5. Выбор заготовок и их подготовка для сварки. Для
получения заготовки фланца (см. рис. 4.14, б) целесообразно использовать листовой прокат нормальной точности (группа Б) толщиной 16 мм из стали 15Г:
Б16 ГОСТ 19903-74
Лист -----------------------------------------.
сталь 15Г ГОСТ 4543-71
Толщина листа назначена больше требуемой с учетом предельных отклонений размеров сварной конструкции по 16-му квалитету точности, припуска 3 мм на механическую обработку после сварки по сопрягаемым поверхностям изделия и припуска 1 мм на обработку перед сваркой.
Последовательность изготовления фланца: газокислородная резка кольцевой заготовки из листа и его механическая обработка на токарном станке по чертежу (см. рис. 4.14, б). Размеры кольца после резки будут: наружный диаметр - 210+2,5 мм, внутренний диаметр 110+2,5 мм. Предельные отклонения размеров
определены для ручной газокислородной сварки по разметке (см. табл. 3.6). При этом припуск на механическую обработку составит 3,75 — 6,25 мм. При использовании машинной газокислородной резки этот припуск мог бы быть уменьшен за счет большей точности размеров.
Размеры детали и их предельные отклонения назначены из условия обеспечения сборки с цилиндром перед сваркой.
Цилиндр (см. рис. 4.14, в) можно изготовить из трубы 140x10-15Г-А ГОСТ 8732-78 путем газокислородной резки и последующей механической обработки торцов. Длина отрезка трубы, больше длины цилиндра на двухсторонний припуск на механическую обработку и будет 281+2-3 = 287±2,5 мм. Фактический припуск составит 1,75—4,25 мм.
Дно (см. рис. 4.14, г) можно получить машинной газокислородной резкой без последующей механической обработки. Исходная заготовка - листовой прокат толщиной 10 мм:
510 Гост 19903-74
Лист --------------------------
сталь 15Г ГОСТ 4543-71
Диаметр заготовки после резки будет 124±1,5 мм. Возможные наплывы металла и заусенцы подлежат зачистке.
Выбор газокислородной резки, как основной заготовительной операции, сделан исходя из характера производства и возможности ее использования для малоуглеродистой низколегированной стали 15Г.
Порядок производства сварочных работ. Корпус изготавливают из малоуглеродистой, хорошо сваривающейся стали, поэтому подогрев деталей перед сваркой и термическая обработка после сварки не требуется.
Сварка корпуса может быть выполнена в два этапа: сварка фланца 01 с цилиндром 02 (см. рис. 4.14), а затем приварка дна 03. Фланец и цилиндр имеют центрирующую канавку и буртик, что позволяет осуществить легкую сборку деталей 01, 02, а для уменьшения поводок и повышения точности изделия достаточно применить простое и универсальное приспособление-стяжку 03 с двумя накладками 04 (рис. 4.15). Собранные в приспособлении детали позволяют сварщику без затруднений подводить проволоку в зону сварки и наблюдать за формированием сварного шва.
Сварку целесообразно производить исходя из выбранного оборудования и толщины деталей на постоянном токе обратной полярности в два прохода при плотности тока 100 — 150 А/мм2.
Сварку цилиндра с дном производят без разделки кромок, формирование сварного шва осуществляют при выступании дна относительно цилиндра на 10 мм и концентричном его расположении. Фиксация деталей по высоте при этом однозначная, но в процессе сварки может произойти смещение деталей как по высоте, так и в радиальном направлении. Во избежание смещения можно рекомендовать четыре прихватки Рис.4.15. Схема приспособления для длиной по 10 мм и высотой катета сборки деталей 2—3 мм. После чего осуществляют сварку за два прохода с переваркой прихваток. Высота катета полного сварного шва - 10 мм. Предварительный шов с целью уменьшения коробления и поводки при отсутствии фиксирующего приспособления необходимо выполнить за два приема, наложив шов на половине длины, а затем завершив его во встречном направлении. Общая длина сварного шва составляет 370 мм.
После сварки изделие проходит завершающие и отделочные операции: термическую обработку, очистку от окалины, грата, шлака и технический контроль. В данном случае термическая обработка не требуется.
Очистку от окалины, брызг металла производят в дробеструйной камере. Зачистка сварных швов в соответствии с разработанным чертежом не требуется. При необходимости усиление шва и наплывы металла можно было бы удалить зачисткой абразивным кругом или на металлорежущих станках.
7. Контроль качества сварочных работ. После завершения всех технологических операций сварное изделие предъявляют для технического контроля. Контроль осуществляется поэтапно. Внешним осмотром проверяют отсутствие подрезов, наплывов, непроваров, крупных пор и в соответствии с техническими требованиями чертежа дефекты могут быть устранены путем вырубки и заварки.
При отсутствии внешних дефектов сварки производят контроль размеров изделия в соответствии с требованиями чертежа, а затем -контроль качества сварных швов.
Рассматриваемое изделие работает под давлением минерального масла, и в соответствии с чертежом сварные швы проверяют на герметичность гидравлическим испытанием под давлением жидкости, превышающим номинальное на 50—200%.
Герметичность сварных изделий можно проверить и керосиновой пробой. Наружные поверхности сварных швов покрывают меловой обмазкой, а внутренние смачивают керосином, который проникая в поры и трещины, окрашивает меловую обмазку в желтый цвет. Такой пробой можно выявить сквозные трещины и поры.
Рассматриваемый сварной корпус подвергать ультразвуковому или рентгеновскому контролю нет необходимости, т.к. это очень трудоемкие и дорогие операции, которые применяют для контроля изделий ответственного назначения.
После устранения выявленных дефектов, если такие оказались, изделие подвергают повторному контролю и испытанию. Изделие, прошедшее технический контроль, отправляют в механический цех для окончательной обработки по чертежу. В данном случае сварное соединение будет подвергнуто токарной обработке фланца и сверлению отверстий на нем. Механическая обработка трудоемка, поэтому необходимо стремиться к ее сокращению уже на стадии проектирования. Следует также помнить, что обработка непосредственно сварных швов наиболее затруднительна.