Подготовка металла под сварку
Перед сваркой после подбора металла по размерам и маркам стали необходимо выполнить следующие операции: правку, резку, обработку кромок и очистку под сварку.
Наиболее частыми видами деформаций листовой стали являются волнистость, местные выпучины и вогнутости, заломленные кромки, серповидность в плоскости листа.
Для правки листов и полос толщиной от 0,5 до 50 мм широко используют многовалковые машины. Исправление достигается многократным изгибом при пропускании листов между верхним и нижним рядами валков, расположенных в шахматном порядке. Листы толщиной менее 0,5 мм правят растяжением с помощью приспособлений на прес-
ЭЛШРОГАЗОСВАРЩИК
сах или на специальных растяжных машинах. Мелко - и среднесортовой, а также профильный прокат правят на роликовых машинах, работающих по схеме листоправильных. Двутавры и швеллеры исправляют изгибом на правильногибочных прессах кулачкового типа. В случае более значительных деформаций правка и гибка производятся в горячем состоянии.
Механическую резку металла производят ножницами, на отрезных станках и в штампах на прессах. Для резки используют ножницы листовые с наклонным ножом, вы - сечные, дисковые, комбинированные, пресс-ножницы, сортовые для резки уголка, швеллеров и двутавров, ручные пневматические и электрические. Листовые детали с прямолинейными кромками из металла толщиной до 40 мм, как правило, режут на гильотинных ножницах и пресс-нож - ницах. Дисковые ножницы, резка которыми осуществляется за счет круглых вращающихся ножей, позволяют вырезать листовые детали с непрямолинейными кромками толщиной до 20—25 мм. Для получения листовой детали заданной ширины с параллельными кромками дисковые ножи располагают попарно на заданном расстоянии друг от друга. При поперечной резке фасонного проката применяют пресс-ножницы и комбинированные ножницы с фасонными ножами.
Отрезные станки применяют для резки труб, фасонного и сортового материала. На отрезных станках можно резать металл больших сечений, чем на ножницах, при этом обеспечивается более высокое качество разрезания. Однако трудоемкость резки на отрезных станках значительно выше, чем при резке на ножницах. Поэтому отрезные станки используют для профилей, которые невозможно резать на ножницах, например, для резки труб, профилей большого сечения, профилей под углом или в случаях, когда необходимо обеспечить высокую точность реза. Детали сварных
конструкций вырезают на отрезных станках с дисковыми и ленточными пилами, трубоотрезных станках, на станках с абразивными кругами, в некоторых случаях гладким диском за счет силы трения. Наиболее производительным является процесс вырубки в штампах заготовок под сварку в массовом производстве.
Термическая разделительная резка менее производительна, чем резка на ножницах, но более универсальна и применяется для получения свариваемых заготовок разных толщин как прямолинейного, так и криволинейного профиля.
В зависимости от источника теплоты, применяемой для резки, различают газовую резку, основанную на использовании теплоты газового пламени; дуговую резку расплавлением с использованием теплоты электрической дуги, обычно горящей между разрезаемым металлом и электродом; плазменно-дуговую резку (резку сжатой дугой) — особый вид дуговой резки, основанный на выплавлении металла из полости реза направленным потоком плазмы.
Металл из полости реза в процессе термической резки удаляется так: термическим способом за счет расплавления и вытекания металла из полости реза; химическим способом за счет окисления металла, его превращения в окислы и шлаки, которые также удаляются из полости реза; механическим способом за счет механического действия струи газа, способствующей выталкиванию жидких и размягченных продуктов из полости реза.
Газовая резка основана на способности металла сгорать в струе технически чистого кислорода и удалении продуктов сгорания из полости реза. При газовой резке одновременно действуют все три способа, при дуговой и плазменно-дуговой — преимущественно термический и механический.
Наряду с газовой резкой все шире применяют плазменно-дуговую резку, позволяющую обрабатывать практически любые металлы и сплавы. Использование в качестве плазмообразующего газа сжатого воздуха обеспечивает не только экономические, но и технические преимущества, так как наряду с высоким качеством обеспечивается значительное повышение скорости резки, особенно металла малой и средней толщины (до 60 мм).
Термическая резка разделяется на ручную, механизированную и автоматическую. Ручная и механизированная резка выполняются по разметке, автоматическая — с помощью копирных устройств, по масштабному чертежу и на машинах с программным управлением. Масштабные чертежи представляют собой чертежи контура вырезаемых деталей, уменьшенных в определенном масштабе. Масштабные чертежи содержат информацию только о траектории, поэтому начало каждого отдельного реза приходится осуществлять вручную. Использование машин с цифровым программным управлением позволяет автоматизировать процесс в пределах всего листа без участия оператора при одновременном повышении точности реза. Для серийного производства в ряде случаев эффективно использовать резку листов пакетом суммарной толщиной около 100 мм. Начинают применять лазерную резку, ее преимущества — чрезвычайно малая ширина реза (доли миллиметра), точность реза, возможность резки металла малой толщины (от 0,05 мм).
Кромки подготавливают термическими и механическими способами. Кромки с односторонним или двусторонним скосом можно получить, используя одновременно два или три резака, располагаемых под соответствующими углами. Механическая обработка кромок на станках выполняется для обеспечения требуемой точности сборки, для образования фасок, имеющих заданное очертание и в случаях, если технические условия требуют удаления металла с поверхности кромок после резки (рис. 8).
Очистку поверхности металла под сварку применяют для удаления с поверхности металла средств консервации, загрязнений, смазочно-охлаждающих жидкостей, ржавчины, окалины, заусенцев, грата и шлака.
При сварке металла с неочищенной поверхностью возникают различные дефекты шва: поры и трещины, а также ухудшается формирование шва. Для очистки проката, деталей и сварных узлов используют механические и химические методы. К механическим методам относятся дробеструйная и дробеметная обработка, зачистка металлическими щетками, иглофрезами, шлифовальными кругами и лентами.
Дробеструйную и дробеметную очистку применяют для листового и профильного проката и сварных узлов с целью очистки от окалины, ржавчины и загрязнений при толщине металла 3 мм и более. В дробеструйных аппаратах дробь выбрасывается на очищаемую поверхность через сопло с помощью сжатого воздуха, в дробеметных аппаратах — лопатками вращающегося ротора за счет центробежной силы. Для очистки применяют дробь чугунную литую и колотую, стальную литую, колотую, рубленую размером 0,7—0,9 мм при толщине металла до 4 мм; 0,9—1,6 мм — при толщине металл;! до 30 мм; 1,6—2,5 мм — при толщине металла свыше 30 мм.
Дробеструйную и дробеметную очистку осуществляют в камерах, оборудованных для размещения и транспортировки очищаемых изделий, устройствами для сбора, очистки и возврата дроби в дробеструйный аппарат и для вытяжки загрязненного воздуха. Заготовки и прокат перед сваркой очищают обычно' дробеметным методом, сварные узлы (в труднодоступных местах) — дробеструйным.
Химическими методами очистки обезжиривают и травят поверхности свариваемых деталей. Различают ванный и струйный методы. В первом случае детали последовательно опускают в ванны с различными растворами и выдерживают в каждом из них определенное время. Во втором случае поверхность деталей обрабатывается последовательно струями раствора различного состава, что позволяет осуществлять непрерывный процесс очистки. Химический способ очистки эффективен, однако в производстве сварных конструкций он используется главным образом для очистки цветных металлов.
Для предохранения металла от коррозии, кроме очистки, обычно пассивируют или грунтуют поверхности, что позволяет сваривать металл без удаления защитного покрытия.
