ОСНОВЫ СВАРКИ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА О РАЗВИТИИ СВАРОЧНОЙ ТЕХНИКИ В СУДОСТРОЕНИИ

Русские ученые Николай Николаевич Бенардос (в 1882 г.) и Ни­колай Гаврилович Славянов (в 1888 г.) прославили Россию своими замечательными изобретениями. Первый изобрел электрическую дуговую сварку угольным электродом, второй - электрическую ду­говую сварку плавящимся электродом. В свое время они сами счита­ли свои изобретения важными, однако, вряд ли могли предполагать, что открытые ими способы соединения металлов (да и не только ме­таллов) через столетие станут ведущими технологическими процес­сами изготовления и ремонта металлических конструкций самых различных назначений.

Надо отметить, что сварка, как процесс соединения металличес­ких частей изделий, известна давно. Еще в древности люди научи­лись добывать и обрабатывать железо и изготавливать путем ковки из его нагретых частей различные изделия. С начала XIX в. приме­нялся так называемый способ сварки «литьем». Этот способ по суще­ству является разновидностью обычного литья, когда две металли­ческие детали соединялись заливкой расплавленного металла в зазор между ними.

Что же стоит за термином сварка? ГОСТ 2601-74 «Сварка метал­лов. Основные понятия, термины и определения» предлагает следую­щую формулировку: «Сварка - процесс получения неразъемных со­единений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве или плас­тическом деформировании, или совместном действии того и друго­го». Отсюда в классификации способов сварки и принято делить все существующие способы на два крупных класса: сварка плавлением и сварка давлением. В наше время существует большое количество спо­собов сварки в каждом из указанных классов.

Сущность способа Н. Н. Бенардоса (рис. 1.1, а) заключается в том, что между угольным электродом и изделием, подключенными к ак­кумулятору, возникает электрическая дуга, приводящая к плавлению металла изделия. В область дуги сбоку вводится добавочный металл в виде присадочного прутка для обеспечения формирования сварно­го шва. Способ Н. Г. Славянова отличается тем, что в качестве элект­рода применен металлический плавящийся стержень, который под­держивает горение дуги и, одновременно расплавляясь, формирует шов (рис. 1.1, б). Следует отметить, что Славянов разнообразил свое изоб­ретение и па многие его виды получил патенты в ряде стран. Его пред­ложения впоследствии были развиты русскими учеными и получили широкое распространение в мировой промышленности. Славянов был пионером использования электросварки в судостроении, применив ее для ремонта деталей судовых механизмов. Однако в заметных объе­мах электросварка в России начинает применяться только в 20-х гг. прошлого столетия.

а) б)

КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА О РАЗВИТИИ СВАРОЧНОЙ ТЕХНИКИ В СУДОСТРОЕНИИ

Рис. 1.1. Схемы способов сварки: а - II. II. Іісиардоса; б — II. Г. Славянина:

1 — присадочный пруток: 2 - исндавящийся электрод: '} — плавящийся ллсктрод

Много для развития сварки в отечественном судостроении сделал профессор Виктор Петрович Вологдин. Он первый применил электро­сварку по методу Славянова на Дальзаводе в г. Владивостоке, где в 1926 г. было организовано производство сварных котлов, а в 1930 г. построен первый цельносварной корпус морского буксира. В. П. Во­логдин впервые в стране организовал подготовку инженеров-свар - щиков, первый выпуск которых состоялся в Дальневосточном поли­техническом институте в 1930-31 гг. Впоследствии (1934-1949 гг.) Вологдин возглавлял кафедру сварки Ленинградского кораблестро­ительного института. В эти годы он много сделал для того, чтобы сварка стала ведущим технологическим процессом в отечественном судо­строении, так же, как и пришедший ему на смену профессор Георгий Александрович Бельчук.

Опыт применения электросварки на Дальзаводе постепенно распро­странялся на другие судостроительные заводы страны. В 1935 г. в Ленинграде был построен первый крупный иолусварноп мор­ской пароход «Седов», на ряде заводов начата постройка сварных до­ков, теплоходов для Каспийского моря и других цельносварных судов.

К началу Великой Отечественной войны сварка почти полностью вытеснила клепку. В 1939 г. клепка для изготовления речных судов была запрещена постановлением правительства. В годы войны все корпуса строящихся тогда судов, как и их ремонт, выполнялись толь­ко с помощью электросварки. Это было время перехода от изготовле­ния клепаных корпусов к сварным, и по своему значению оно так же революционно, как время перехода строительства деревянных судов к металлическим.

Переход к сварному судостроению был непрост и потребовал про­ведения достаточно большого объема самых разнообразных научно - исследовательских работ для того, чтобы убедиться в абсолютной надежности сварных соединений и возможности безаварийной дли­тельной эксплуатации сварных корпусов судов и кораблей различно­го назначения.

При соединении двух листов с помощью клепки на стык накла­дываются дополнительные полоски металла (с одной или двух сто­рон листа), проводится сверловка отверстий, затем в отверстия вставляются заранее нагретые до высоких температур заклепки, тор­цы которых осаживаются специальным инструментом до получе­ния плотного соприкосновения соединяемых деталей. При больших объемах изготовления металлических конструкций процесс весьма трудоемок и малопроизводителен. Сварное соединение значитель­но проще по своей конструкции. Здесь кромки собранных в соответ­ствии с чертежом деталей расплавляются тем или иным способом, образуя монолитное неразъемное соединение. Наряду с тем, что эти оба вида обеспечивают получение прочно-плотного соединения, сварка дает следующие преимущества:

1) масса сварной конструкции уменьшается на 15...20% из-за от­сутствия в ней перекроев или дополнительных накладок;

2) резко снижается трудоемкость изготовления конструкции (от­падает необходимость разметки, сверления большого количе­ства отверстий, изготовления накладок и заклепок, а также трудоемкий процесс нагрева заклепок и самой клепки):

3) появляется возможность совершенствования форм конструк­ции, так как технологическая свобода при применении сварки чрезвычайно велика;

4) появляются возможности для механизации процесса, что свя­зано с относительной простотой сварных соединений;

5) труд при изготовлении сварных конструкций менее тяжел, не­жели при изготовлении клепаных конструкций;

6) при применении современных способов сварки (механизиро­ванной под флюсом и в среде защитных газов) улучшаются экологические характеристики процесса.

Применение сварки кардинально изменило технологические процес­сы изготовления корпусов судов. Так, 60...70% сборочно-сварочных ра­бот выполняются в сборочно-сварочных цехах, где изготавливаются сек­ции либо блоки, которые с высокой степенью готовности затем передаются на стапель, где из них формируется и сваривается корпус судна. Большой объем сварочных работ производится при изготовлении различных изделий судового машиностроения и энергетики. Сварка здесь позволяет создавать комбинированные лито-сварные либо штам­посварные конструкции, конструкции из различных материалов.

За последние несколько десятилетий значительно увеличился объем научных исследований во всех областях сварочного производ­ства. Это привело к созданию новых марок сварочных материалов (электродов, сварочных проволок, флюсов и т. д.), что было связано с расширением номенклатуры сталей и сплавов, применяемых в раз­личных отраслях промышленности, f [есомненный прогресс наблюда­ется в области разработки и применения новых источников питания, создания универсальных автоматов и полуавтоматов различного на­значения, новых прогрессивных технологий изготовления сварных конструкций. Из года в год увеличивался объем применения механи­зированных способов сварки, особенно в среде защитных газов, дос­тигнув в настоящее время 50,„60%. Начинают появляться роботизи­рованные комплексы на поточных линиях изготовления узлов. На рис. 1.2 показана динамика применения механизированных способов сварки в судостроении.

Практически нет способа сварки, который не применялся бы в су­достроении. Для машиностроительных конструкций, котлов высо­кого давления и корпусов реакторов с успехом применяется электро - шлаковая сварка. Для изделий энергетики и приборостроения находит применение электронно-лучевая и лазерная сварка. Разработанные процессы плазменно-воздушной резки позволили улучшить качество вырезаемых деталей, уменьшить их деформации и этим создать ус­ловия для расширения применения механизированных способов свар­ки. В этом отношении являются перспективными разработки по со­зданию технологии лазерной резки, что направлено на дальнейшее

АО А (

71

5 .72,

63

•f-

58,0

/

/

^ 53,3_.^ *

Д— •*-----

—58ду :53,6

А'щ

47,0}

/

//

"' / ' /

20,

170

}

/ 16^

J

ОІ7.6 17 Q

1,0 14,0 Ч

1 14Л

205

—«г--------

/

80

$ I

is 20

I9C> I RIO

1080

1970

1980

і дао

2000

Рис. 1,2. Изменение обьемон применения механнзиронанных способом смаркн н огечссінснном судостроении:

о — сиарка иод ф. йогом: ч — сиарка и СО;.

• - уротчи. механизации сварочных рабої

да

a.

>>

о

увеличение точности вырезаемых деталей за счет уменьшения тепло­вой деформации кромок.

Большой вклад в разработку прогрессивных сварочных технологий, механизацию сварочных процессов, создание современного сварочного оборудования, сварочных и основных материалов для изготовления су­довых конструкций внесли Центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения (ЦНИИ ТС), Центральный научно - исследовательский институт конструкционных материалов (ЦНИИ КМ) «Прометей», Институт электросварки им. Е. О. Патона (г. Киев).

ОСНОВЫ СВАРКИ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ СВАРОЧНЫХ РАБОТ

Все рассмотренные способы сварки при своем использовании тре­буют соблюдения комплекса правил техники безопасности п охраны труда, которые должны отражаться в соответствующей технической документации и строго соблюдаться при проведении сварочных работ. …

ВЛИЯНИЕ СВАРОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И КОНСТРУКЦИЙ

Процесс сварки сопровождается развитием в металле сварных соеди­нений необратимых объемных изменений, в результате которых в конст­рукциях возникают остаточные деформации и напряжения. Являясь соб­ственными напряжениями, т. е. уравновешенными в любых сечениях …

КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И КОНСТРУКЦИЙ

Коррозия - это процесс разрушения металлов в результате взаи­модействия их с внешней средой. Термин ржавление применим только к коррозии железа и его сплавов с образованием продуктов коррозии, состо­ящих в основном …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.