Что такое корабельный шов в сварке
Подготовка кромок. При подготовке соединений под сварку кромкам сопрягаемых деталей придают необходимую форму, т. е. производят разделку кромок. Разделку кромок выполняют для того, чтобы обеспечить полное проплавление металла, а также получение поверхности шва с минимальным усилением. Конструктивные элементы разделки кромок для дуговой и электрошлаковой сварки регламентированы государственными стандартами. При соединении встык двух листов, значительно различающихся по толщине, у более толстого делают скос (ласку) на длине, равной пятикратной разности толщины листов. Кроме отмеченных основных соединений стандартами предусматриваются соединения элементов под острым и тупым углами для ручной дуговой сварки и автоматической под флюсом.
Способы сварки. В зависимости от пространственного положения шва различают сварку в нижнем, вертикальном и потолочном положениях, а в зависимости от наклона электрода вдоль шва — сварку вертикальным электродом, сварку углом вперед и углом назад (рис. 4.9).
Рис. 4.9. Способы сварки в зависимости от положения швов и электрода в пространстве:
а — в зависимости от положения швов, б — в зависимости от положения электрода; 1 — сварка в нижнем положении, 2 — сварка вертикальным электродом, 3 — потолочная сварка; I — сварка углом вперед, II — сварка углом назад
Вертикальные швы почти всегда выполняют снизу вверх. Тонкий металл (до 6 мм) или угловые швы встык с небольшим катетом (до 5 мм) сваривают сверху вниз вручную с помощью специальных электродов или полуавтоматов тонкой проволокой в защитном газе. Сварку в потолочном положении выполняют вручную, она является трудоемкой и тяжелой для сварщика операцией.
Сварной шов накладывают за один проход (рис. 4.10, а) при небольшой толщине металла (автоматическая сварка) или за несколько проходов с раскладкой слоев (валиков) по ширине разделки (рис. 4.10, б) или без раскладки (рис. 4.10, в). Первый проход, выполненный в разделку, называют корневым; валик, накладываемый с обратной стороны соединения с V-образной или с несимметричной Х-образной подготовкой кромок — подварочным (слой 1 на рис. 4.10). Перед подваркой соединения корень шва обычно подвергают разделке, выполняемой газовой, воздушно-дуговой строжкой (иногда рубкой).
Рис. 4.10. Способы заполнения разделки кромок: а — за один проход, б и в — за несколько проходов соответственно с раскладкой слоев (валиков) по ширине разделки и без раскладки слоев; 1—7 — слои в шве
Швы тавровых и угловых соединений сваривают вертикальным (при расположении изделия «в лодочку») и наклонным электродами (рис. 4.11). Сварка «в лодочку» ничем не отличается от сварки стыковых швов в разделку. При сварке наклонным электродом, чтобы избежать стекания металла шва на горизонтальный лист, ограничивают катет шва, выполняемый за один проход (8 мм). Внешние формы угловых и стыковых швов характеризуются (рис. 4.12) катетом К, шириной шва В, усилением стыкового (углового) шва q, ослаблением углового шва т и коэффициентом формы усиления стыкового шва ψ=B/q.
Рис. 4.11. Способы сварки угловых швов: а — сплошной угловой шов таврового соединения, б — многосторонний шов прерывистый, в —угловые точечные швы, г — сварка вертикальным электродом при положении тавра «в лодочку», д — сварка наклонным электродом
Рис. 4.12. Элементы правильно сформированных швов:
а — стыкового, б, в, г — угловых
Важным для проведения сварки является выбор способа формирования шва первого прохода с обратной стороны сварного соединения (рис. 4.13). При сварке на весу зазор между кромками не должен превышать 0,5—1 мм для предотвращения протекания жидкого металла. При большем зазоре должны быть применены специальные меры, предотвращающие протекание металла. С этой целью при автоматической сварке под флюсом применяют флюсовую подушку (желоб, заполненный сварочным флюсом, на который укладывают свариваемые листы).
Рис. 4.13. Схемы способов сварки стыковых соединений:
а — на флюсомедной подкладке, б — на флюсовой подушке, в — на скользящем медном ползуне, г — на весу; 1 — верхний слой флюса; 2— шлаковая корка, 3 — медная подкладка, 4 — воздушный шланг для поджима, 5 — нижний слой флюса, 6 — скользящий медный ползун, 7 — электрод
При изготовлении судовых конструкций исключительно важны способы односторонней сварки листов встык с формированием шва с обратной стороны. Эти способы освобождают от необходимости кантовки изделия и значительно снижают трудоемкость работ. Для формирования шва с обратной стороны может быть применена флюсовая подушка, но лучшие результаты дают флюсомедная подкладка, медная подкладка с желобом и керамическая подкладка одноразового использования, например БФК-1.
Стыковые и сплошные угловые швы при автоматической сварке, как правило, выполняют напроход — за один прием в одном направлении от начала до конца соединения (рис. 4.14, а), а в ряде случаев (повышенная жесткость конструкции) — от середины к краям (рис. 4.14, б). При ручной сварке часто применяют обратноступенчатый способ выполнения шва (рис. 4.14, в) при сохранении общего направления движения сварщика, напроход или от середины листа к его краям. При этом облегчается процесс сварки и уменьшаются поперечные деформации сварного соединения.
Рис. 4.14. Приемы выполнения швов по длине:
а — напроход, б — от середины к концам, в — обратноступенчатым методом, г — сварка блоками, д — сварка каскадом, е — сварка горкой; 1—20 — слои в шве
При ручной и полуавтоматической сварке толстого металла в целях уменьшения поперечных деформаций применяют один из способов, показанных на рис. 4.14, г, д, е: сварку блоками 1—IV, сварку каскадом с перевязкой слоев 1—7 и сварку горкой.
Сборку соединений под дуговую сварку чаще всего производят прихватками — короткими сварными швами. В особых случаях детали соединяют с помощью гребенок.
Сварочный жаргон и сленг
Когда работал на монтаже, было такое выражение "танковый шов", просто шов с большим катетом
(многие сантехники называют "танковым" усиленный трубный ключ). Еще говорили "брусничный", так называли швы, сваренные короткими участками, миллиметров по 20-25, с перекрытием катета.
"Коралловый риф", "кораллов нарастить", очень плохой шов, действительно похожий на кораллы.
Один мастер называл швы с вогнутым катетом "овраги".
Спички - электроды.Шнурки - кабели.Сверкала - сварщик.Трубник, трубач - хороший сварной по трубам.Нитка - тонкий шов, сваренный без поперечных колебаний электрода.Губа, ступенька, уступ - смещение труб при сварке стыка очень близко от стены."Жги!" - вари.Вилка - держак-трезубец.Кубик, куб - аппарат большого размера, типа ТД, ВД, ВДМ (сюда же "косарь", "штука" - аппарат на 1000 А).
Не ошибается тот, кто ничего не делает
Корабельный шов - геометрией и видом внушает доверие в прочности.
Танковый - неуместно широкий шов.
Ну по крайней мере у нас так распределяли.
Опыт всегда приходит сразу после того, как он был нужен.
У меня бригадир на предидущей работе говорил так когда я излишне старательно, и от этого меленно выводил красивые, ровные швы при изготовлениизаборов , ну и широкий и с большим катетом .
"Махмуд, поджигай!" - мол начинай,вари.)
Даже не знаю куда это известие и пристроить! Теперь у нас на предприятии, где существуют пилотные участки по ф.5с, упразднили звание СВАРЩИК! Теперь я просто ОПЕРАТОР на машинах полуавтоматической сварки. Т.е я уже как-бы просто придаток к полуавтомату. Надо пойти глянуть запись в трудовой- может и там уже исправили? Сплошной колхоз, прям как оператор машинного доения!
Не знаю куда примостырить. Если что модераторы переправят. Стихи про нас Сварных!
] Пока все ноют и гогочут,
И рвут деньжата жадным ртом,
Он мир согреть дугою хочет.
И осветить ей каждый дом.
Пока магнаты неумело,
Качают недр последний стон.
Он просто, занят важным делом..
И варит сталей сотни тонн.
В его руках, горелки пластик,
И шланг, как маленький питон.
Он на площадке, словно классик,
И в авангарде, тоже он.
И он идёт домой усталый,
Когда уж город клонит в сон.
Таких ребят у нас немало,
] И всем им наш земной поклон!
А, если хочет кто, проверить.
Крепка ли бронь его стежков.
Т о, сможем мы того похерить,
И есть, блин, чем, без дураков.
] И, в общем, он обычный парень,
Работа, дом, семья, друзья.
Бренчит порою на гитаре.
Он это ты. а, может, я.
(Вадим Андреев)
Наш треснул мир, и швы кругом
Полопались на равных ранах,
И он, хоть спит еще весь дом,
Уходит на работу рано
Приладив на лицо щиток,
Он все проверит, обернется-
И побежит электроток,
И в пальцах молния зажжется!
Металл послушен, как дитя, его рукам, на вид несильным;
Всю смену, будто бы шутя,
Сшивает сталь дугою синей.
А после - милый тихий быт
Квартирки в угловом подьезде,
Т ам сын растет. Там две судьбы,
Надежно сваренные вместе.
Сварка в судостроении
С начала применения металла для строительства корпусов судов различного назначения судостроители постоянно занимались поиском более прогрессивной технологии производства. Применение металлоконструкций при изготовлении судовых корпусов позволило значительно повысить прочностные характеристики кораблей.
К тому же сварные металлоконструкции в сравнении с клепанными предоставляют ряд неоспоримых преимуществ. За счет использования элементов конструкции с минимально допустимым сечением и оптимальной формой появляется возможность значительно снизить общую массу конструкции. Более того, применение меньшего количества крепежных составляющих и элементов более рациональной формы позволяет значительно экономить металл. При этом сварка в судостроении дала возможность не только существенно повысить прочность и надежность всех соединений, но и снизить трудовые и временные затраты на постройку судов. Это достигается благодаря возможности механизации и автоматизации сварочного процесса.
Виды сварки в судостроении
При изготовлении корпусов судов преимущественно применяют дуговые способы сварки. Создание сварных соединения двух деталей происходит за счет разогрева свариваемых кромов и их плавления теплом, выделяемым при горении электрической дуги. Образование расплавленного металла и хорошей текучести металла способствует свободному перемешиванию и образованию единого целого при последующей кристаллизации. .
Подобный механизм образования неразъемных соединений обеспечиваютвиды сварки:
Ручная электродуговая покрытыми штучными электродами;
Аргонодуговая неплавящимся вольфрамовым электродов в среде инертного газа;
MIG/MAG – механизированная сварка плавящимся электродом в среде защитного газа;
Автоматическая сварка под слоем флюса;
В судостроении применяется в различной степени каждая из этих технологий. Однако наиболее распространения получила электродуговая сварка. Соединение деталей газокислородным методом стали в последнее время применять все меньше. Это связано в основном с низкой производительностью процесса и вероятностью возникновения деформаций конструкций в результате проведения сварочных операций.
Какие электроды используются для сварки в судостроении
В зависимости от марки судостроительной стали применяют покрытые штучные электроды основного типа: для сварки высокопрочных сталей во всех пространственных положениях и с тонкослойной обмазкой для установки прихваток и сварку на спуск. При работе на полуавтомате применяют как порошковую проволоку рутилового типа в защитном газе CO2, так и порошковую рутиловую проволоку в среде смеси защитного газа Ar/CO2 для сварки во всех пространственных положениях и на керамических подкладках. Кроме того, используют высокопроизводительную металлопорошковую проволоку для сварки угловых швов и заполняющих проходов в нижнем пространственном положении в среде Ar/CO2 или в 100 % CO2.
Выбор сварочных материалов является довольно ответственным этапом подготовки к процессу сварки. Предлагаем ознакомиться с некоторыми рекомендациями, позволяющими сделать правильный выбор сварочных материалов:
Нужно учитывать толщину деталей, которые будут свариваться. Чем больше этот параметр, тем больший диаметр электрода должен быть. Для сварки металла толщиной 0,5…1,5 мм лучше применять TIG-сварку либо полуавтомат.
Сварочный материал напрямую зависит от типа сварочного аппаратом, которым осуществляется сварочный процесс.
Большое влияние на тип и марку сварочного материала влияет марка основного свариваемого металла и требования, предъявляемые к наплавленному металлу.
Подбираем сварочные материалы под сварочный аппарат
Полуавтомат. Для проведения сварки на этом типе сварочного оборудованиятребуется выбрать оптимальный вариант сварочной проволоки. В зависимости от толщины свариваемого металла, пространственного положения, требумых механических характеристик наплавленного металла и производительности подбирается сплошная или порошковая проволока той или иной марки..
Аппараты для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом (TIG). Наиболее часто процесс TIG сварки применяется в судостроении для сварки алюминия и его сплавов. Для осуществления сварочного процесса нужно использовать вольфрамовые электроды определенной маркировки (легирования) в зависимости от рода тока (постоянный или переменный). Также на выбор марки вольфрамового электрода влияет мощность дуги (величина сварочного тока), на котором будет производиться сварка. Сварочным материалом в этом процессе является присадочный пруток определенного диаметра и марки, который следует подбирать в зависимости от марки свариваемого металла и требуемых механических характеристик.Аппараты для ручной дуговой сварки. Среди аппаратов этого типа в настоящее время наиболее популярны инверторы. Для ручной дуговой сварки применяются покрытые штучные электроды, наиболее популярны в судостроении электроды с основным типом покрытия.
Подбираем электрод для ручной дуговой сварки под свариваемый металл
Для сварки/наплавки малоуглеродистых, низколегированных конструкционных сталей лучше использовать электроды марок МР, ОЗС (Э42) Они позволят уменьшить вероятность получения шва с «закаленной» структурой.
При работе с легированными сплавами оптимальным вариантом будет применение марки УОНИ (Э50). Такие электроды дают возможность качественно сварить детали из сталей высокой и повышенной прочности.
Компания КЕДР предлагает широкий ассортимент сварочных материалов и оборудования для различных видов дуговой и газовой сварки. Такое разнообразие позволит без проблем подобрать оптимальный вариант решения для задачи по сварке любой сложности.
Технология и режимы сварки судостроительных сталей
При разработке технологического процесса сварки изделия необходимо установить пригодность основного материала для сварки конструкции и выбрать:
- оборудование для сварки;
- конструкционный тип соединения и элементы подготовки кромок;
- методы и нормы контроля сварных швов.
Сварное соединение включает в себя сварной шов, околошовную зону и примыкающий к ней основной металл.
Сварной шов –это та часть сварного соединения (при сварке плавлением), металл которой в процессе сварки находился в расплавленном состоянии.
В зависимости от взаимного расположения свариваемых частей различают несколько типов сварных швов и соединений (Рис. 7.1.).
В зависимости от типа соединения может изменяться вид сварного шва. Стыковые соединения образуются при помощи стыковых швов (Рис. 7.1,а); швы остальных соединений согласно ГОСТ РФ 5264 называют по типу соединения, т.е. швы тавровых соединений, нахлёсточных соединений, угловых соединений. Угловой шов обычно имеет плоскую или вогнутую и реже выпуклую поверхность. Размер углового шва задаётся его катетом. Стыковые швы в судостроительных конструкциях практически всегда бывают непрерывными и различаются только формой поперечного сечения подготовки кромок под сварку (при ручной сварке).
Форма угловых швов тавровых соединений может изменяться по длине и по поперечному сечению (Рис. 7.2.).
Стыковые и угловые швы бывают одно- и двусторонними.
Форма подготовки кромок сварных швов при ручной сварке регламентирована
ГОСТ РФ 5264-69. «Швы сварные ручной электродуговой сварки. Классификация и конструктивные элементы». По этому ГОСТ форма подготовки кромок характеризуется элементами, показанными на Рис.7.3.
Соединения внахлёстку применяют очень редко, так как они приводят к излишнему расходу металла и к образованию конструктивной концентрации напряжений. Тавровые соединения без сквозного проплавления выполняют в конструкциях, испытывающих статическую или случайную кратковременную переменную нагрузку. У конструкций, испытывающих действие вибрационной нагрузки, при δ ≥ 4 мм рекомендуется односторонний скос кромок, а приδ ≥ 12 мм – двусторонний. Форма подготовки кромок сварных швов под флюсом регламентирована ГОСТ РФ 8713-70. Следует заметить, что при автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом, глубина проплавления основного металла, большая, чем при ручной сварке.
При ЭШС скос кромок не требуется, здесь только регламентируется начальный зазор между свариваемыми кромками деталей, величина которого зависит от толщины свариваемых деталей и метода ЭШС (одноэлектродная или многоэлектродная, проволочным или пластинчатым электродом). Зазор обычно колеблется в пределах 12-30 мм. При сварке сталей толщиной 12-30 мм зазор равен 14±4 мм.
При сварке в среде СО2 подготовку кромок производят в зависимости от диаметра сварочной проволоки. При диаметре проволоки до 1,2 мм руководствуются стандартом на ручную сварку, т.е. ГОСТ РФ 5264-69, а при диаметре проволоки 1,6 -2,0 мм, стандартом на механизированную сварку в среде защитных газов (ГОСТ РФ 14771-69).
Выбирая тип подготовки кромок для стыковых швов, необходимо учитывать, что с точки зрения расхода электродного металла более экономична Х-образная подготовка ( по сравнению с V-образной). Однако Х-образная подготовка кромок при автоматической сварке требует кантовки изделия.
Преимущества V-образной1 разделки кромок состоит в том, что основной объём сварки выполняется в нижнем положении.
Большинство угловых швов судового корпуса выполняют без скоса кромок, так как они мало нагружены.
Технология и режимы ручной сварки.Объём применения ручной дуговой сварки ограничен – её применяют при сварке секций и особенно широко – при монтаже всего корпуса на построечном месте. При изготовлении секций объём РДС составляет 10-15%, а на построечном месте – 40-50%.
Выбирая тип шва и вид подготовки кромок при разработке технологии РДС, необходимо также выбрать род тока, тип электрода, режим (силу тока и скорость сварки) и установить последовательность и порядок сварки.
Тип электрода выбирают исходя из необходимости получить механические показатели металла шва, равные показателям основного металла с учётом технологических характеристик электродов – пригодности для сварки в том или ином пространственном положении, величины коэффициента наплавки и т.п. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла:
| Толщина металла, мм | Диаметр электрода, мм |
| 0,5 -1,0 | 1-1,5 |
| 1,0 – 2 | |
| 2 – 5 | 3-4 |
| 5-10 | 4-5 |
| 10 b более | 5-6 |
Силу тока выбирают в зависимости от диаметра электродов по формуле
Где Iсв - сила сварочного тока, А;
m - эмпирический коэффициент (m = 30 при dэ = 3 мм и m = 40-50 при
dэ - диаметр электрода, мм.
Эта формула условна, так как в ней ток является линейной функцией диаметра. В действительности он зависит от квадрата диаметра:
Где J - плотность тока, А/мм 2 ;
F - площадь сечения стержня электрода, мм 2 .
Для предотвращения стекания жидкого металла при сварке в вертикальном и потолочном положениях сила тока уменьшается на 15-20% по сравнению с силой тока для сварки в нижнем положении.
Глубина проплавления основного металла при сварке встык изменяется в пределах 1,5 – 4 мм, поэтому швы ручной сварки имеют характерную форму, они образуются на 60 -75% за счёт электродного металла.
Чтобы обеспечить удовлетворительную форму шва при сварке в нижнем положении, площадь поперечного сечения каждого прохода не должна быть больше
Где Fн - площадь поперечного сечения прохода, мм 2 ;
dэ -диаметр электрода, мм.
Первый поход при РДС, как правило, выполняется электродом диаметром 3-4 мм, с тем, чтобы улучшить провар корня шва.
Площадь поперечного сечения металла, наплавляемого за один проход, в зависимости от выбранного типа и диаметра электрода, силы тока и скорости сварки определяется следующим выражением:
Где Fн - площадь поперечного сечения наплавленного металла, см 2 ;
αн - коэффициент наплавки, г/А·ч (принимается по паспорту электрода);
Vсв– скорость сварки, см/ч;
Iсв - сила сварочного тока, А;
ρ - плотность, г/см 3 .
Зная необходимую площадь Fн – выбранную по формуле (7.3), можно по формуле (7.4) определить скорость сварки. По условиям получения шва с хорошим формированием и из-за утомляемости сварщика скорость сварки принимают обычно в пределах до 15 м/ч.
Число проходов определяют по формуле
Где ΣFн -общая площадь поперечного сечения разделки шва, образуемого за счёт наплавленного металла, см 2 ; она определяется по чертежам и ГОСТ РФ 5264 – 69 (площадь разделки плюс надбавка 10- 15% на утолщение или усиление шва).
Плотность сварочного тока ограничена величиной 10 – 18 А/мм 2 , поэтому производительность обычной ручной сварки невелика. Некоторое повышение плотности тока возможно только при особых разновидностях ручной сварки:
- скоростная сварка с глубоким проплавлением (сварка опиранием);
- сварка пучком электродов;
- сварка электродами с металлическим порошком в покрытии;
- сварка трёхфазной дугой.
Скоростная сварка с глубоким проплавлением (сварка по методу «опирания») выполняется электродами с повышенной толщиной покрытия (вес покрытия 50-70% от веса стержня). В судостроении применялись установки типа «Огонёк», так называемая гравитационная сварка. Несколько таких установок «козелкового» типа (5-6 шт) применялись для приварки набора к обшивке плоских секций, причём один сварщик мог обслуживать эти 5-6 установок.
Технология и режимы механизированной сварки под флюсом. При разработке технологии и выборе режимов автоматической сварки под флюсом необходимо учитывать особенности соединения и подготовки кромок под сварку. Выбранные режимы должны обеспечить сплошной провар при сварке стыковых соединений и получение шва заданного катета при сварке тавровых и угловых соединений. Во всех случаях режимы сварки должны обеспечивать хорошее формирование шва. Приближённый метод расчёта режима автоматической сварки под флюсом заключается в следующем.
Для сварки стыковых соединений за исходные параметры принимают глубину проплавления Н и общую площадь наплавки ΣFн или Fн, которая, очевидно, зависит от типа подготовки кромок.
Для сварки швов тавровых соединений за исходный параметр принимается площадь наплавки Fн или ΣFн, которая определяется по заданному катету К из очевидной формулы Fн = 0,5К 2 , см 2 .
Диаметр электродной проволоки при автоматической сварке обычно берут в ·пределах 3 – 6 мм, а при полуавтоматической сварке – в пределах 1,2 – 2 мм. Рекомендуемые плотности и силы сварочного тока выбирают по таблицам.
Силу сварочного тока при автоматической сварке можно определить по формуле:
Iсв = ξН, 7.6.
Н - глубина проплавления, мм; её предварительно назначают в зависимости от толщины листа;
ξ - эмпирический коэффициент, зависящий от рода тока и его полярности, диаметра электрода и состава флюса ( выбирается по таблицам).
Скорость сварки при всех диаметрах электрода можно приближённо определить по выражению [ ]:
Vсв = I 2 /ξ1· Н , 7.7.
Где Vсв - скорость сварки, м/ч;
Iсв - сварочный ток, А;
Н - глубина проплавления, мм;
ξ1 -эмпирический коэффициент ( по данным Г.А.Бельчука, равный 0,22·10 4 при Н≤ 9мм и 0,49 · 10 4 при Н > 9 мм.
По условиям правильного формирования шва скорость автоматической сварки должна лежать в пределах 12 – 75 м/ч.
Сварка корпуса судна на построечном месте
Сварочные работы при формировании корпуса судна относятся к наиболее ответственным и трудоемким. Монтажные соединения между секциями и блоками приходится выполнять в различных пространственных положениях. Протяженность швов одного размера и одинакового положения в пространстве в отдельных районах судна относительно небольшая.
Многие швы расположены в стесненных, неудобных для сварки местах. Все эти обстоятельства затрудняют сварку монтажных соединений и ограничивают использование автоматической сварки. На долю автоматической сварки под флюсом приходится до 3 % общего объема сварочных работ, а вертикальной автоматической сварки с принудительным формированием шва в среде углекислого газа до 2 %.
Достаточно широко применяют полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа, если обеспечены защита электрической дуги от ветрового воздействия или эффективная вентиляции при сварке в закрытых помещениях. Находит применение полуавтоматическая сварка порошковой проволокой, которая может выполняться в различных пространственных положениях и обеспечивает хорошее формирование шва, высокое качество сварного соединения, стабильность и производительность самого процесса сварки. В основном же доминирует сварка вручную, что снижает производительность и качество сварочных работ.
Рис. 1 Сварочные работы днища
Сварку начинают после окончательной проверки положения установленной на построечном месте Типы построечных мест и их оборудование секции и закрепления монтажных соединений электроприхватками или сборочными гребенками. Разделку кромок листов стыковых соединений настилов палуб и платформ выполняют сверху, а обшивки днища и скуловой части – по внутренней стороне, что позволяет вести сварку в наиболее удобном нижнем положении. Разделку кромок листов обшивки бортов выполняют также по внутренней стороне, что обеспечивает сварку шва первого прохода изнутри корпуса. В этом случае легче обеспечить строжку корня шва для образования подварочной канавки, поскольку ее выполнению не будут препятствовать элементы набора.
Поскольку поперечный шов вызывает большие деформации, чем продольный, первым сваривается монтажный стык обшивки. Затем сваривают пазы обшивки с ниже расположенными и ранее установленными секциями. После сварки шва первого прохода производят строжку подварочной канавки и подварочный шов. Перерыв между выполнением основного и подварочного швов должен быть минимальным, что позволяет исключить образование трещин при проварке только части толщины соединяемых кромок обшивки.
Ради равномерного поперечного укорочения шва сварка стыков обшивки должна вестись несколькими одновременно работающими сварщиками, каждому из которых отводится участок шва протяженностью 4-5 м. После сварки выполняют приварку к обшивке участков продольного и поперечного набора. Секции следует сваривать симметрично относительно ДП, а отставание сварочных работ относительно сборочных должно быть не более чем по одной-двум секциям.
Рис. 2 Наплавка сварочных швов по корпусу судна
Отраслевыми документами и Регистром России установлены повышенные требования к контролю качества швов монтажных соединений, объем контроля проникающими излучениями (рентгено и гамма-графированием) монтажных швов верхней палубы и днища судов длиной свыше 80 м составляет 10 % от их протяженности, а внутрисекционных швов – 2,5 %, объем контроля монтажных соединений борта – 5 % и 1 % соответственно. Вместо контроля проникающими излучениями допускается проводить контроль ультразвуковыми методами.
Большое число монтажных соединений при формировании корпуса судна на построечном месте, особенно при секционном способе, может привести к значительным общим остаточным деформациям. Они чаще всего проявляются в подъеме оконечностей над основной плоскостью во время постройки судна или после его спуска на воду. На величину деформаций существенное влияние оказывают очередность выполнения монтажных швов, жесткость сформированной части корпуса, распределение весовой нагрузки судна по его длине и реакции опор стапеля.
Очередность сварки монтажных соединений следует выбирать таким образом, чтобы подъем оконечностей судна был минимальным. В процессе сварки корпуса контролируют высоты килевой линии судна и в зависимости от ее положения вносят коррективы в очередность выполнения сварки.
Рис. 3 К расчету усадочных сварочных усилий:
ei – отстояние нейтральной оси от ОП
Для определения ожидаемого изгиба килевой линии на различных стадиях формирования корпуса разработаны расчетные методики. Корпус судна рассматривается как статически неопределимая балка переменного сечения, лежащая на упругих опорах, загруженная переменной по длине весовой нагрузкой реакциями опор и усилиями от укорочения продольных и поперечных швов.
В расчетной схеме определения изгиба килевой линии учитывают приложение к монтажным соединениям сварочных усилий, величины которых пропорциональны объемам продольного и поперечного укорочения сварных швов. Для продольных швов, как следует из рис. 3 равнодействующая этих усилий приложена по концам швов и определяется зависимостью:
P п р = E × V x , к Н
- E – модуль нормальной упругости стали, кН/м 3 ;
- Vx – объем продольного укорочения шва, м 3 .
Сварочные усилия в поперечных швах перекрытий, расположенных горизонтально, действуют по аналогичной схеме. А в поперечных вертикально расположенных швах равнодействующая приложена посередине длины швов и определяется зависимостью:
P п о п = E × V y Ɩ / 2 b , к Н
- Vy -объем поперечного укорочения шва, м 3 ;
- Ɩ – длина поперечной шва, м;
- b – ширина околошовной зоны пластической деформации, м.
Значения Vx и Vy вычисляют по зависимостям, известным в теории сварочных деформаций. Значения Pпр и Pпоп вводят в расчетную схему через их моменты относительно нейтральной оси поперечного сечения корпуса, причем продольные швы разделяют на участки, в пределах которых геометрическая характеристика поперечных сечений корпуса (момент инерции и отстояние нейтральной оси от основной плоскости) можно принять постоянными.
Установив сварочные усилия, решением системы уравнений изгиба балки определяют прогибы килевой линии корпуса судна от общих остаточных сварочных деформаций.
Читайте также: