СВАРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изготовление корпусов судов

Сложность очертания корпуса корабля заставляет уделять большое внимание точности и производительности заготовительных операций. Особенности их выполнения в поточных и автоматиче­ских линиях были рассмотрены в гл. 13.

В основе существующих методов постройки судов лежит пред­варительное изготовление частей корпуса судна в виде сборочных элементов, секций и блоков. Каждая отдельная секция должна быть достаточно жесткой. Границы плоских и объемных секций намечают по возможности в районах по­перечных переборок симметрично диа­метральной плоскости судна. Размеры секций выбирают с учетом габаритных ограничений перемещения их к месту сборки на стапеле, а также грузоподъ­емности кранов и транспортных средств.

По технологическим соображениям при разбивке каркаса на элементы, секции и блоки необходимо предусмотреть вы - — полнение возможно большего объема с сборочно-сварочных работ в условиях цеха при их максимальной механизации, а также учесть особенности сборки на стапеле. Так, носовую и кормовую части корпуса обычно выделяют в крупные объемные секции, а при использовании. ] блочного способа сборки корпус расчле - няют поперечными сечениями от палубы до киля.

Большинство сборочных элементов состоит из простых листовых деталей или из прокатных и состав­ных балок и рамок, имеющих обычно тавровое сечение (рис. 16.8). Для механизированной сборки и автоматической сварки под флюсом прямых и криволинейных балок таврового профиля ис­пользуют станки типа СТС. Работа таких станков была рассмо­трена ранее в гл. 14 и на рис. 14.14.

При сборке е и сварке листовых полотнищ используют стенды, имеющие передвижные балки с флюсовыми подушками и электро­магнитами. Балки размещают в соответствии с расположением стыков собираемого полотнища. Флюсовые подушки уплотняют стык, снижая требования к отклонениям ширины зазора по ^лине

стыка; электромагниты фиксиру-

ют положение кромок. Тщатель­ным подбором режима можно по­лучить полное проплавление и хо­рошее формирование шва с обе­их сторон при односторонней сварке на флюсовой подушке стен­да без кантовки. Одностороннюю сварку листов толщиной до 10 мм с принудительным формировани­ем обратной стороны шва иногда выполняют с помощью свароч-

ных тракторов ТС-30 и ТС-32 (рис. 16.9). В этом случае для сбор­ки полотнища используют стеллаж, обеспечивающий свободный доступ к нижней поверхности стыков. Листы собирают с обяза­тельным зазором 2—3 мм посредством скоб-планок 3. Формирава - ние стыка снизу осуществляется медным охлаждаемым водой пол - аj зуном 1, установленным

на подвеске 2. Подвеска закреплена на проходя­щей через зазор ножевой тяге 4. По мере продви­жения трактора вдоль стыка планки 3 сбивают.

Различают секции плоскостные, с про­гибью и объемные. Сборку и сварку плоско­стных секций осущест­вляют на плоских стен­дах. При этом широко применяют способ раз­дельной сборки и сварки продольного и поперечно­го набора, позволяющий увеличить объем сварки, выполняемый автомата­ми. На стенд укладывают полотнище, зачищают ме­ста установки набора, устанавливают набор главного направления (рис. 16.10, а). Затем устанавливают набор друго. о исправления (рис. 16Л0,б) и привари­вают к полотнищу полу­автоматами, а соединения набора разных направ­лений между собой вы­полняют полуавтоматами в последнюю очередь. При этом вертикальные швы пересекающегося набора в поточных линиях сваривают специальными. многодуговыми установками в среде СОг или с использованием сварки наклонными удлинен­ными электродами.

Для сборки секций с прогибью используют постели, образуе­мые набором лекал, закрепленных на жестком основании и воспро­изводящих обводы изготовляемой секции (рис. 16.11). Рабочая кромка лекал имеет вид гребенки для облегчения обработки — в местах сварных швов делают вырезы. Так как стоимость спе-

циальных постелей, предназначенных для изготовления только определенного типоразмера секции, велика, широкое распростране­ние получили разборные и универсальные постели. Разборные по­стели собирают из типовых элементов. В зависимости от конструк­ции собираемых секций разборные постели делят на три группы.

К первой группе относятся постели для сборки днищевых, палуб­ных и бортовых секций средней части корпуса, имеющих сравни­тельно небольшую прогибь. Ко второй группе относятся постели для объемных секций оконечностей судов, имеющих обводы с боль­шой кривизной. В третью группу входят постели, предназначенные для сборки палубных секций с малой кривизной — все секции па­лубы можно изготовлять на одной постели без смены лекал. На­стройка лекал по высоте производится в этом случае с помощью телескопических регулируемых стоек. Пример универсальной по­стели для сборки и сварки различных по размерам и кривизне днищевых секций показан на рис. 16.12. Постель состоит из рель­совых путей 2, передвижных лекал 1 и системы их перемещения 4 вдоль оси корпуса с приводом 3. Предварительная настройка на требуемую кривизну днища производится перестановкой боковых подлекальников 6 и поворотом секций 7 на необходимый угол. После этого по плазовым таблицам осуществляют настройку опор 5.

При изготовлении секций, имеющих кривизну, например объем­ной днищевой секции, сначала листы обшивки собирают с мини­мальными зазорами, прихватывают друг к другу и крепят к лека­лам постели. Затем выполняют сварку стыков на весу автоматами под флюсом. Потом производят сборку и приварку набора, эле­ментов жесткости, устанавливают и приваривают полотнище вто­рого дна, сваренное отдельно. Для удобства выполнения швов автоматической сваркой под слоем флюса постели иногда снаб­жают флюсовыми подушками, а также делают их наклоняющими­ся или поворотными. По завершении сварки обшивка освобожда­ется от закреплений и секция снимается с постели. Если ее сварка производилась без поворота постели, то секцию кантуют, огневой строжкой зачищают корни стыковых швов обшивки и производят их подварку.

Для сборки развитых объемных секций, оконечностей корпуса применяют жесткие постели-кондукторы, которые поддерживают собираемую секцию не только снизу, но и с боков по всей высоте. Иногда объемные секции собирают на плоских сборочных стендах на базе одного из плоских элементов секции. Отдельные плоские и объемные секции перед подачей на общую сборку корпуса часто укрупняют в блок-секции. Их изготовляют либо на постелях-кон - дукторах, либо на сборочных тележках, которые одновременно используют и для транспортирования собранного блока на ста­пельное место.

В производстве корпусов судов значительный объем работ со­ставляет изготовление полотнищ и плоских секций, причем их число, размеры и масса возрастают по мере увеличения тоннажа

выпускаемых судов. В соответствии с этим для изготовления по­лотнищ и плоских секций используют комплексно-механизирован­ные линии с универсальным оборудованием, обеспечивающим вы-, пуск широкого диапазона типоразмеров.

Характерный пример такой линии показан на 'рис. 16.13. Наличие большого числа неприводных роликов, во-первых, создает опорную поверхность для укладки собираемых и свариваемых элементов, а во-вторых, облегчает их пере­дачу с одной позиции на другую. На позиции А листы из пакета по одному. краном подают на место сборки 1, оборудованное плоской подкладкой и маг­нитами для прижатия кромок в вертикальном направлении. Кроме того, преду­смотрены устройства 2 для выравнивания стыка в продольном направлении и выборки зазора в поперечном направлении. После гарихватки очередного стыка полотнище сдвигают да ширину листа и продолжают формировать его методом последовательного наращивания. Затем приводные каретки 3, перемещающиеся по направляющим вдоль одной стороны линии, захватывают кромку собранно­го полотнища и транспортируют его на позицию сварки Б. Самоходный пор­тал 4, перемещаясь по рельсам вдоль линии, выводит сварочную головку 5 на стык и обеспечивает переход ее с одного стыка на другой. Вдоль стыка го­ловка движется по направляющим портала.

После односторонней сварки под флюсом полотнище транспортируют на позицию В для поворота на 180°. При кантовке країн 7 поднимает одну кром­ку полотнища, а противоположную кромку передвигают в горизонтальном на­правлении специальные упоры 6, движущиеся по направляющим. Перевернутое полотнище возвращают на позицию Б для сварки с обратной стороны, а затем транспортируют на позицию Д для термической обрезки кромок. Резку осу­ществляют одновременно с двух сторон полотнища в направлении вдоль линии при движении портала 8 по рельсаім. В случае необходимости обрезки другой пары кромок полотнище транспортируют в обратном направлении на позицию Г, где его приподнимают и поворачивают на 90° вокруг вертикальной оси, а затем возвращают на позицию Д.

Готовое полотнище поступает на позицию Е для сборки с набором главно­го направления. Для этого на позиции Ж элементы набора краном 14 по одно­му укладывают на цепи транспортирующего устройства 13, используемого в ка­честве магазина. При выходе с транспортирующего устройства ребро элемента набора поворачивается на 90° вокруг продольной оси с помощью специальной тележки 12 и подается поперек основной линии вдоль направляющих непо­движного оварочного портала 10. Затем элемент набора опускается на поверх­ность ранее поданного полотнища, прижимается к нему во многих местах при­жимами балки портала и сваривается одновременно двумя угловыми швами наклоненными электродами двух пар сварочных головок 9, перемещающихся по направляющим портала. Точное расположение первого элемента набора и шаг между ними задается автоматически соответствующей настройкой устройства, транспортирующего полотнище.

Готовая плоская секция выдается на позицию 3, где ее приподнимают над поверхностью опорных роликов гидравлическими подъемниками 11, расположен­ными по обеим сторонам линии, и опускают на многоосную тележку 15 для транспортирования к месту дальнейшей сборки.

При серийной постройке малых и средних судов общую сборку корпусов выполняют поточно-позиционным методом. С помощью специальных средств строящиеся суда перемещают с одной пози­ции поточной линии на другую, причем на каждой из них выпол­няют определенные объемы работ за одинаковый промежуток вре­мени с широким применением специальной оснастки. При отсутст­вии поточных линий применяют поточно-бригадный метод построй­ки судов, когда каждое судно остается на месте, а специализиро­ванные бригады последовательно и ритмично переходят с одного судна на другое.

Сварочные деформации, возникающие при изготовлении корпу­са, в значительной степени зависят от схемы сборки. Если произ­водить сборку «по горизонталям», т. е. собирать сначала днищевые секции по всей длине, затем устанавливать все секции двойного 168

дна и т. д., то при сварке горизонтов, следующих за днищем, кон­цы нижнего горизонта будут приподниматься, вызывая общее искривление корпуса. Поэтому наиболее перспективным методом общей сборки корпуса судна является блочный (рис. 16.14), когда сборку на стапеле осуществляют из крупных блоков, представляю­щих собой часть корпуса от киля до палубы.

Рис. 16.15. Схема сборки корпуса корабля на стапеле блочным методом:

Схема организации работ при использовании такого метода показана на рис. 16.15. Корпус каждого блока формируют на пред - стапельном участке из секций, подаваемых из сборочно-сварочного цеха. Днищевые секции устанавливают на поперечные балки. При этом средняя часть с колеей для транспортных тележек грузо­подъемностью 500 т и монтажных тележек грузоподъемностью - 100 т остается свободной. Центровку и стыковку днищевых секций

производят с помощью монтажных тележек. По окончании форми­рования блоков производят испытания отсеков на непроницае­мость.

С горизонтальной предстапельной площадки готовые блоки с помощью двух 500-тонных транспортных тележек перемещают на трансбордер, который перемещается по трансбордерной горке. После совмещения рельсовых путей трансбордера и наклонного стапеля блок на транспортных тележках опускают по наклонному стапелю до места установки. Под концы судоводных балок блока

подводят центрирующие устройства, расположенные на спусковых дорожках ста­пеля, блок снимают с транс­портных тележек и возвра­щают их на предстапельную площадку для перевозки очередного блока.

Сварку стыка между блоками начинают после окончательной сдачи сбо­рочных работ по всему стыку. Вертикальные и на­клонные монтажные швы при толщине 7—14 мм це­лесообразно выполнять ав­томатической сваркой по­рошковой проволокой, а при толщинах более 14 мм — электрошлаковой сваркой. При ручной сварке стыка в целях обеспечения равно­мерного поперечного сокра­щения по периметру обычно несколько пар сварщиков I, II, III, IV, V одновремен­но выполняют симметрично расположенные участки швов 1 — I, 2 — I, 1 — II,

2 — II и т. д. (рис. 16.16).

Последовательность опера­ций обычно такова: а) за­варивают монтажный стык 1 по всему периметру с вну­тренней стороны; б) после Рис. 16.17. Сборка и сварка частей зачистки корня шва запол-

корпуса на плаву няют разделку с наружной

стороны корпуса; в) сваривают стыки 2 продольного и поперечно­го набора, выполняют приварку набора 3 к обшивке.

При изготовлении весьма крупных судов, когда длина корпуса

превышает протяженность стапеля, иногда применяют сборку и сварку частей корпуса на плаву. В этом случае блоки /, 2, 3 пер­вой половины корпуса (рис. 16.17,а) собирают и сваривают на ста­пеле, а стык блока 4 только выверяют и подгоняют, оставляя его на стапеле при спуске сваренной части корпуса на воду. Затем этот промежуточный блок 4 на стапеле собирают и сваривают с остальными блоками 5, 6 я 7 второй половины корпуса. После спуска обеих частей на воду точную их стыковку обеспечивают балластировкой, причем сборка замыкающего стыка облегчается подгоночными работами, выполняемыми ранее на стапеле. Вырав­нивание и стяжку частей корпуса (рис. 16, 18,6) завершают уплотнением стыка путем подведения специального кессона 8 с уплотнениями 9, повторяющего обводы судна в зоне стыка. За­тем из пространства, ограниченного кессоном и корпусом, откачи­вают воду и после удаления влаги и очистки кромок производят сварку стыка с последующей его окраской.

При производстве судовых корпусных конструкций сварочные деформации. часто оказываются выше допустимых. Для их исправ­ления применяют главным образом правку местным нагревом. На стапеле правка ребристости и волнистости производится после установки и закрепления секции или блока в жестком контуре. Местные угловые деформации полотнищ толщиной от 4 до 10 мм лравят нагревом обшивки над каждым ребром жесткости со сторо­ны, противоположной приваренному набору. Правка полотнищ толщиной 3 мм и менее производят нагревом полос между ребра­ми жесткости на расстоянии 100 мм от них.