1.Заготовительное производство

1.1.Операции заготовительного производства

Отливки, кованые и штампованные заготовки обыч­но поступают на сварку в виде, не требующем дополнитель­ных операций. Технологический процесс заготовки деталей из проката начинается с подбора металла по размерам и маркам стали, и может включать следующие операции: правку, разметку, резку, обработку кромок, гибку и очистку под сварку.

Листовой прокат требует правки в том случае, если металлургический завод постав­ляет его в неоправленном виде, а также, если деформации возникли при погрузке, разгрузке или транспортировании. Наиболее часто встречаются следующие виды деформации: волнистость, серповидность в плоскости, местные выпучены, заломленные кромки, местная погнутость, волнистость по­перек части листа.

Правка осуществляется путем создания местной плас­тической деформации и, как правило, производится в хо­лодном состоянии. Чтобы избежать значительной потери пластических свойств, значение относительного остаточ­ного удлинения. Правка достигается в результате изгиба и рас­тяжения путем многократного пропускания листов меж­ду верхним и нижним рядами валков. По такой же схеме работают углоправильные вальцы для правки уголков. В случае необходимости создания более значительных деформаций правка и гибка, стали должны про­изводиться в горячем состоянии.

Для тонких листов лучшие результаты получаются при правке растяжением. Растяжение полос и листов с целью правки можно выполнять или на прессовом обо­рудовании с помощью приспособлений, или на специальных растяжных машинах Быстродействующий захват такой машины показан на рис.1.

Рис.1. Быстродействующий захват растяжной машины для правки листов.

Лист 2 ро­ликом 1 направляется в щель между клиновыми зажи­мами 4, останавливается опусканием верхнего ролика 3 и зажимается подачей подвижных клиньев зажима влево.

Саблевидность листовой и широкополосной стали (искривление в плоскости) поддается правке в ограничен­ной степени.

Правка двутавров и швеллеров производится на пра­вильно-гибочных прессах кулачкового типа.

1.2. Разметка

Индивидуальная разметка трудоемка. На­метка более производительна, однако изготовление специ­альных наметочных шаблонов не всегда экономически це­лесообразно. Оптический метод позволяет вести размет­ку без шаблона по чертежу, проектируемому на размеча­емую поверхность.

Применение разметочно-маркировочных машин с пневмокернером обеспечивает скорость разметки до 10 м/мин при точности ± 1 мм и допускает использование програм­много управления. Использование приспособлений для мерной резки проката, а также газорезательных машин с масштабной фотокопировальной системой управления или программным управлением позволяет обходиться без раз­метки.

1.3. Резка и обработка кромок

Рез­ка листовых деталей с прямолинейными кромками из ме­талла толщиной до 40 мм, как правило, производится на гильотинных ножницах и пресс-нож­ницах. Разрезаемый лист заводится между ниж­ним и верхним ножами до упора и зажимается при­жимом. Верхний нож, нажимая на лист, производит скалывание. При длине отрезаемого элемента 1-4 м погрешность размера обычно составляет ± (2,0-3,0) мм при резке по разметке и ± (1,5-2,5) мм при резке по упору. Прямой рез со скосом кромки под сварку можно получить, используя специальные ножницы.

Разделительная термическая резка менее производи­тельна, чем резка на ножницах, но более универсальна и применяется для получения стальных заготовок как пря­молинейного, так и криволинейного очертания при широ­ком диапазоне толщин. Наряду с газопламенной кисло­родной резкой (рис.2,а) все шире применяют плазменно-дуговую резку (рис.2,б).

Рис.2,а. Способ газазопламенной кислородной резки

Рис.2,б. Способ плазменно-дуговой резки: 1-заготовка; 2-плазменная струя

Этим спо­собом можно обрабатывать практически любые металлы и сплавы. Использование в качестве плазмообразующего газа сжатого воздуха дает не только экономические, но и технологические преимущества, так как наряду с весь­ма высоким качеством реза обеспечивается значитель­ное повышение скорости резки, особенно при вырезке за­готовок из сталей малой и средней толщины (до 60 мм). Недостатком воздушно-плазменной резки является насы­щение поверхностного слоя кромок азотом, что способст­вует образованию пор при сварке. Поэтому зачастую необ­ходимо кромки подвергать механической обработке или зачистке стальной щеткой.

В последнее время расширяется применение лазерной резки (рис.2,в).

Рис.2,в. Способ лазерной резки

Большей мощностью обладают газовые технологические лазеры непрерывного действия. В активной зоне А газово­го квантового генератора 5 между зеркалом 6 и полупроз­рачным зеркалом 4 получают монохроматическое коге­рентное излучение электромагнитных волн, которое нап­равляют зеркалом 3 и фокусируют оптической системой 2 на поверхность разрезаемого изделия 1. Преимущества лазерной резки — чрезвычайно малая ширина реза (доли миллиметров), возможность резки материала малой тол­щины (от 0,05 мм).

Для резки профильного металла применяют иногда электроконтактную резку (рис.2,г).

Рис.2,г. Электроконтактная резка

Резка происходит в результате возникновения периодических электричес­ких разрядов между разрезаемой деталью 3 и вращающим­ся электродом 2, присоединенным к источнику питания 1. Метод эффективен при резке труднообрабатываемых ма­териалов.

Ручную и полуавтоматическую резку листов произво­дят обычно по разметке, автоматическую — с помощью копирных устройств (рис.3), по масштабному чертежу или на машинах с программным управлением.

На рис.3 представлены кинематические схемы газорезательных машин

Рис.3 Принципиальные кинематические схемы стационарных газорезательных машин с передаточными устройствами: а-продольно-поперечным, б-параллелограммным, в-радиально-шарнирным

На рис.4 приведена схема портальной машины. Ма­шина имеет портал 3, перемещающийся от привода 7 по рельсовому пути 1. На портале имеются два поворотных трехрезаковых блока 6 для скоса кромок под сварку и от­дельные машинные резаки 4, закрепленные на суппортах, перемещающихся поперек рельсового пути по направля­ющим 5. Управление движением резаков производят, используя фотокопировальную систему или программное устройство. Машины портального типа позволяют обраба­тывать листы 2 толщиной до 100 мм с габаритами до 3200 X 16000 мм.

Рис.4. Схема портальной машины

Фотокопирование производится по копирному черте­жу (рис.5), выполненному в масштабе 1:10. Закреплен­ная на копировальной части машины фотоэлектрическая головка имеет в своем корпусе осветитель, создающий све­товое пятно на поверхности чертежа, перемеща­ющееся или прямолинейно, или по окружности относительно широкой или узкой линии чертежа.

Рис.5. Копирный чертеж

Для проведения процесса сварки выполняется разделка кромок. В зависимости от толщины металла и условий сварки разделки могут быть односторонними и двухсторонними (рис.6).

Рис.6. Образцы резов с односторонним и двусторонним скосами кромок

Подготовка кромок под сварку (рис. 6) может производиться двумя резаками 1, 2 при одностороннем скосе с притуплением и тремя резаками 1,2,3 при двусто­роннем скосе (рис. 7).

Рис.7. Одновременная резка и разделка кромок под сварку тремя резаками