Термоправка металлоконструкций технология

Способы правки металла

  страница » Металлообработка » Правка металла

Правка листового металла на специальном механическом оборудовании. Фото Подольский завод оборудования

Технологической операцией правка достигается подготовка детали к проведению дальнейшей ее качественной обработки. Размеры, материал и степень дефектности определяют способы, которыми выполняется правка.

Технология

Суть технологической обработки при правке — создать такие напряжения растяжения/сжатия в заготовке, которые при взаимодействии с напряжениями, вызванными дефектами, смогли бы их нивелировать. Основные технологические способы выполнения правки следующие:

• изгиб заготовки в холодном состоянии;
• правка заготовки растяжением в холодном состоянии;
• местный нагрев отдельных участков, например, газовыми горелками.

Когда необходима правка, назначение

Конструктор может закладывать параметры, которые не обеспечивают производители.

Так, например, отклонения от прямолинейности поставляемого с завода уголка, входящего в состав металлоконструкции, могут не позволить выполнить технические требования, определяющие ее работоспособность.

Возможны появления поверхностных дефектов при транспортировании в виде вогнутости, выпуклости, волнистости и других. Такие отклонения или повреждения можно скорректировать и исправить технологической операцией правка.

Некоторые технологические операции (резка ножницами, вырубка зубилом, сварка и другие) выполняются с остаточным деформированием на заготовках, нарушающих их форму. Для дальнейшей обработки следует устранить возникшие дефекты. Правка здесь является обязательным участником технологического процесса.

Листовые и другие типы заготовок

Заготовки, получаемые прокатом, обладают повышенными пластическими свойствами, так как при производстве испытывают большие степени деформации.

Это позволяет применять к ним способы, которые дают положительный результат при выполнении технологической операции правка.

Прокат любой формы: пруток, свернутую в бухту проволоку, круглые и профильные трубы, листы, полосы, ленты, уголки, балки, швеллера и другие, могут быть в качестве заготовок для правильных операций.

Какие бывают виды, приемы правки, применяемые инструменты и оборудование

Правят заготовки как вручную, холодным или горячим способом, так и с помощью механического оборудования. Каждый из способов имеет свою специфику, только ему присущие инструменты, приспособления и оснастку.

Ручная

Наковальня RIDGID. Фото 220Вольт

Ручная правка используется в домашних мастерских и на производстве при изготовлении единичных деталей. Основными атрибутами ручной правки являются правильные плиты, наковальни и большое количество молотков различного вида.

Для проведения некоторых видов ручной правки применяются приспособления из области самодеятельного творчества, позволяющие улучшить ее качество. Более подробно о специфике технологии ручной правки различных по форме заготовок смотреть в статье «Правка металла: листового, полосового, проволоки, круглого и уголка».

Механическая: растяжением и не только

Вальцы гидравлические STALEX
HER-2070×4.5 используется для правки. Фото Сталекс

В условиях серийного производства используется специальное правильное оборудование. Далее представлен краткий анализ каждой группы оснащения:

• Растяжные правильные машины выравнивают напряжение, создавая усилия растяжения, превышающие предел текучести. Тем самым, помимо выравнивания листа, снимаются различные другие структурные изменения в металле.
• Правильные пресса восстанавливают размеры односторонним изгибом. Дефектная заготовка предварительно закрепляется в правильном приспособлении и силовое воздействие оказывает на нее самоцентрирующаяся призма.
• Роликовые правильные машины создают усилия в виде знакопеременного изгиба. Отличаются повышенной производительностью, однако тонкие листы все же лучше править на растяжных машинах, так как малый зазор между рядами роликов отрегулировать затруднительно.
• Ротационные косовалковые правильные машины отличается от роликовых тем, что помимо поступательного движения она еще вращается. Во время обкатки роликами поверхности заготовки создаются изгибающие напряжения, которые убирают кривизну.

Правильное оснащение пользуется высоким спросом, что обуславливает широкий выбор оборудования, предлагаемого производителями и поставщиками.

В холодном состоянии

При дефектах поверхности, которые не создают больших деформаций, для их устранения применяется холодная правка. Она заключается в приложении нагрузки к деформированному объекту или созданием наклепанной определенным образом поверхности.

Недостатком холодной правки является возможность возврата заготовки в исходное дефектное состояние.

Здесь трудно контролировать распределение напряжений по телу заготовки, есть возможность возникновения значительных неуравновешенных напряжений.

Они как раз будут причиной образования на заготовке таких же дефектов через некоторое время. Наклепанная поверхность значительно снижает усталостную прочность заготовки.

Правка холодного металла. Фото Подольский завод оборудования

Повысить качество холодной обработки помогут следующие действия:

• оставить заготовку после обработки под нагрузкой на длительный промежуток времени;
• выполнять процесс с перегибом в противоположном направлении, чтобы затем сделать правку в обратную сторону.

Термическая, горячая, с местным нагревом, греть или нет

Устранить значительные отклонения от номинальных размеров поможет правка с нагревом.

При таком способе, до приложения необходимой нагрузки, деформированную часть заготовки равномерно прогревают до достижения требуемой температуры по всей длине дефектного участка.

Нагрев можно проводить, например, газовой горелкой (газом), при этом он не должен превышать температуру отжига исправляемого металла. После такой правки обычно выполняют термообработку заготовки типа нормализации или отжига для выравнивания структуры металла.

В некоторых случаях эффективно применение правки с местным нагревом (особенно для массивных деталей). При этом методе место заготовки с наибольшей величиной дефекта быстро прогревается до температуры отжига.

Концы заготовки должны быть закреплены, в таком варианте нагретый металл не имея возможности расширяться, получит деформации сжатия. При дальнейшем охлаждении будут возникать растягивающие напряжения, способствующие распрямлению заготовки.

Газопламенная

Ацетиленовая горелка. Фото ВсеИнструменты.ру

Этот термический способ отличается универсализмом, он не зависит от формы заготовки, может использоваться для любых видов металлов. Каких-то конкретных рекомендаций здесь дать невозможно. Характер и форма нагрева выбирается индивидуально после анализа деформаций на исправляемой заготовке. Основные параметры газопламенной правки следующие:

• температура нагрева;
• скорость нагрева;
• выбор мест нагрева;
• определение формы нагрева.

Температура и скорость нагрева зависят от газа, который используется в горелке. Наиболее высокая теплотворная способность у ацетилена. Меньшую интенсивность можно получить, если применить природный газ, пропан и другие.

Форма и расположение мест нагрева бывают следующие:

• нагрев в одной сосредоточенной точке;
• нагрев полосой — здесь для создания нужных напряжений используется разное линейное расширение в поперечном и продольном направлении, например, на заготовках из листа;
• клиновидный нагрев, чтобы убрать продольный изгиб или саблевидную форму.

Важно! Использование дополнительного источника тепловой энергии может привести к созданию критических величин напряжений и образованию трещин непосредственно во время прогрева или во время эксплуатации. Необходимо после такой правки проводить термообработку, стабилизирующую структуру металла.

Оказанием услуги по правке металла занимается достаточно большое количество компаний, некоторые из которых представлены в отдельном разделе нашего сайта.

Холодная и горячая правка металла

страницы

• Холодная правка валов
• Горячая правка металла

Правка металла – операция, при помощи которой устраняют неровности, кривизну или другие недостатки формы заготовок. Правка металла – это выправление металла действием давления на какую-либо его часть независимо от того, производится это давление прессом или ударами молотка (рихтовка).

Правка применяется при искажении формы деталей, например при изгибе, и скручивании валов, осей, шатунов, рам; при вмятинах и перекосах тонкостенных деталей. В зависимости от степени деформации и размеров детали правят с нагревом или без него.

Правят стальные листы, листы из цветных металлов и их сплавов, стальные полосы, прутковый материал, трубы, проволоку, стальной квадрат, круг стальной, а также металлические сварные конструкции. Металл правят как в холодном, так и в нагретом состоянии.

Обработка металлов давлением при температуре ниже температуры рекристаллизации называется холодной обработкой, а при более высокой температуре – горячей обработкой.

Правка холодным методом основана на механическом воздействии, вызывающем пластические деформации металла. Правку деталей из листового проката выполняют холодным методом вручную или на машинах.

При ручной правке металлический лист проколачивают на ровной плите или наковальнях с помощью ручного инструмента или пневматического молотка со специальным зубилом. Машинную правку листовых деталей осуществляют прокаткой и растяжением. Правку прокаткой выполняют на валковых листоправильных машинах (рис. 1).

Правку растяжением выполняют на растяжных правильных машинах, состоящих из стола-рольганга и гидравлического цилиндра двустороннего действия с подвижными зажимами, в которых зажимают листовую деталь.

С повышением давления в гидравлическом цилиндре зажимы раздвигаются и создают в укороченных волокнах закрепленного листа растягивающие напряжения, достигающие предела текучести материала. В результате пластического растяжения укороченных волокон материала листовая деталь выпрямляется.

В отдельных случаях правку листовых деталей выполняют поперечным изгибом на гидравлическом прессе последовательным нажимом пуансона. Сварные полотнища, получившие деформации от усадки сварных швов, правят аналогично деталям из листового проката.

Рис. 1. Валковые правильные машины

Правку деталей из профильного проката осуществляют холодным методом – вальцеванием на роликовых машинах, растяжением на растяжных машинах, а также поперечным изгибом на горизонтально-гибочных и гидравлических прессах. Правку сварных тавровых балок, рам, имеющих недопустимые сварочные деформации, выполняют холодным методом аналогично правке деталей профильного проката, а также тепловым методом.

Холодная правка ряда деталей является трудоемкой операцией, в процессе которой необходим контроль эффективности ее применения. Поэтому помимо обычного оборудования и контрольного инструмента (гидравлические прессы, индикаторы) все большее применение находят специальные стенды и приспособления, позволяющие осуществлять правку и комплексную проверку детали в процессе ее применения.

Однако при правке без нагрева у стальных деталей остаются значительные внутренние напряжения. В результате после правки они постепенно принимают первоначальную форму. Для снятия внутренних напряжений после холодной правки деталь необходимо стабилизировать, т. е.

выдержать при температуре 400…450 °С около 1 часа или при температуре 250…300 °С в течение нескольких часов.

Недостатки механической холодной правки: опасность обратного действия, снижение усталостной прочности и несущей способности детали.

Опасность обратного действия вызвана возникновением неуравновешенных внутренних напряжений, которые с течением времени, уравновешиваясь, приводят к объемной деформации детали.

Ухудшение усталостной прочности деталей происходит за счет образования в ее поверхностных слоях мест с растягивающими напряжениями, причем снижение усталостной прочности достигает 15…40 %.

Для повышения качества холодной правки применяют следующие способы: выдерживание детали под прессом в течение длительного времени; двойная правка детали, заключающаяся в первоначальном перегибе детали с последующей правкой в обратную сторону; стабилизация правки детали последующей термообработкой. Последний способ дает лучшие результаты, но при нагреве может возникнуть опасность нарушения термической обработки детали, кроме того, он дороже первых двух.

Холодная правка валов

При эксплуатации машин у валов возникают дефекты: изгиб; износ рабочих поверхностей; повреждение резьбы, шпоночных канавок и шлицев. Изгиб валов определяют в центрах токарного станка, специальных приспособлений или на призмах с использованием стоек с индикаторами (рис. 2).

Рис. 2. Определение изгиба вала индикаторной головкой на призмах

Изгиб валов устраняют правкой: холодной или горячей. Холодную правку выполняют под прессом.

Следует иметь в виду, что при холодной правке в результате появления наклепа в металле возникают внутренние напряжения, величина которых тем выше, чем больше величина деформации при правке.

Правка по методу Буравцева. Его назвали «поэлементной холодной правкой». В процессе правки по методу Буравцева также используется пресс (рис. 3).

Ноу-хау заключается в специальном приспособлении, с помощью которого поверхностный слой шейки вала пластически деформируется так, что в нем вместо обычных напряжений растяжения создаются напряжения сжатия.

Галтель при этом не затрагивается, а значит, усталостная прочность коленчатого вала после правки не только не уменьшается, но даже возрастает.

Более того, избавившись от недостатков ранее известных способов, поэлементная холодная правка позволяет восстановить любые коленчатые валы (и чугунные, и стальные) любых двигателей (от мотоциклов до экскаваторов), имеющих практически любой прогиб. При этом точность правки очень высока. Например, удается обеспечить взаимное биение коренных шеек 0,01 мм при исходном биении свыше 1 мм.

Рис. 3. Правка вала по методу Буравцева

За годы использования способа поэлементной правки на практике накоплен фактический материал о дальнейшей «судьбе» выправленных коленчатых валов как отечественных автомобилей, так и иномарок, включая грузовики и автобусы. Статистика показала, что эти коленчатые валы не возвращаются в изогнутое состояние со временем. Не было и рекламаций, связанных с поломкой валов, что косвенно свидетельствует об их высокой усталостной прочности.

Правка валов наклёпом. Способ целесообразен для правки коленчатых валов, биение которых не превышает 0,03…0,05 % от длины вала. Он производится наклепом щек пневматическим молотком со специальной головкой. Коленчатый вал укладывается на призмы верхними коренными шейками или устанавливается в центрах.

Продолжительность правки и глубина наклепа (деформации щеки) зависят от силы и числа ударов в единицу времени. По одному и тому же месту не рекомендуют делать более трех-четырех ударов; контроль эффективности правки осуществляют измерением биения вала. Наклепу подлежат внутренняя и наружная стороны щеки (со стороны шатунной шейки) в зависимости от направления биения вала.

Правка наклепом щек коленчатого вала не снижает его усталостной прочности.

Горячая правка металла

Этот метод правки является универсальным. Он осуществляется с помощью обычных средств нагрева и применяется для выправления деталей различной конфигурации с большой степенью точности. Одно из преимуществ метода в том, что он позволяет править литые детали из чугуна, которые иначе выправить почти невозможно.

При необходимости процесс можно вести так, что исправление оси детали происходит замедленно и измеряется десятыми и сотыми долями миллиметра. Термическим воздействием можно производить правку деталей большого сечения, что особенно ценно при отсутствии на предприятии достаточно мощного прессового оборудования.

При горячей правке выравнивание получается в результате создания напряжений усадки. Это явление объясняется тем, что нагретая часть благодаря увеличению температуры старается расшириться, а окружающая ее область противодействует этому. При этом нагретая часть металла пластически деформируется.

В то же время слишком узкая полоса нагревания вызывает трещины в материале.

Деталь типа вала или оси круглого сечения или балки прямоугольного сечения, подвергаемая правке, укладывается на две опоры или ставится в центры выпуклостью кверху. Под точку наибольшей вогнутости ставится индикатор, по показаниям которого контролируют ход процесса.

Нагрев ведут обычно сварочной горелкой (мощность ее подбирают в зависимости от сечения детали), место наивысшего перегиба ограничивают накладками. Если одноразового нагрева оказывается недостаточно для получения заданной прямолинейности, операцию повторяют, прогревая зону, расположенную рядом с первоначальной. Дважды греть одно и то же место не рекомендуется.

Например, требуется выправить шпиндель фрезерного станка, который изогнут до величины прогиба 0,2 мм. Правка ведется на токарном станке. Исправляемый шпиндель закрепляется в патроне и люнете. Для правки деталь нагревают в точке наибольшей выпуклости с последующим охлаждением проточной водой.

Место нагрева ограничивается специальным щитком из листового асбеста, смоченного водой. Нагревом с последующим охлаждением ось шпинделя может быть выправлена до прямолинейности 0,01…0,02 мм.

Детали из листовой стали правят по такому же методу, укладывая их для удобства на плиту (рис. 2.4). По прилеганию детали к плите определяют ход процесса правки. Нагрев ведут до температуры 800…900 °С, но не выше 1000 °С.

Температуру нагрева можно определить по вишнево-красному цвету детали. Охлаждение можно интенсифицировать путем обдувания нагретой зоны сжатым воздухом или смачиванием водой.

Момент начала охлаждения нужно выбирать такой, чтобы не закалить деталь.

Рис. 4. Термическая правка листовой стали

Хорошие результаты дает правка термическим воздействием изогнувшихся столов фрезерных, продольно-строгальных, шлифовальных и других станков. Для правки стол укладывают на плиту вниз направляющими.

Если эта операция производится на плите, то результаты правки контролируются по зазору между направляющими стола и плитой, а также при помощи индикатора.

Термомеханический метод правки. Он отличается от термического тем, что до начала нагрева участка вала, установленного выпуклой стороной вверх, в нем заранее создаются упругие напряжения с помощью механического нажима, например хомутом. Нажимное устройство устанавливается вблизи от места нагрева, рядом с точкой наибольшего прогиба.

Перед началом нагрева этим устройством прогибают вал в противоположную от первоначального прогиба сторону. Контроль величины деформации вала при изгибе его нажимным устройством выполняют при помощи индикаторов.

При нагреве вал стремится выгнуться вверх; встречая дополнительное сопротивление вследствие этого, материал в месте нагрева переходит предел текучести раньше, чем при чисто термической правке.

Метод релаксации напряжений заключается в том, что вал на участке его максимального искривления подвергается нагреву по всей окружности и на глубину всего сечения до температуры 600…650 °С. Нагрев производится при вращении вала на малых оборотах.

После выдержки при указанной температуре в течение нескольких часов вал устанавливается прогибом вверх, и сразу же на нагретый участок вала с помощью специального приспособления производится нажим в сторону, противоположную прогибу. Нажим производится для создания небольшого напряжения в материале нагретого вала (упругая деформация).

Время, в течение которого нагретый вал выдерживается в напряженном состоянии, должно быть достаточным, чтобы под действием нагрузки и высокой температуры необходимая часть упругой деформации перешла в пластическую.

Основным достоинством метода правки, основанного на явлении релаксации напряжений, является выпрямление вала с обеспечением стабильности формы при дальнейшей эксплуатации. При этом в процессе правки, проводимой при напряжениях значительно ниже предела текучести, не возникает опасных внутренних напряжений.

Важные этапы сварки металлоконструкций

В основу процесса термической обработки объёмных металлоконструкций заложены строго регламентируемые принципы, определяемые как типовые технологии сварочного процесса. С этой точки зрения подготовка и сопровождение сварки невозможны без применения специальных аналитических методов, являющихся составной частью общих работ.

Оптимизация технологического процесса сварки металлоконструкций предполагает несколько различных вариантов его проведения. Для этого применяются проверенные на практике приёмы, сводящиеся, в частности, к составлению специальных сопровождающих документов (технологических карт).

Технологические карточки

Технологическая карта сварки включает в себя ряд пунктов и граф, указывающих на следующие характеристики процесса сварки металлоконструкций:

• наименование изделия;
• единицы измерения объёма проведённых работ;
• цифровой код осуществляемой операции;
• обозначение нормативов, на основании которых она реализуется;
• уровень автоматизации, код степени квалификации оператора и многие другие параметры.

С содержанием типовой технологической карты можно ознакомиться в Таблице

Основное назначение этого учёного документа – зафиксировать всю информацию о проведённой операции по возведению металлоконструкций и хранить её коды в компьютерной базе как типовой образец.

На основании этих карт на предприятиях и в организациях подготавливаются и постоянно пополняются информационные массивы, позволяющие оперативно ссылаться на уже реализованный ранее технологический процесс.

Вся указанная в карточках информация вводится в базу только в кодированном виде.

При разработке новой технологии сварки металлоконструкции она учитывается после того, как проводится экспертная оценка эффективности предстоящих операций (исходя из особенностей отдельных сборных изделий).

Количественная оценка технологичности этих операций производится с учётом следующих факторов:

• последовательность их выполнения;
• разбивка металлоконструкции на независимые технологические узлы;
• виды используемой оснастки и специальных приспособлений;
• токовые режимы сварки, предполагаемые напряжения в конструкции и степень деформации отдельных составляющих.

По завершении проверки эффективности новой технологической цепочки сварки данные и коды отправляются на хранение в компьютерную базу предприятия.

Сборка деталей

Сварка металлоконструкций, подготавливаемых в виде отдельных сборных узлов, осуществляется согласно ГОСТ 5264-80, в котором определяются принципы монтажа на основе электродугового метода.

В соответствии с положениями этого документа определяется порядок подготовки металлоконструкции к сборке, включая способы подачи его отдельных элементов к месту сварки.

Устанавливаются режимы сплавления отдельных узлов металлоконструкций, которые выбираются в соответствии с данными, указанными в составленной ранее технологической карте на этот вид сварных работ.

При сборке уже подготовленного изделия руководствуются не только чертежами, но и уже упомянутыми ранее технологическими картами. В них, помимо режимов работы и порядка сборки должны указываться способы крепления деталей, а также методы контроля собранных изделий.

В процессе подготовки металлоконструкций следует исходить из того, что при их сварке предполагается использовать электрическую дугу, температура плавления которой может достигать 7000 °.

К особенностям этого метода сборки сложных объектов следует отнести и то, что при его реализации применяются специальные приспособления для сварки.

Вспомогательное оборудование

Процесс сварки металлических заготовок предполагает их объёмную фиксацию в заданном положении, что удаётся сделать лишь с помощью дополнительных приспособлений особой конструкции (кондукторов).

Кондуктор может выполняться в виде стенда или станины произвольной формы, обеспечивающей приём и крепление очередной заготовки, входящей в состав монтируемой металлоконструкции.

В зависимости от условий и технологических особенностей каждого конкретного процесса сварки кондукторы могут иметь самые различные исполнения. В упрощённом виде эти приспособления имеют форму, позволяющую сформировать прямой угол в зоне стыка металлических изделий.

Помимо этих фиксирующих элементов сварочные работы с металлоконструкциями предполагают использование специальных подающих механизмов, называемых стапелями.

Сварочный стапель представляет собой сооружение в виде Г-образного подъёмного приспособления, используемое для размещения заготовок, над которыми располагается площадка с оператором.

Таким образом, установленный порядок работы со стапелями, значительно облегчающий труд сварщика, предписывает использование их в качестве опорных конструкций, предназначенных для укладывания свариваемых балок или пролётов.

Непосредственно над ними по проложенным вдоль стапелей рельсам перемещается сварочный портал (площадка) с находящимся в нём сварщиком.

Применение стапелей при сварке металлоконструкций позволяет получать непрерывный (сплошной) шов без отрыва от сварочного процесса.

Также отметим, что при фиксировании небольших заготовок посредством углового кондуктора допускается нормируемое отклонение от предполагаемой линии стыковки (в пределах, предусмотренных технологическим процессом).

Особенности ручного метода

Сборка строительных металлических конструкций посредством дуговой сварки – сложный технологический процесс, справиться с которым способны лишь хорошо обученные специалисты.

В его основу заложено термическое воздействие электрической дуги, для получения которой используется основное и вспомогательное оборудование.

К первой из этих составляющих относятся источник энергоснабжения и преобразующий силовой трансформатор или инвертор, а ко второй – соединительные шины (провода), а также держатель с рабочим электродом.

Во время ручной дуговой сварки металлоконструкций на обрабатываемые заготовки и электроды подаётся ток от преобразовательного устройства, за счёт которого образуется электрическая дуга. Высокая температура в зоне горения расплавляет металл, образуя сварочную ванну, какое-то время находящуюся в жидком состоянии.

После остывания и затвердения материала в зоне ванны образуется так называемый «сварной шов». Для получения красивого и прочного стыкового соединения необходимо соблюдение ряда требований, касающихся как режима сварки и качества дуги, так и техники обращения с держателем электродов.

При оценке качества сварки в первую очередь исходят из того, насколько форма шва соответствует заданному стандарту, и из его внешней привлекательности. Но не менее важна и его внутренняя структура, определяющая прочность и надежность получившегося при этом контакта.

Контроль качества

Качеству сварки металлоконструкций в процессе их сборки уделяется особое внимание, поскольку малейшее отклонение от технологических требований способно привести к нежелательному результату (браку).

Основным документом, регламентирующим порядок контроля качества сварных конструкций, является руководство (свод рекомендаций или инструкций) под обозначением РД 34 15.132-96.

Этот нормативный документ помимо перечня требований к сварке конструкций определяет технологические нормы оценки качества образуемых сварных соединений.

Кроме того, он предписывает порядок проведения сварочных работ при укрупнении существующих или монтаже новых металлоконструкций. В этом руководящем документе определяются требования к уровню квалификации операторов сварочного процесса и контролёров, а также общий порядок организации работ.

В отдельном разделе приводятся требования к основным и расходным материалам, использование которых обеспечивает высокое качество сборки и сварки металлоконструкций.

Работа с листовыми заготовками

При рассмотрении технологических особенностей работы с листовыми изделиями особое внимание следует уделить последовательности сварки заготовок. При наличии в обрабатываемой металлоконструкции разнонаправленных сочленений в первую очередь варятся поперечные швы. И лишь по завершении их формирования можно будет переходить к продольным соединениям.

В процессе таких работ должен использоваться метод сварки, при котором потребление энергии минимально.

Для тонколистовой стали расчёт энергозатрат ведётся в единицах мощности, приходящихся на погонный метр изделия.

Для этих же целей рекомендуется использовать специальные нагрузочные элементы, обеспечивающие удобство сваривания легко деформируемых участков металлоконструкции. Последовательность сплавления листовых заготовок должна соответствовать порядку, изображённому на графиках.

После их рассмотрения можно сделать вывод, что сварка в этом случае должна вестись от середины к краям.

Ремонт металлоизделий

Текущий ремонт металлоконструкций с использованием электродуговой сварки предполагает выправление повреждённых мест методом их пластического деформирования. Как правило, для этих целей применяются особые приспособления, в состав которых входят домкраты винтового или гидравлического действия.

Ремонт (правка) металлоконструкций этим методом без дополнительного нагрева допускается лишь в редких случаях, когда радиусы деформации не превышают определённой величины.

Крупногабаритные и объёмные металлоконструкции ещё до ремонта разбираются на простые составляющие с одновременным удалением имеющихся на них швов, болтовых соединений и заклепок. Причём первые удаляются с применением сварки электрической дугой с использованием угольных электродов, покрытых медью.

Трещины в теле металлоконструкции, а также её повреждённые составляющие завариваются уже описанными методами при условии введения дополнительных продольных накладок. Длина каждого из таких усилительных элементов должна примерно вдвое превышать ширину участка заготовки, подлежащего ремонту.

Элементы трубопроводов с трещинами или разрывами в стенках восстанавливаются путем заваривания повреждённых мест или их удаления. При этом трубы перед электросваркой разделываются любым из известных механических способов (с применением специальных станков, например).

Ремонт и восстановление мест стыковки элементов трубопроводов помимо обычного механического метода, предполагающего использование типового слесарного инструмента, могут проводиться за счёт наращивания металла электросваркой.

Таким образом, для качественной сварки и ремонта металлоконструкций необходимо технологическое сопровождение этих процессов, сводящееся к выполнению определённых условий нормативного характера.

Термоправка металлоконструкций технология — Справочник металлиста

Практически любое воздействие на металл оказывает определенную долю влияния на его свойства. Все зависит от характера воздействия и от его интенсивности.

Некоторые виды проходят практически не заметно, но другие же могут сильно менять свойства деталей. К таким воздействиям относится термическая обработка сварных соединений.

Данная процедура может применяться для улучшения свойств свариваемости материала. Как правило, сюда входит три основных этапа:

• Термическая подготовка;
• Непосредственная обработка высокой температурой;
• Обработка готовой детали.

Все это требуется для того, чтобы не было резких перепадов температуры. Это может привести к деформации детали или вызывает осложнения в обработке. Это же касается и прогрева после завершения процедуры, так как не всегда можно давать остывать обработанному металлу самостоятельно.

Тепловой режим подбирается по характеристикам свариваемых материалов. Прогревание должно проводиться равномерно, так как в ином случае снова возникает вероятность деформации и неправильной обработки. Если будут совершены ошибки, то возникают проблемы с последующим переносом высокой температуры, крепости изделия и прочими свойствами.

Термообработка сварных соединений проводится по ОСТ 36-50-86.

Термообработка сварных швов и соединений

Преимущества

• Термообработка сварных швов помогает добавить деталям новые свойства, которые сделают их более пригодными для эксплуатации в заданных условиях;
• Процедура помогает обеспечить защиту от некоторых негативных моментов, которые возникают при сварке;
• Прогревание обеспечивает снятие внутренних напряжений, если процедура проходит по всем правилам.

Недостатки

• Зачастую термообработка сварных соединений – это необратимый процесс, так что не стоит при нем допускать ошибки;
• Для проведения операций нужно специальное оборудование;
• Высокие требования к точности режимов проведения процедур;
• Для каждого индивидуального случая нужно подбирать свои параметры обработки.

Виды термообработки

Выделяется несколько основных способов, которые пригодны для обработки сварных швов. Среди них:

• Предварительный подогрев. Это один из самых распространенных способов. Он применяется чаще всего для низколегированных и низкоуглеродистых сталей, которые относятся к перлитному классу. Подогрев осуществляется постепенно до температуры около 200 градусов Цельсия. Особенно актуально это при низкой температуре окружающей среды. Прогревание делается для предотвращения появления трещин. После окончания процедуры температура также постепенно опускается.

Предварительный подогрев сварных швов

• Высокий отпуск. Во время данной разновидности обработке соединение металла прогревают до температуры ниже 30 градусов Цельсия, от достижения критической точки Ас1. Воздействие продолжается от 1 до 5 часов. После этого его медленно охлаждают. Сварочные напряжения спадают до 90%. Зона сваривания претерпевает различные структурные изменения. В низколегированной стали пропадает закалочная структура. Металл обретает большую пластичность и снижаются его свойства твердости. Чаще всего применяется для сталей перлитного класса.
• Нормализация. Его используют для тех сварочных соединений, которые выполнены при помощи большой погонной энергии. Как правило, в это время структура металла становится крупнозернистой и у нее сильно снижаются механические свойства, чего не стоит допускать. Соединение металла прогревают до температуры ниже 30 градусов Цельсия, чтобы не достичь критической точки Ас1. В отличие от высокого отпуска в таком состоянии деталь держат недолгое время и после этого дают остыть при обыкновенной температуре. Чаще всего нормализация применяется для тонкостенных труб с малым диаметром из низколегированной стали. Они часто имеют пониженную пластичность и крупнозернистую структуру.
• Термический отдых. Детали нагревают до температуры в 300 градусов Цельсия. В таком состоянии ее придерживают около 3 часов. Благодаря этому снижается содержание водорода в составе шва. Это помогает снизить уровень сварных напряжений. Чаще всего отдых применяется для конструкций, сделанных из толстостенного металла, так как для них сложнее сделать высокий отпуск. Этот вид обработки еще называют дегазацией. Процедура активно применяется во время ремонта соединений трубопроводов и других предметов, контактирующих со средами с высокой коррозионной опасностью.
• Аустенизация. Во время данного процесса соединение нагревается, примерно, до температуры 1100 градусов Цельсия и выдерживается на протяжении 1,5 часов. Охлаждение происходит на воздухе. В это время внутри материала распадается феррит. Благодаря такому процессу, механические свойства стали обеспечивают снижение уровня напряжений. Данная процедура рассчитана на материалы из высоколегированной стали.
• Стабилизирующий отжиг. Процедура применяется для аустенитных сталей, содержание легирующих элементов в которых находится на высоком уровне. В это время соединение прогревается до температуры в 860 градусов Цельсия. В таком состоянии оно выдерживается до 3 часов. В итоге получается снять около 80% сварных напряжений. Структура материала становится более стабильной. Снижается риск возникновения межкристаллической коррозии.
• Нормализация с отпуском. Это может быть восстановительная или полная термообработка. Она предназначена для изменения структуры, а соответственно и свойств, соединений различных металлов. Такая комбинация процедур предназначается для сталей, у которых повышенная устойчивость к температурному воздействию. Это помогает продлить им срок эксплуатации, особенно в сложных условиях. После проведения обработки структура металла становится более равномерной. Когда деталь охлаждается, то аустенит превращается в феррит. После отпуска повышается пластичность и прочность соединений.

Cварка металлоконструкций — способы и требования

В наши дни сварка используется  в производстве, как мелкосерийных, так и массовых изделий различной степени сложности. Ведь с ее помощью можно «собрать» и угловое, и тавровое, и нахлесточное, и торцевое сопряжение деталей. Причем технологические приемы, с помощью которых осуществляется сварка металлоконструкций, со временем, становятся еще более изощренными и  эффективными.

https://www.youtube.com/watch?v=—Epon389EE

В этой статье мы познакомим наших читателей с наиболее рациональными способами сваривания элементов металлических конструкций. Эта информация будет полезна всем заказчикам сварных работ.

Общие требования к сварке металлоконструкций

Общий перечень требований к сварке конструкций из металла состоит из нескольких  разделов, а именно:

• Требований к выбору деталей металлоконструкции, регулируемых СНИП II 23-81 и ГОСТ 27772-88. Этот раздел указывает на возможность использования того или иного сортамента металлопроката в процессе сборки конструкции. Причем в требованиях учитываются не только геометрические параметры и прочностные характеристики, но и такое понятие, как свариваемость металла.
• Требований по схеме сварки конструкции. Этот раздел указывает на порядок наложения сварных швов, соблюдение которого удерживает конструкцию от возможной деформации. Ну а сама схема сварки зависит от прочностных характеристик, размеров и сложности (присутствия большого количества деталей) конструкции. Точную схему может просчитать только опытный проектировщик.
• Требований к квалификации исполнителей сварных работ. Эти требования указаны в особых руководящих документах, издаваемых профильными министерствами. Например, указанные требования содержатся в РД 34 15.132—96 подготовленном Минтопэнерго РФ.
• Требований к контролю качества сварочных работ. Сведения для этого раздела содержит любой ГОСТ на сварку металлоконструкций (8713-79, 5264-80, 15164-78 и так далее).

В итоге, решившись на соединение деталей металлоконструкции сваркой, вы должны решить: из чего вы будете собирать вашу конструкцию, как вы будете соединять детали, кто займется этой работой, и как будет осуществляться процесс контроля.

Словом,  вам есть куда приложить свои знания и умения. Ну а если у вас недостает опыта, то просто наймите проектировщика. Впрочем, сейчас нас интересует только сварка, поэтому далее по тексту мы познакомим вас с классическими и современными технологиями сварочных работ.

Классические способы сварки металлоконструкций

Общеизвестные способы сварки деталей из металла предполагают применение в техпроцессе всего двух источников энергии: электрической дуги и газового пламени.

Дуговая и газовая сварка может быть ручной, автоматической или полуавтоматической. Причем первый вариант предполагает формирование сварочного шва только «своими руками. Кроме того, вручную осуществляется и управление процессом сваривания и подача электрода (присадочной проволоки).

В «ручном» режиме можно использовать технологию классической электродуговой сварки, сварки под флюсом, сварки-пайки газосварочным аппаратом. Ручной режим хорош только в быту.

Второй вариант – автоматическая сварка – основан на процессе наложения шва без участия человека (сварщика). Всю работу выполняет специальный механизм, настраиваемый на конкретную операцию.

Разумеется, перечень подобных операций ограничен функциональностью механизма, но низкие расценки на сварку металлоконструкций подобным способом делают автоматическую сварку очень популярной, особенно в крупносерийном производстве.

В «автоматическом» режиме можно использовать технологию контактной сварки (нагрев и опрессовка деталей), электрошлаковой сварки, и все технологии «ручного» типа (только вместо руки сварщика аппаратом будет управлять робот).

Третий вариант – полуавтоматический «режим» — предполагает наложение шва «вручную», но проволока или электроды подаются в зону сваривания автоматический, что повышает производительность работ практически на порядок.

В «полуавтоматическом режиме» работают все технологии, использующие газовые флюсы, неплавкие электроды и автоматизированную подачу присадочной проволоки в зону прогрева. В мелкосерийном и бытовом применении сварка полуавтоматом металлоконструкций – это самый выгодный вариант техпроцесса.

Технологические новинки

Кроме электрической дуги или пламени перегретого газа в процессе соединения деталей металлоконструкции современные сварщики используют энергию лазера, тепловой эффект трения, силу пучка электронов и даже ультразвук.

Словом, технология сварки металлоконструкций не стоит на месте. Новые способы реализации этого техпроцесса появляются с завидной регулярностью. И среди технологических новинок можно выделить следующие типы сварки: термитную, плазменную и электронно-лучевую.