортовкой.

Разделка кромки может быть:

• с односторонним скосом, который может выполняться для одной или обоих краев;
• с двусторонним скосом, выполняемым аналогично для одной, обеих кромок.

Выбирая вариант разделки, рекомендуется брать в учет то, что самым экономным считается соединение сварное без выполнения скоса кромки. Если же предварительная обработка краев изделия все-таки производится, то наиболее простой считается разделка с прямым скосом К, V, Х-образная, чем U-образная. Если сравнивать с односторонней разделкой, то двусторонняя К, Х-образная разделка считается более технологичной, но осуществить такую обработку возможно только в случае наличия доступности сварочным устройством к обоим краям свариваемого металла.

В процессе предварительной подготовки свариваемых металлических элементов производятся следующие мероприятия:

• правка, разметка материала;
• резка металла;
• подготовка к соединению кромок изделия;
• гибка металла горячим, холодным способом.

Подготовка металла может производиться ручным, механическим способами:

• ручная обработка осуществляется на специализированных правильных плитах, выполненных из чугуна, стали. При этом используется винтовой ручной пресс, правка выполняется ударами кувалды;
• механическая правка выполняется на листоправильных вальцах;
• правка угловой стали осуществляется на правильном прессе;
• обработка швеллеров, двутавровых элементов производится на ручных, механических правильных вальцах;
• разметка материала определяет будущую фигуру изделия;
• резка механическая металлических листов может быть прямолинейной, криволинейной. Для этого предназначены специальные ножницы роликовые, оборудованные ножами дискового типа;
• резка заготовок из углеродистых сталей осуществляется дуговой плазменной или газокислородной резками, механическим или ручным способом;
• резка заготовок из легированных сталей производится дуговой плазменной или флюсовой газовой резкой.

Важно! При сварке металл самой конструкции, присадочный материал должны в обязательном порядке предварительно зачищаться от различных загрязнений, конденсата, сколов, жирных, масляных пятен, ржавчины.

Присутствие на поверхности свариваемых деталей любых загрязнений способствует формированию в швах пор и шлаковых отложений, которые значительно ухудшают качество, прочность соединения.

Предварительная подготовка деталей

Предварительная разделка кромок под сварку соединяемых элементов осуществляется для обеспечения максимальной проварки основного металла. Для изделий толщиной свыше 5 мм делается скос свариваемых краев. Угол разделки кромок может составлять от 70 до 90 градусов.

Способы выполнения скосов краев металла

• Выполнение скоса пневматическим, ручным зубилом. Это наиболее грубая с низкой производительностью методика, в результате которой края получаются недостаточно ровные.
• Обработка на специализированном оборудовании: фрезерные, кромкострогальные станки. В данном случае скосы получаются более чистыми, ровными.
• Самый экономичный вариант получения скоса - это ручная, механизированная кислородная резка, после которой обязательно нужно убрать шлаковые отложения при помощи металлической щетки или зубила.

Важно не забывать про очистку кромок, чтобы не допустить наличия неметаллических компонентов в сварочном шве и некачественного провара.

В процессе сборки элементов конструкции под сварку обязательно нужно контролировать правильное расположение соединяемых кромок по отношению друг к другу, то есть исключить возможные перекосы, выдержать необходимые зазоры и прочее.

• Чтобы в период выполнения сварочных работ не нарушалось положение деталей, размеры зазоров между кромками, необходимо их предварительно прихватить сваркой, то есть соединить в нескольких точках.
• Длину прихваток, промежутки между ними нужно определять в зависимости от длины основного сварного шва, толщины соединяемого материала. Например, прихватка тонких изделий, которые будут соединяться короткими швами, не должна быть больше 5 мм, а для толстых изделий, которые планируется соединять довольно длинными швами, прихватки выполняются на расстоянии до 50 см между собой и быть длиной до 3 см.

Важно понимать! При соединении металлических образцов значительными по длине сварными швами важно соблюдать порядок постановки прихваток.

Вальцы оборудуются двумя роликовыми столами для загрузки и выхода металла в процессе правки. При правке листы пропускают через вальцы от 3 до 5 раз.

Наряду с машинной правкой иногда применяют ручную правку. Последнюю производят на чугунных или стальных правильных плитах ударами молота, кувалды и при помощи винтового пресса.

Правку угловой стали производят на углоправильных вальцах или на ручных винтовых прессах, а двутавров и швеллеров - на приводных или ручных правильных прессах.

Разметка и наметка. При индивидуальном производстве выправленный металл поступает на разметку, а при массовом и серийном производстве поступает для наметки. Перед разметкой и наметкой поверхность металла грунтуется меловой краской на клею.

При разметке однотипных деталей для массового и серийного производства пользуются металлическими или фанерными шаблонами. Разметка при помощи шаблонов называется наметкой. Инструментами для выполнения разметки и наметки служат чертилка из закаленной стали, кернеры, стальные линейки и угольники, стальные циркули и рейсмусы, молотки, клямеры, струбцины, стальные рулетки и др.

Резка. Резка металла на заготовки производится механическим способом на ножницах и пилах или газокислородным пламенем. Механическая резка производится в основном на ножницах и применяется преимущественно для прямолинейного реза листов толщиной до 20 мм. Наибольшее применение имеют гильотинные ножницы с ножами длиной от 1 до 3 м и пресс-ножницы с длиной ножей до 700 мм.

Для криволинейного реза толщин до 6 мм применяются роликовые ножницы с дисковыми ножами. Для прямолинейного реза больших толщин и дла криволинейного реза толщин свыше 6 мм применяется преимущественно газокислородная резка ручная, полуавтоматическая и автоматическая. Для холодной резки стержней круглого и других сечений применяются круглые (циркульные) зубчатые и фрикционные пилы.

Обработка кромок под сварку. Обработка и скос кромок под сварку производятся механическим путем на кромкострогальных и продольно-строгальных станках или газокислородным пламенем. При небольшом объеме работ иногда применяют рубку пневматическим зубилом. Гибка. Гибка листового, полосового и широкополосового металла производится на листогибочных трехвалковых и четырехвалковых вальцах. На холодную гибку поступают листы с подготовленными кромками и вырезанными отверстиями малых диаметров. Гибка профильного металла производится на правильно-гибочных прессах и роликовых гибочных станах. Наименьший допустимый радиус гибки стали в холодном состоянии рекомендуют брать равным 25-кратной толщине листа или высоте симметричного профиля. Если радиус холодной гибки меньше 25 толщин деформируемой стали, то возможны надрывы наружных волокон.

Гибка больших толщин и гибка обечаек малого диаметра, при средней толщине листа, производится горячим способом в кузнечно-прессовых цехах. Нагрев деталей производится до температуры 1000-1100°С, при которой металл легко поддается деформированию. Подготовку кромок под сварку и вырезку больших отверстий производят после горячей гибки.

Работ является прокат, литье, поковки. Чаще всего на машиностроительных предприятиях металл получают от завода-изготовителя в виде проката: лист, лента, полоса, труба, уголок и другой гнутый профиль. После получения металла со склада на заготовительном участке его подвергают первоначальной обработке: зачистке, правке и вырезке заготовок из тяжелых и громоздких кусков листового и профильного проката для облегчения транспортировки заготовок и дальнейших операций по изготовлению деталей. Нарезанные заготовки подвергают предварительной правке и последующей зачистке поверхности от загрязнений, ржавчины и окалины на дробеструйных установках. Правку проката производят, как правило, в холодном состоянии на правильных станках или вручную на правильных плитах. Вырезку заготовок осуществляют в большинстве случаев на отрезных станках по упорам. Наиболее распространенным способом резки низкоуглеродистых сталей является газопламенная (кислородная) резка. Изготовление деталей после предварительной обработки осуществляется рядом последовательных технологических операций: разметка, резка,

штамповка, зачистка, правка, подготовка кромок шли отбортовка и гибка деталей. Разметка представляет собой нанесение на металл конфигурации заготовки. Разметку осуществляют с припуском. Припуск - это разность между размером заготовки и чистовым размером детали. Припуск снимают при последующей обработке. Для разметки применяют разметочные столы или плиты необходимых размеров. Разметку осуществляют с помощью различных инструментов: стальной метр, стальная рулетка, металлическая линейка, чертилка, кернер, циркуль, штангенциркуль, рейсмус, угольник и др. Для получения более четкого очертания заготовки поверхность металла предварительно закрашивают белой клеевой краской. При большом количестве заготовок или деталей разметку производят по плоским шаблонам с припуском на последующую обработку. Чертилкой обводят контур детали, а затем накернивают по всей длине линии обвода с шагом 50-100 мм между кернами. Резка осуществляется кислородными резаками по намеченной линии контура детали вручную или газорезательными машинами специального назначения. Резка на механических станках более производительна и обладает высоким качеством реза. Для механической прямолинейной резки листового металла применяются пресс-ножницы для продольной и поперечной резки. Штамповка заготовок осуществляется в холодном или горячем состоянии. Холодную штамповку применяют для тонколистового металла толщиной 6-8 мм. Для металла толщиной 8-10 мм применяют горячую штамповку (с предварительным подогревом). Зачистка металла осуществляется для удаления заусенцев с кромки деталей после штамповки, а также для удаления с поверхности кромок окалины и шлаков после кислородной резки. Для зачистки мелких деталей используют стационарные установки с наждачными кругами. Для зачистки крупногабаритных деталей применяют переносные пневматические или электрические шлифмашинки. Правка деталей и заготовок осуществляется на листоправильных вальцах или вручную на плите при возможном искривлении их в процессе кислородной резки или резки на механических ножницах. Правку тонколистового металла производят в холодном состоянии на листо-правильных вальцах или прессах. Правку толстолистового металла производят в горячем состоянии вручную на правильных плитах. Подготовку кромок деталей из низкоуглеродистой стали большой толщины осуществляют кислородной резкой или обработкой на строгальных или фрезерных станках. Отбортовка кромок применяется для деталей из тонколистового металла для последующего стыкового соединения. Эту операцию производят на кромкогибочных прессах или специальных станках. Непосредственно перед сваркой осуществляется дополнительная очистка деталей механическими или химическими способами. Наиболее прогрессивным способом очистки деталей является травление в растворах кислот или щелочей. Гибка

деталей и заготовок производится на металлогибочных вальцах, как правило, для изготовления различных емкостей цилиндрической формы. Деталь приобретает форму цилиндра и называется обечайка. Гибка деталей для получения других геометрических форм осуществляется на специальных станках или установках. Однако не всегда представляется возможным осуществлять подготовку металла под сварку с применением промышленного оборудования, например, в условиях строительно­монтажных работ, где детали собираются в узды и подгоняются по месту. Основные приемы технологии подготовки деталей под сварку (правка полосы и листа) приведены на рис. 36. Берется деталь и «на глаз» определяется ее кривизна или выпуклость (рис. 36, а), мелом

отмечаются границы дефектов. Деталь кладется на правильную плиту (рис. 36, б) и молотками наносятся удары от края к середине выпуклости до полного и плотного прилегания поверхности детали к поверхности плиты (рис. 36, в, г). Правка полосы с изгибом в виде спирали показана на рис. 37. Один конец заготовки (2) зажимается в тиски (1), второй конец - в ручные тисочки (3). Рычагом (4) полоса раскручивается до ее выправления. Гибка деталей из полосового металла показана на рис. 38. Размечается линия гибки, деталь (4) устанавливается в тиски (1) с оправкой (3) и подложкой (2). Ударами молотка деталь загибают на угол 90° (рис. 38, а) или на другой заданный угол (рис. 38, б). Гибка труб в холодном и горячем состояниях показана на рис. 39. Гибочную оправку (1) закрепляют к верстаку (2) скобами (3) с двух сторон (рис. 39, а). Трубу вставляют в желоб оправки и под хомут (4). Плавно нажимая руками, свободный конец трубы сгибают по шаблону. На рис. 39, б показана гибка трубы в приспособлении. Труба (1) вставляется в приспособление между подвижным роликом (2) и роликом-шаблоном (5) так, чтобы конец трубы вошел в хомутик (6). Плавно нажимая рукоятку (3), поворачивают скобу (4) вокруг неподвижного ролика-шаблона (5) до тех пор, пока труба не изогнется на нужный угол. При гибке трубы в нагретом (горячем) состоянии место изгиба трубы размечается мелом по шаблону. Один конец трубы закрывается заглушкой, труба заполняется песком (сухим, просеянным через сито). Второй конец трубы забивается

заглушкой с отверстием для выхода газов. Труба вставляется в приспособление, нагревается пламенем горелки и изгибается по копиру.

Рис. 37. Правка полосы в виде спирали

Рис. 41. Кернение

Разметка по шаблону и по угольнику показана на рис. 40. Пластина (1), покрытая меловым раствором, кладется на разметочную плиту (2). На пластину накладывается шаблон (3) (рис. 40, а), чертилкой (4) прочерчивается по контуру шаблона риска. Разметку по угольнику можно производить только тогда, когда одна сторона имеет ровную обработанную поверхность (рис. 40, б). Угольник накладывается на размеченную поверхность детали и чертилкой наносятся риски в соответствии с чертежом детали. Угольник передвигается вдоль обработанной стороны. После нанесения рисок производится накернивание для сохранения очертания профиля заготовки. Кернение показано на рис. 41. Берется кернер (рис. 41, а) и острым концом устанавливается в центр разметочной риски (рис. 41, б). Поставить кернер необходимо вертикально (рис. 41, в) и затем нанести мягкий удар молотком. Резка металла ножовочным полотном показана на рис.

42. Чертилкой или мелом наносятся линии реза. Детали закрепляются в тисках, напильником делается пропил глубиной 1- 1,5 мм. Ножовочный станок устанавливается полотном в пропил и производится резка. При резке тонколистового металла полотно ножовки устанавливают под углом 90" по отношению к корпусу станка ножовки. Резка трубы труборезом показана на рис. 43. Отмечается мелом место резания по окружности трубы. Трубу (1) устанавливают в прижиме (2) между угловой выемкой основания прижима и сухарем (5), вращая рукоятку (3) с винтом (4). Подводится труборез (8) к месту разрезания. Подвижный ролик (6) подводится до соприкосновения со стенками трубы вращением рукоятки (7) трубореза по часовой стрелке. Труборезом делают один оборот вокруг трубы. Подвинув рукоятку трубореза на 1/4 оборота по часовой стрелке, вращают труборез и прорезают трубу на пол-оборота. После каждого вращения трубореза на пол- оборота рукоятку трубореза подворачивают на 1/4 оборота и так до полного отрезания трубы. Место реза смазывают маслом для охлаждения режущих кромок роликов.

Рубка металла по разметке на плите показана на рис. 44.

Рис. 44. Рубка металла по разметке на плите: 1 - деталь

(заготовка); 2 - плита; 3 -разметочная линия; 4 - отверстия под вырубку заготовки Детали устанавливаются на плите, наковальне и рельсе. Мелом отмечаются места рубки. Зубило устанавливают вертикально на риску (рис. 44, в) и разрубают деталь (рис. 44, а). Толстый листовой металл детали подрубают на половину толщины с обеих сторон. При рубке круглой заготовки ее необходимо поворачивать после каждого удара (рис. 44, б). Вырубание заготовок производят по разметке или по перемычкам отверстий заготовки (рис. 44, г, д). Подготовка металла под сварку с отбортовкой кромок показана на рис. 45. Чертилкой намечается линия гибки (рис. 45, а). Деталь

устанавливают в тиски так, чтобы разметочная риска выходила за губку тисков (рис. 45, б). Тупо заточенным зубилом подгибают кромку мягкими ударами молотка (рис. 45, в, г, д).

Окончательную гибку завершают молотком по подогнутым кромкам до загиба кромки на угол 90° (рис. 45, е, ж). Подготовка металла под сварку с разделкой кромок показана на рис. 46. Деталь размечают под разделку кромок по заданным размерам (рис. 46, а). Устанавливают в тиски и зубилом срубают кромку по разметке (рис. 46, б, д). Размеры после снятия кромок проверяют шаблоном (рис. 46, в, г). Опиливание напильником кромок при подготовке деталей под сварку показано на рис. 47. Подготовленные детали после обработки кромок зубилом (рис. 47, а) обрабатываются напильником (рис. 47, б). После опиливания кромок их размеры проверяются линейкой или шаблоном (рис. 47, в, г).

Рис. 45. Подготовка металла под сварку с отбортовкой кромок

Рис. 47. Опиливание напильником кромок при подготовке деталей под сварку: 1, 2 - линейки; 3 - шаблоны Очистка кромок деталей перед сваркой показана на рис. 48. Очистка от ржавчины, масла, краски и других загрязнений производится металлической щеткой по ширине кромки (15-20 мм). Деталь размещают в тисках или на верстаке и зачищают кромки до металлического блеска (рис. 48, а, б, в). Очистку кромок пламенем горелки производят для удаления окалины (рис. 48, г), а оставшиеся загрязнения удаляют металлической щеткой. Разделка
участков сварных швов с дефектами под последующую заварку показана на рис. 49, 50, 51 9 и 52. Размечается участок вокруг трещины для вырубки канавки (рис. 49, а). Просверливаются отверстия по концам трещины на глубину залегания трещины (рис. 49, б). Вырубается канавка крейц-мейселем-канавочником (рис. 50, а, б). Форма канавки и исходные очертания трещины показаны на рис. 49, в и 50, в. Сваренную деталь размещают на столе сварщика (рис. 51, а, б). Крейцмейселем снимают наплыв металла шва таким образом, чтобы проверить наличие непровара кромки детали под дефектом (рис. 52, а, б).

Рис. 49. Разметка участка вокруг трещины и просверливание отверстий по концам трещины

Рис. 50. Вырубка канавки крейцмейселем-канавочником

Рис. 51. Размещение детали на столе сварщика для удаления наплыва металла шва