SU967742A1 - Способ изготовлени крупногабаритных плоских секций - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ПЛОСКИХ СЕКЦИЙ

Изобретение относитс  к технологии производства сварных конструкг ций и может найти применение в судостроении , авиастроении, вагоностроеНИИ и других отрасл х промышленности .

Известен способ приварки ребер жесткости к листовой основе и устройство дл  его осуществлени , при котором ребра подаютс  при помощи траверсы, поворачивающес  вокруг вертикальной оси. На сварочной позиции ребра жесткости опускаютс , устанавливаютс  в нужное положение и прижимаютс  траверсой к листу l .

К недостаткам этого способа следует отнести значительность остаточных сварочных деформаций короблени  в таким образом сваренных конструкци х , возможность сварки набора толь ко одного направлени , большое количество ручных операций и невозможность сварки стыковых соединений.

Известен способ изготовлени  крупногабаритных плоских секций, (здесь .и далее выражение плоска  секци  подразумевает сварное полот нище с приваренными к нему продольными и поперечными ребрами жесткости ) , при котором вначале изготавливаетс  сварное полотнище по длине и ширине секций, а затем осуществл етс  сборка и сварка набора продольного и поперечного направлений Г 2.

Однако такой способ изготоЬлени  плоских секций требует использовани  больших производственных площадей и крупногабаритных сборочносварочных столов, характеризуетс 

10 низкой производительностью труда, болыыим количеством ручных операций, отсутствием возможности механизации сборочно-еварочных работ. Качество . сварных соединений в таких секци х15 невысокое, а остаточные сварочные деформации короблени  весьма значительны , что требует применени  трудоемких операций механической или тепловой правки.

20

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, к изобретению  вл етс  способ товлени  крупногабаритных плоских секций, преимущественно дл  судостро25 ительных конструкций, при котором Изготавливают сварные панели на длину секции путем приварки к листам продольных ребер жесткости, укрупн ют на ширину секции полученные панели путем сварки их между собой про30

дольньлСш швами и затем приваривают поперечный набор ребер жесткости з

Такому способу изготовлени  секций свойственны следующие недостатки: отсутствие возможности комплексной механизации и автоматизации сборочно-сварочных работ; большое количество ручных операций; значител ные остаточные деформации короблени  что требует применени  последующей трудоемкой I .авки конструкции; некачественность сварных соединений (полученных,как правило, ручной или полуавтоматической сваркой).

Цель изобретени  - автоматизаци  сварки швов большой прот женности, повышение качества сварных соединений и обеспечение точности крупногабаритных плоских секций.

Цель достигаетс  тем, что согласно способу изготовлени  крупногабарцтных плоских секций, преимущественно дл  судостроительных конструкций , при котором изготавливают сварные панели на длину секции путем приварки к. листам продольных ребер жесткости/укрупн ют на ширину секции полученные панели путем сварки их между собой продольными швами и затем приваривают поперечный набор ребер жесткости, перед сваркой каждои панели раст гивают лист и ребра жесткости независимо друг от друга в продольном по отношению к свй.рным швам направлении до напр жений 0,05-0,15 предела текучести ма.териала , приваривают концевые участки ребер к листу, затем раст гивают лист и ребра жесткости до напр жений 0,5-1,0 предела текучести путем приложени  усили  раст жени  только к листу с обеспечением защемлени  не менее 65% ширины листа захватами раст гивающих устройств и приваривают ребра жесткости к листам. После этого раст гивают все соедин емые панели, прикладыва  при этом к каждои из них то усилие, которым раст гивали эту панель при приварке ребер жесткости к листу, и не снима  нагрузки осуществл ют совместную механическую обработку кромок каждого стыка по траектории, совпадающей с траекторией движени  сварочной головки, стыкуют обработанные кромки и сваривают их между собой.

Основной технологической особенностью г роцесса изготовлени  плоских крупногабаритных секций по данному способу  вл етс  применение предварительного упругого раст жени  конструктивных элементов перед их сваркой что обеспечивает требуемую плоскостность и пр молинейность листа и ребе жесткости при изготовлении панели, а также панелей при их укрупнении в секцию; необходимую жесткост;ь стыкуемых кромок при их совместной фрезеровке перед сборкой под сварку; необходимую жесткость свариваемых кромок и отсутствие их вертикал,ьных перемещений в процессе сварки; необходимые услови  дл  ведени  сварочного процесса соединений большой Щ)от женности в автоматическом режиме; уменьшение остаточных сбарочных напр жений и деформаций короблени ; высокое качество сварных соединений и заданную точность сварных листовых конструкций; уменьшение трудоемкости процесса изготовлени  плоских секций

На основе проведенных экспериментальных исследований установлено, что применение предварительного упругого деформировани  наиболее эффективно при обеспечении равномерного раст жени  как по длине, так и по ширине свариваемых элементов. Дл  этого необходимо, чтобы захваты раст гивающих устройств защемл ли не менее 65% поперечного сечени  элементов . .Минимальный уровень предварительных напр жений раст жени , при которых достигаетс  устранение остаточных сварочных напр жений и .деформаций , составл ет не менее 0,5 предела текучести свариваемого материала .

Трудной задачей при изготовлении сварной панели  вл етс  обеспечение равного раст жени  листа и ребер жесткости перед сваркой, тем более,. что эти элементы имеют различные начальные прогибы. Дл  решени  данной задачи предлагаетс  осуществл ть начальное раст жени  листа и ребер жесткости независимо друг от друга до напр жений 0,05-0,15 предела текучести материсша (бу), затем приваривать концевые участки ребер к листу, после чего тербуема  величина раст жени  (0,5(т) достигаетс , приложением усилий только к листу.

При укрупнении панели в секцию возможно по вление больших и переменных по длине за зоров в стыковых соединени х, например, вследствие серповидности прокатных листов. Дл  устранени  этих заэоров, а также с целью повышени  точности сборки и сварки стыковых соединений большой прот женности после раст жени  панелей осуществл етс  одновременна  обработка стыкуемых кромок по траектории , совпадающей с траекторией движени  сварочной головки.

Пример. Предлагаемый способ реализован при изготовлении сварных панелей из алюминиевого сплава АМгб. К листу 2000-750-5 мм привариваютс  угловыми швами ребра жесткости размером 2000-80-6 мм. При сборке под сварку с применением предварительного раст жени  поперечные кромки листа защемп ютс.  в захватах 300-тонного горизонтального пресса РО-ЗМ.

Суммарна  ширина захватов относительно всей ширины листа составл ет 80%. Перед созданием требуемого раст жени  свариваемых элементов панели к листу привариваютс  ребра жесткости концевыми участками длиной по 100 мм каждый. Усилие раст жени , прикладываемое непосредственно к листу , обеспечивает в свариваемых элементах напр жени  на уровне 16 КГ/MIA (предел текучести сплава АМг б 18 кг/мм -) . Приварка ребер к листу осуществл етс  неп 5ерывным односторонним швом на режиме; сварочный ток 230-256А, скорость сварки 10 м/ч

Эффективность данного способа оцениваетс  относительно такой же сварной панели, но изготовленной без предварительного раст жени . Анализ полученных данных показывает, что предлагаемый способ позвол ет существенно снизить остаточное напр женно-деформированное состо ние сварной панели.

На чертеже показаны деформированные поверхности сварной панели, изготовленной по предлагаемому способу (фиг. 1) и по известной технологии (фиг. 2), т.е. безJпредварительного раст жени  свариваемых элементов.

Видим, что остаточные деформации короблени  панелей, сваренных с предварительным раст жением, значительно меньше. Измерение остаточных сварочных напр жений в этих же образцах показывает, что, использу  предлагаемый способ, можно снизить их величину на 65%. Рентгенконтроль и прочностные испытани  дают полр . жительные результаты1

На этом же прессе производитс  ук рупнение двух полученных панелей в секцию шириной 1500 мм. Усилие раст жени , обеспечивающее напр жение 13 кг/мм , прикладываетс  только к листовой части панели. Суммарна  ширина захватов относительно всей ширины листов составл ет 75%. Перед сваркой производитс  одновременна  механическа  обработка стыкуемых кромок Псшьчико вой высокооборотистой .фрезой. Стыковой шов секции выпол- н етс  аргоно-дуговой сваркой непла-: в щимс  электродом с применением источника питани  УЛГ-501. Режим сварки: ток 320-350А, скорость сварки 12 м/ч. Анализ полученных результатов показывает, что предлагаемый способ при укрупнении панелей в секцию позвол ет также как и при изготовлении панелей повысить качество сборки соединений, обеспечить необходимые услови  дл  автоматизации сварки и резко уменьшить остаточное напр женно-деформированное состо ние Способ реализован в проекте линии Днепр, предназначенной дл  механизированной сборки и автоматической сварки крупногабаритных судостроительных плоских секций из сплава АМг 61 размером 9600-4500 мм при толщине листа 3-6 мм. Лини  позволит повысить производительность труда и качество изготовлени  плоских t;t.Ki;:if за счет унификации секций, механизации сборочных операций и осуществлени  автоматической сварки

в услови х предварительного раст жени  элементов.

Экономический эффект от внедрени  линии составйтоколо 300 тыс.руб. в год при объеме производства 380 секций . Число работающих на линии составит 8 человек по сравнению с 34 работающими при изготовлении секции.в насто щее врем .

20

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  крупногабаритных .плоских секций, преимущественно дл  судостроительных конструкций , при котором изготавливсшт сварные панели на длину секции путем приварки к листам продольных ребер жесткости, укрупн ют на ширину секции полученные панели путем сварки

   их между собой продольными швами и затем приварившот поперечный набор ребер жесткости, отличающийс Я тем, что, с целью, ав.томатизаций сварочного процесса, повышени  качества сварных соединений большой

   прот женности и обеспечени  точности сварных конструкций, перед сваркой каждой панели раст гивают лист и -ребра жесткости независимо друг от друга в продольном по отношению к сварным швам направлении ,до напр жений ,15 предела текучести материала, приваривают концевые участки ребер к листу, затем раст гивают лист и ребра жесткости

   до напр жений. 0,5-1,0 предела текучести материала путем приложени  :усили  раст жени  только к листу с обеспечением защемлени  не менее 65% ширины листа захватами раст гивающих устройств и приваривают ребра жесткости к листам, после этого раст гивают все соедин емые панели, 1прикладыва  при этом к каждой из них то уси.лие, которым раст гивали эту

   панель при приварке ребер жесткости к листу, и не снима  нагрузки осуществл ют совместную механическую обрабатку кромок каждого стыка по траектории , совпадак цей с траекторией движени  сварочной головки, стыкуют

   обработанные кромки и сваривают их между собой.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе. 1. Патент ФРГ 2512382,

   кл. В 23 К 37/04, 1978.
2. 2. Мацкевич В.Д. Сборка и сварка корпусов судов. Л,, Судостроение, 1968, с. 272-284.
3. 3. Михайлов B.C. и др. Модуль-панельный способ постройки баржплощадок .Л.,Судостроение, 1979,№,с 15.