На чем основана термическая правка сварных конструкций

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Термическая правка

Термическая правка выполняется путем воздействия местного источника тепла ( газовой горелки, угольной дуги прямого действия, независимой угольной дуги) на деформированный участок. Этот способ широко используют в производстве, так как он прост, удобен, достаточно точен, дешев и исправляет различные общие и местные деформации. [1]

Термическая правка заключается в местном нагреве коробленой детали газокислородным пламенем или электрической дугой. [3]

Термическая правка выполняется путем воздействия местного источника тепла ( газовой горелки, угольной дуги и др.) на деформированный участок. [4]

Термическая правка выполняется путем воздействия местного источника тепла ( газовой горелки, угольной дуги и др.) на деформированный участок. Нагрев пятна производят в пределах контура выпучивы, при этом усадка нагретого пятна приведет к уменьшению стрелы прогиба выпучины. [5]

Термическая правка достигается за счет создания пластических деформаций в зонах сжатия. Нагрев осуществляют газовой горелкой или электрической дугой. [7]

Термическая правка основана на принципе уравновешивания деформаций путем создания в конструкции внутренних напряжений, компенсирующих первоначальные напряжения, вызвавшие деформацию. Для этой цели применяют полный отжиг, нормализацию, низкий отжиг, или высокий отпуск. [8]

Термическая правка выполняется путем воздействия местного источника тепла ( газовой горелки, угольной дуги прямого действия, независимой угольной дуги) на деформированный участок. Этот способ широко используют в производстве, так как он прост, удобен, достаточно точен, дешев и исправляет различные общие и местные деформации. [10]

Термическая правка основана на принципе уравновешивания деформаций и состоит в искусственном создании в конструкции внутренних напряжений, которые компенсируют первоначальные напряжения, вызвавшие деформацию. [11]

Термическая правка широко распространена в производстве сварных конструкций. [13]

Термическая правка выполняется рабочими, имеющими специальные навыки. [14]

Термическая правка вала производится на токарном станке, перед нагреванием вал опирают на люнеты, а центра освобождают от вала. [15]

Источник

Термическая обработка и правка изделий после сварки

Термическая правка с местным нагревом

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

Она основана на развитии пластического деформирования сжатием растянутых участков конструкции. При правке этим методом обычно нагревают растянутую часть деформированной детали. Нагрев производят в отдельных участках (рис. 12). При этом расширению металла препятствуют окружающие его холодные части детали. В этих участках металл испытывает пластическую деформацию сжатия и укорочения растянутых волокон металла. При последующем охлаждении эти участки, сокращаясь, выпрямляют изделие. Термическую правку применяют в основном для устранения деформаций коробления листовых конструкций и ликвидации изгиба балочных конструкций. При правке выпучин листовых деталей нагревают выпуклую часть в отдельных точках в шахматном порядке. Каждый нагретый участок стремится расшириться, но за счет противодействия со стороны окружающего холодного металла в нем возникают пластические деформации сжатия.

Рис. 12. Правка местным нагревом: а – по ребру, б – по плоскости

После охлаждения диаметр нагреваемой окружности уменьшается, что и приводит к исчезновению выпучины. Нагрев можно производить газовой горелкой, электрической дугой, угольным электродом, на машинах для точечной сварки.

Правка убыстряется при сочетании местного нагрева с приложением статических нагрузок при использовании специальных правочных приспособлений.

Схемы правки определённых конструкций представлены в прил. 2.

2. Термическая правка с общим нагревом (отжиг)

Её производят также в специальных правочных приспособлениях, в которых конструкция фиксируется в нужном положении с предварительным натягом в жёстком приспособлении (рис. 13). Затем приспособление с изделием загружается в печь и подвергается общему нагреву. Нагретый металл пластически деформируется в приспособлении и при последующем охлаждении сохраняет приданную ему форму. Такую правку можно сочетать с операцией общей термической обработки конструкции. Режимы термообработки для сталей приведены в таблице прил. 3. Однако этот метод требует применения дорогостоящих приспособлений из дефицитных материалов, поэтому применяется, как правило, в тех случаях, когда изделие сварено из высокопрочного материала, избавиться от деформаций очень трудно.

Рис. 13. Схема жёсткого

3. Холодная механическая правка

Её производят с приложением статических, безударных нагрузок. Для этой же цели используют ручные прессы, специальные правочные приспособления, стальные пуансоны для обжатия на механизированных прессах, а также прокатку на трехвалковых станах или растяжение на специальных станках (рис. 14). Для правки крупногабаритных сварных узлов применяют гидравлические правильные прессы и специализированные правильные машины. Так, грибовидность сварных двутавровых балок (рис. 1, д) – деформацию полок, образующуюся вследствие усадки сварных швов, выправляют на специализированной машине по схеме, приведенной на рис. 14, а. Ролики служат для подачи балки в процессе правки, нажимной ролик 2 совершает возвратно-поступательное движение.

Рис. 14. Схемы механической правки сварных двутавровых балок (а)

и цилиндрических оболочек (б)

Сварные цилиндрические оболочки правят на трёх и четырёхвалковых листогибочных машинах (рис. 14, б).

Для тонкостенных сосудов применяют прокатку и проковку сварных швов на специализированных станках. Прокатка осуществляется роликами, а проковка – высокоскоростным ударным пневматическим устройством. При этом металл шва осаживается по толщине, в результате чего происходит его раздача в продольном и поперечном направлениях. Это приводит к небольшому устранению поперечной усадки и существенному или полном устранению продольных деформаций укорочения зоны сварки (рис. 15). Таким же образом удается устранять выпучины в листовых деталях, производя проковку с краев детали и перемещаясь к ее центру.

Рис. 15. Устранение угловых деформаций прокаткой и проковкой

Термомеханическая правка

Она заключается в сочетании местного нагрева с приложением статической нагрузки, изгибающей исправляемый элемент конструкции в нужном направлении. Эта нагрузка может создаваться домкратами, прессами или другими устройствами (рис. 14). Применение дополнительного нагрева способствует снижению усилий, необходимых для устранения деформаций. Такой способ правки обычно применяют для жёстких сварных узлов.

Рис. 14. Термомеханическая правка сварного фундамента с применением домкрата (цифра-ми показана последовательность мест нагрева): 1 – опоры; 2 – места нагрева; 3 – домкрат

Методы правки и требования, предъявляемые к ней

Методы правки. Правку корпусных конструкций выполняют холодным, тепловым безударным и комбинированным методами.

Холодный метод правки конструкций выполняют одним из перечисленных способов:

При тепловом безударном методе правку конструкций осуществляют путем нагрева пламенем газовых горелок, теплом плазменной струи или электрической дуги с последующим охлаждением.

В качестве горючих газов используют ацетилен или его заменители (пропан-бутан, природный газ и др.). При этом допускается применение многосопловых горелок.

Комбинированный метод правки конструкций предусматривает местный нагрев и применение механического поджатия или раскрепления при помощи:

Домики по стыковым сварным соединениям следует устранять в результате строжки сварного шва по выпуклой стороне домика на глубину до двух третей его высоты с последующей заваркой выстроганных участков. Если стрелка прогиба домиков превышает значения трех допусков, до деформации необходимо устранять путем роспуска этих соединений с последующими разделкой кромок, выравниванием, стыкованием и заваркой. Для конструкций из алюминиевых сплавов сварные соединения допускается распускать при значении стрелки прогиба уже более двух допусков.

Считается допустимым исправлять:

Правка корпусных конструкций должна производиться только в тех случаях, когда общие и местные деформации, возникающие в процессе их изготовления, превышают допустимые значения, регламентируемые чертежом и отраслевыми стандартами.

Общие требования правки

Правка узлов и конструкций состоит либо в удлинении волокон сварных соединений, получивших пластические деформации укорачивания, либо в сокращении волокон других участков, имеющих излишнюю длину.

Удлинение волокон материала производят холодным методом, или методом тепловых домкратов, а укорочение волокон — тепловым безударным методом посредством концентрированного нагрева или комбинированным методом путем местного концентрированного нагрева и механического воздействия.

Рис. 1 Форма концов дополнительных ребер жесткости: а — на конструкциях из алюминиевых сплавов; б — на стальных конструкциях

Правку узлов и секций следует выполнять после окончания всех сборочно-сварочных работ. Участки конструкций в районе установки насыщения, оборудования, фундаментов и вышележащих конструкций должны быть выправлены до установки последних.

При правке многоярусных надстроек в первую очередь нужно править наружные стенки, а затем перекрытия между ними. Правку надстроек по ярусам следует производить, начиная с первого яруса.

Правку гофрированных конструкций осуществляют методами, принятыми для плоских секций. При этом важно, чтобы количество нагреваемых участков конструкции было минимальным, снижающим деформации до допускаемых значений.

Требования к правке холодным методом. Сварные плоские полотнища без набора правят на правильно-растяжных машинах или в многовалковых листоправильных машинах и в исключительных случаях на гидравлических прессах. Перед правкой нужно очистить рабочую поверхность валков от металлической пыли, окалины, грязи и масла. Валки не должны иметь выступающих «гребешков» и других дефектов.

Во избежание смятия сварных швов необходимо применять прокладки.

Сварные полотна могут быть также выправлены проколачиванием зоны сварных соединений пневматическим молотком со специальным зубилом или кувалдой через гладильный молоток (рис. 2 и 3).

Рис. 2 Рабочая часть зубила для проколачивания сварных швов стыковых (а) и тавровых (б) соединений

Правку конструкций (балок и секций) пластическим изгибом холодным методом следует производить на прессах, домкратами или грузами (рис. 4).

Рис. 3 Рабочая часть гладильного молотка

Режим правки конструкций холодным методом регламентирован отраслевыми стандартами. Ширина зоны прокатки или проколачивания сварных соединений при правке корпусных конструкций должна составлять 60—100 мм (по 30—50 мм с каждой стороны сварного соединения). Допустимые размеры конструкций (сечение балок, высота набора и ширина секций), подвергаемых правке пластическим изгибом холодным методом, определяются максимально возможным усилием Р, создаваемым прессом, домкратами или грузом, а также устойчивостью элементов балок и набора секций. Ширина опор и прокладки В должна быть не меньше высоты набора Н секции или узла.

Рис. 4 Схема правки холодным методом секций с набором одного направления. 1 — пуансон; 2 — опорные балки; 3 — секция

Требования к правке конструкций тепловым безударным и комбинированным методами. Корпусные конструкции, местные деформации которых не превышают трех допустимых для данной конструкции значений, следует править тепловым безударным методом.

При правке тепловым безударным и комбинированным методами нагрев рекомендуется производить:

При нагреве исправляемых участков теплом электрической дуги правка осуществляется путем наплавки холостых валиков или в результате нагрева поверхности конструкции холостыми проходами. Кратеры должны быть тщательно заделаны.

В случае нагрева конструкций пламенем газовых горелок, плазменной струей, а также электрической дугой перемещение источника тепла производится прямолинейно или зигзагообразно с постоянной скоростью.

Правка листового металла. Назначение правки листового металла.

Листовой и сортовой прокат, поступающий в работу обыкновенно бывает недостаточно выправлен, поэтому почти весь металл прежде чем пустить в производство подвергают правке. Правка делает металл ровным и правильной формы, что позволяет правильно проводить последующие операции.

Степень точности и необходимость правки зависит от технических требований к конструкции и технологических требований к этой операции в связи с последующими операциями. Так правка перед разметкой заготовки для цельноштампованного или лепесткового днища в большинстве случаев не требуется; точность правки под строгание гораздо выше, чем точность под резку газом вручную и т. д.

Всякое искривление металла объясняется тем, что часть волокон его становится короче других. Отсюда процесс правки — уравнивание длин волокон путем сжатия удлиненных или удлинения коротких. Практически процесс правки — это растяжение, так как выполнить его гораздо легче, чем сжать волокна.

В большинстве случаев растяжение волокон выпрямляемых деталей производят следующими способами:

Наклеп металла — это.

При правке в металле образуется состояние наклепа, это означает, что металл становится более твердым, менее пластичным и хрупким. При правке металла способом изгиба по большей части явление наклепа не обнаруживается, помимо сильного изгиба.

При правке металла ударами кувалд качество металла ухудшается вследствие появления местных вмятин и забоин. Поэтому этот способ нужно применять только в случае правки неответственных деталей или производить его с помощью гладилок или подкладных листов.

Способы правки металла. Правка металла нагревом.

Правку металла осуществляют как в горячем, так и в холодном состояниях. Правка в холодном состоянии является обычной, в горячем состоянии правка применяется в случае сильной изогнутости или при отсутствии оборудования, дающего необходимую точность или необходимую мощность. Горячую правку необходимо производить в интервале температур 1150°—800° С (для сталей, содержащих углерод до 0,3%). Температура выше максимальных показателей может вызвать изменение структуры металла и пережог. Правка при температуре ниже 800°С в мягкой стали может вызвать наклеп, а в твердой — могут образоваться трещины.

Температурные интервалы, при которых необходимо производить правку, зависят от содержания углерода и других примесей в стали. Нагрев металла в зависимости от вида, размеров и веса за готовки может быть произведен в горнах и печах. Местный нагрев может быть осуществлен газовой горелкой.

Правка выполняется ручным и машинным способом.

Источник

Правка сварных конструкций перед их термо и мехобработкой.

Термическая правка с местным нагревом

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

Она основана на развитии пластического деформирования сжатием растянутых участков конструкции. При правке этим методом обычно нагревают растянутую часть деформированной детали. Нагрев производят в отдельных участках (рис. 12). При этом расширению металла препятствуют окружающие его холодные части детали. В этих участках металл испытывает пластическую деформацию сжатия и укорочения растянутых волокон металла. При последующем охлаждении эти участки, сокращаясь, выпрямляют изделие. Термическую правку применяют в основном для устранения деформаций коробления листовых конструкций и ликвидации изгиба балочных конструкций. При правке выпучин листовых деталей нагревают выпуклую часть в отдельных точках в шахматном порядке. Каждый нагретый участок стремится расшириться, но за счет противодействия со стороны окружающего холодного металла в нем возникают пластические деформации сжатия.

Рис. 12. Правка местным нагревом: а – по ребру, б – по плоскости

После охлаждения диаметр нагреваемой окружности уменьшается, что и приводит к исчезновению выпучины. Нагрев можно производить газовой горелкой, электрической дугой, угольным электродом, на машинах для точечной сварки.

Правка убыстряется при сочетании местного нагрева с приложением статических нагрузок при использовании специальных правочных приспособлений.

Схемы правки определённых конструкций представлены в прил. 2.

2. Термическая правка с общим нагревом (отжиг)

Её производят также в специальных правочных приспособлениях, в которых конструкция фиксируется в нужном положении с предварительным натягом в жёстком приспособлении (рис. 13). Затем приспособление с изделием загружается в печь и подвергается общему нагреву. Нагретый металл пластически деформируется в приспособлении и при последующем охлаждении сохраняет приданную ему форму. Такую правку можно сочетать с операцией общей термической обработки конструкции. Режимы термообработки для сталей приведены в таблице прил. 3. Однако этот метод требует применения дорогостоящих приспособлений из дефицитных материалов, поэтому применяется, как правило, в тех случаях, когда изделие сварено из высокопрочного материала, избавиться от деформаций очень трудно.

Рис. 13. Схема жёсткого

3. Холодная механическая правка

Её производят с приложением статических, безударных нагрузок. Для этой же цели используют ручные прессы, специальные правочные приспособления, стальные пуансоны для обжатия на механизированных прессах, а также прокатку на трехвалковых станах или растяжение на специальных станках (рис. 14). Для правки крупногабаритных сварных узлов применяют гидравлические правильные прессы и специализированные правильные машины. Так, грибовидность сварных двутавровых балок (рис. 1, д) – деформацию полок, образующуюся вследствие усадки сварных швов, выправляют на специализированной машине по схеме, приведенной на рис. 14, а. Ролики служат для подачи балки в процессе правки, нажимной ролик 2 совершает возвратно-поступательное движение.

Рис. 14. Схемы механической правки сварных двутавровых балок (а)

и цилиндрических оболочек (б)

Сварные цилиндрические оболочки правят на трёх и четырёхвалковых листогибочных машинах (рис. 14, б).

Для тонкостенных сосудов применяют прокатку и проковку сварных швов на специализированных станках. Прокатка осуществляется роликами, а проковка – высокоскоростным ударным пневматическим устройством. При этом металл шва осаживается по толщине, в результате чего происходит его раздача в продольном и поперечном направлениях. Это приводит к небольшому устранению поперечной усадки и существенному или полном устранению продольных деформаций укорочения зоны сварки (рис. 15). Таким же образом удается устранять выпучины в листовых деталях, производя проковку с краев детали и перемещаясь к ее центру.

Рис. 15. Устранение угловых деформаций прокаткой и проковкой

Термомеханическая правка

Она заключается в сочетании местного нагрева с приложением статической нагрузки, изгибающей исправляемый элемент конструкции в нужном направлении. Эта нагрузка может создаваться домкратами, прессами или другими устройствами (рис. 14). Применение дополнительного нагрева способствует снижению усилий, необходимых для устранения деформаций. Такой способ правки обычно применяют для жёстких сварных узлов.

Рис. 14. Термомеханическая правка сварного фундамента с применением домкрата (цифра-ми показана последовательность мест нагрева): 1 – опоры; 2 – места нагрева; 3 – домкрат

Ремонт деталей с растянутыми поверхностями металла

Глубокие вмятины, образовавшиеся в результате значительных местных деформаций, имеют растянутую поверхность металла. В результате этого при правке вмятины образуются неровности металла — выпучины. Выпучины могут также возникнуть из-за растяжения металла при неправильной выколотке или рихтовке.

Устраняют выпучины холодной или горячей правкой.

Холодную правку выполняют следующим образом.

При наличии на детали одной выпучины ее устраняют путем сгона за счет растяжки металла по концентрическим кругам или по радиусам от выпучины к неповрежденной части металла, силу ударов молотка следует увеличивать по мере удаления от границ выпучины.

Схема устранения выпучины при холодной правке показана на рисунке. Кружками обозначены места нанесения ударов молотком, а стрелками — направление правки.

Рис. Схема устранения выпучины при холодной правке

При наличии на детали нескольких находящихся рядом выпучин вначале необходимо растянуть участок поверхности между ними, сводя все выпучины в одну, а затем (в зависимости от формы образовавшейся выпучины) определить места дальнейшей растяжки и произвести окончательную правку поврежденного участка.

Для ускорения правки глубоких выпучин с большим растяжением металла допускается просверлить выпучину в нескольких местах, произвести правку поврежденного участка, после чего заварить просверленные отверстия и зачистить места сварки.

Отремонтированный холодной правкой участок детали становится более выпуклым по сравнению с нормальной его формой, но имеет правильные очертания кривизны.

Вместе с тем этот способ устранения вмятин трудоемкий, сильно растягивает и упрочняет металл (в результате наклепа), что отрицательно влияет на его пластические свойства. Поэтому применяют холодную правку выпучин, как правило, для ремонта незначительно растянутых участков детали.

Горячую правку выпучин выполняют двумя способами:

Для стягивания металла с помощью нагрева необходимо нагреть выпучину пламенем газовой горелки до вишнево-красного цвета. Размер нагретого участка не должен превышать размера выпучины. При этом в разогретом пятне металла возникают напряжения сжатия, действующие по всем направлениям, что приводит к посадке металла и правке выпучины. Кроме сплошного нагрева можно применять нагрев выпучины кольцами или полосами. Видимая ширина зоны нагрева колец в этом случае должна быть 10…12 мм, а полосы (одна или две) должны проходить через центр выпучины. Если после первого нагрева неровность металла не удается полностью устранить, производят повторный нагрев выпучины в последовательности, показанной на рисунке.

Рис. Последовательность повторного нагрева поверхности выпучины при стягивании

Для стягивания металла с помощью нагрева и осаживания необходимо нагреть пламенем газовой горелки до вишнево-красного цвета самый высокий участок выпучины и осадить его с помощью плоской поддержки и киянки. Нагревая и осаживая остальные участки выпучины в последовательности, показанной на рисунке, окончательно выравнивают поврежденный участок детали.

Процесс стягивания следует проводить осторожно, чтобы не осадить металл слишком сильно, так как небрежное и неправильное стягивание приводит к появлению больших напряжений в металле, чрезмерному изменению толщины листового материала и усложняет последующую рихтовку детали.

Рис. Стягивание металла с помощью нагрева и осаживания: А — направление ударов киянки; Б — место нагрева

Растянутые участки металла чаще всего встречаются на крыльях автомобиля (бортах крыльев), имеющих аварийные повреждения.

Растянутый борт крыла ремонтируют одним из следующих способов:

При ремонте осаживанием в холодном состоянии работу следует выполнять в такой последовательности:

Таким же способом стягивают остальные растянутые участки до получения правильной формы крыла.

Последовательность работ при ремонте осаживанием с нагревом та же, что и при ремонте осаживанием в холодном состоянии. Складку гофра в этом случае следует нагревать пламенем газовой горелки до вишнево-красного цвета, а осадку производить вытяжным молотком с помощью подставленной под складку поддержки. Нажим на крыло при осадке гофра должен быть таким, чтобы не позволить гофру свободно распрямиться и чтобы в месте гофра не образовалась загнутая складка. Если одного нагрева и осаживания гофра будет недостаточно, операцию повторять до тех пор, пока форма борта не станет правильной.

Контроль правки гофров в холодном и нагретом состоянии осуществлять с помощью шаблонов.

Ремонт крыла вырезкой лишнего металла из борта выполняют в следующем порядке:

Рис. Ремонт растянутого борта крыла (стрелками показано направление сжатия крыла): 1 — контур растянутого крыла; 2 — место растяжения; 3 — контур исправленного крыла; 4 — гофр; 5 — место разреза гофра; 6 — граница лишнего металла

Растягивать борт крыла (если он стянут) можно в холодном состоянии или с нагревом в зависимости от величины деформации.

Этот процесс противоположен процессу стягивания. Нагретый до вишнево-красного цвета стянутый участок легко поддается растягивающему усилию.

Вперед Специальный инструмент для правки и рихтовки

Источник