Технология изготовления плоскостной секции

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

филиал  в г. Северодвинске Архангельской области

 
Оглавление

Задание на курсовой проект..............................................................................................2

Введение.............................................................................................................................4

1. Разработка технологии  разработки секции.................................................................5

1.1 Характеристика конструкции и применяемых материалов................................5

1.2 Общие технологические указания по сборке.......................................................6

1.3 Общие технологические указания по сварке......................................................11

1.4 Технология изготовления секции........................................................................14

1.5 Контроль качества и допуски...............................................................................18

2. Расчет общих сварочных деформаций полотнища..................................................23

2.1 Укорочение полотнища в продольном направлении........................................23

2.2 Укорочение полотнища в поперечном направлении.........................................25

3. Расчет трудоемкости изготовления полотнища........................................................26

Список используемой литературы.................................................................................32

Приложении 1. Палубная секция в р-не 12-28 шп.              

Введение

В судостроении различают секции: плоскостные, с погибью и объемные. В производстве корпусов судов значительный объем работ составляет изготовление полотнищ и плоских секций, причем их число, размеры и масса возрастают по мере увеличения тоннажа выпускаемых судов. В соответствии с этим для изготовления полотнищ и плоских секций используют комплексно-механизированные линии с универсальным оборудованием, обеспечивающим выпуск широкого диапазона типоразмеров.

Сборку и сварку плоскостных секций осуществляют на плоских стендах. При этом широко применяют способ раздельной сборки и сварки продольного и поперечного наборов, позволяющий увеличить объем сварки, выполняемый автоматами. На стенд укладывают полотнище, зачищают места установки набора, устанавливают и приваривают автоматами набор главного направления. Затем набор другого направления приваривают к полотнищу полуавтоматами, а соединения набора разных направлений между собой выполняют полуавтоматами в последнюю очередь. 
1. Разработка технологии разработки секции

1.1 Характеристика конструкции и применяемых материалов 

В курсовом проекте выполняем разработку технологии изготовления плоскостной секции корпуса судна.

          Эскиз секции:

- тип секции – палубная.

- размер полотнища L=17 м; B=16 м

- марка материала 10Г2С1Д-35

- толщина листа полотнища  δ = 14 мм

- балки продольного и  поперечного набора:

бимс и карлингс - тавр сварной №14;

р.ж. – полособульб несимметричный № 14.

Расстановка набора для секции приведена в приложении 1.

Для секции требуется  листы: 2400×10000 - 14 штук.

Сварку стыков и пазов обшивки палубы выполняем автоматической дуговой сваркой под флюсом по узлу С7 ГОСТ 8713-79, сварку набора - полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа по узлу Т3 ГОСТ 14771-76.

Коэффициент использования металла:

Км=F/Fм=(17×16)/[(2,4×10×14)] =0,81

где, F – площадь полотнища, м2;

Fм – площадь израсходованного металла, м2;

При изготовлении деталей поз.2,4 получились деловые отходы габаритами 2400×2980.

Деловые отходы – это металлические отходы, используемые, в дальнейшем, при изготовлении изделий.

1.2 Общие технологические указания по сборке

К выполнению работ по сборке допускаются сборщики корпусов металлических судов, сдавшие экзамены на присвоение соответствующей квалификации. Рабочие, занятые на сборке конструкций из сталей, подведомственных Регистру, должны пройти дополнительное теоретическое и практическое обучение по особенностям сборки конструкций из данных сталей, сдать экзамены и получить допуск на право выполнения сборки конструкций из указанных сталей.

К руководству работами допускаются мастера и ИТР, изучившие требования 0СТ5.9092-91. "Корпуса стальных судов", чертежей, техпроцессов на изготовление конструкций, 0СТ5.1093-91 "Правила контроля..." и аттестованные заводской комиссией.

Сборку полки и стенки между собой производить на плите.

Детали, поступающие на сборку, должны быть изготовлены в соответствии с требованиями к точности размеров и формы, заданными в чертеже или технической документации, загрунтованы, замаркированы, приняты службами технического контроля, скомплектованы и иметь сопроводительную документацию.

Тепловая строжка и резка применяется после причерчивания при подготовке деталей, узлов, секций для удаления контуровочных и монтажных припусков, а так же при разделке кромок под сварку, при строжке корня сварного шва, удалений прихваток и временных креплений.

Детали, поступающие на сборку, должны быть очищены от грязи, ржавчины и не иметь на поверхности и кромках дефектов в виде заусениц, грата, трещин, вмятин и вырывов.

Зачистку деталей под сварку следует производить перед сборкой до чистого металла, то есть до полного удаления ржавчины, окалины, масла, влаги и других загрязнений, а также краски и специальных покрытий в соответствии с требованиями РД 5Р.9083-92. Качество зачистки кромок деталей под сварку должно приниматься ОТК.

Зачистку кромок и поверхностей под сварку следует производить:

а) стальными щетками, или прожиганием пламенем газовой горелки - для деталей, прошедших механическую обработку;

б) механическим кругом, места, недоступные для зачистки кругом, зачищаются борфрезой.

Места зачистки и размеры зачищаемых поверхностей следует назначать согласно рисунка 1.

Рисунок 1 - Зачистка кромок свариваемых деталей

Габариты сварных соединений в соответствии с узлами сварки.

 L - ширина зачищаемой поверхности              В - ширина шва                                                                                  

 К – высота шва                                                   S – толщина детали

Для сварки полотнища:

L1 = B / 2 + 5;

L1 = 23 / 2 + 5=16,5 мм    

Для приварки р.ж. к полотну:

L2 = не менее 2К; L2 = 2×6=12 мм

L3 = не менее 2S; L3 = 2×7,5=15 мм

Для приварки карлингсов и бимсов к полотну:

L2 = не менее 2К; L2 = 2×4=8  мм

L3 = не менее 2S; L3 = 2×4=8 мм

Приемка чистоты кромок под сварку должна производится ОТК непосредственно перед выполнением подварки или сварки.

Если свариваемые кромки оказались загрязненными, то соединения, собранные под сварку, должны быть повторно зачищены перед сваркой металлической щеткой или прожжены газовой горелкой. Если повторная зачистка не обеспечивает требуемой чистоты кромок, то сварное соединение должно быть разобрано и зачищено наждачным кругом. После сборки соединение повторно предъявляется ОТК.

Величина зазора стыкуемых под сварку кромок деталей должна соответствовать требованиям тех. документации. Для достижения требуемой величины зазора, стыкуемые кромки следует  подгонять  путем  газовой  резки с последующей зачисткой подрезанных мест наждачным кругом до чистого металла.

Подгонку стыкуемых кромок следует производить согласно требованиям ОСТ 5.9092-81.

Исправление увеличенных зазоров допускается производить наплавкой, если отклонения от допустимых величин не превышают толщины стыкуемых элементов и толщиной не более 10мм. В каждом случае должно быть оформлено соответствующее разрешение на исправление, выяснены причины появления недопустимых зазоров и намечены мероприятия по их устранению.

Исправление недопустимых зазоров наплавкой допускается на длине не более 500 мм на 1 п.м., при этом суммарная длина наплавляемых участков не должна превышать 30% длины технологического участка сварного шва.

Несовпадение вершин разделок кромок не должно превышать 2 мм. Допускается местное несовпадение вершин разделок кромок до 3 мм протяженностью не более 300 мм.

Допускаемое смещение кромок деталей конструкции, собранной под сварку, не должно превышать размеров, установленных требованиями действующей документации на сварные соединения (0,1S, но не более 2 мм.).

Закрепление деталей при сборке конструкции под сварку должно выполняться при помощи прихваток (жесткое закрепление) или эластичных креплений (гребенок, скоб, талрепов и т.д.).

Применение технологических планок, прихваток, гребенок, скоб и т.д. временных крепежных приспособлений с приваркой их к корпусным конструкциям должно быть сведено к минимуму.

Выполнение прихваток рекомендуется производить согласно ОСТ 5.9092-91. По концам стыкуемых деталей или конструкций следует выполнять по 2-3 усиленных прихватки длиной 50-70 мм при расстоянии 50-150 мм.

Таблица 1

В участках пересечения сварных соединений запрещается располагать прихватки на расстоянии менее 50 мм от шва, выполняемого в первую очередь (рисунок 2).

Рисунок 2 - Схема прихваток на пересечении сварных соединений

1. Сварной шов, свариваемый в  первую очередь

2. Сварной шов, свариваемый во  вторую очередь

3. Сварной шов, свариваемый в  третью очередь

Запрещается удалять временные прихватки ударом, так как это приводит к разрыву (вырыву) основного металла по зоне термического влияния.

Выполнение прихваток должно производиться электродами той же марки и на тех же режимах, что и сварка всей конструкции.

Прихватки следует располагать со стороны противоположной сварке.

Производя прихватку деталей разной толщины, дугу следует направлять на более толстый металл.

Произведя прихватку деталей короткой дугой, следует избегать задержки ее на одном месте. Обрывать дугу необходимо в момент заполнения кратера, а не в момент его образования.

Прихватки не должны иметь недопустимых дефектов: подрезов, наплывов, пор, шлаковых включений, трещин, не заваренных кратеров. Некачественно выполненные прихватки, а также прихватки с трещинами должны быть удалены и вместо них установлены новые.

Проверку качества и обмеры секции производить с занесением данных в журнал проверочных работ.

Допускаемые значения бухтиноватости по ОСТ 5.9079.

Предусмотреть допуски на собранный узел.

1.3 Общие технологические указания по сварке

Сварку конструкции или изделий следует производить в соответствии с рабочими чертежами и типовыми технологическими процессами, разработанными в соответствии с ОСТ5.9092-91, а также указаниями РД5Р.9083-92.

В технологических процессах для всех типов соединений, подлежащих сварке, при изготовлении конструкций или изделий следует предусмотреть:

- способ сварки,

- марки и диаметр электродов,

- марки флюсов и защитных  газов,

- режимы сварки,

- для стандартных соединений следует привести условное обозначение сварного соединения.

При сборке под сварку сталей различных категорий, прихватки следует выполнять сварочными материалами, предназначенными для любой из этих сталей.

Сварку конструкций или изделий следует производить в закрытых помещениях при температуре воздуха, отвечающей требованиям безопасности и охраны труда.

Для соблюдения безопасных условий работ при сварке конструкций и изделий из углеродистых и низкоуглеродистых сталей способами, предусмотренными РД5Р.9083-92, необходимо выполнять требования ГОСТ 12.3.003, ГОСТ 12.4.035, ГОСТ 12.4.103, ОСТ21-6, РД5.9823 и РД5.1009 «Санитарные правила при сварке…».

Требования к подготовке соединений под сварку:

Детали, поступающие на сборку, для последовательной сварки, должны быть обработаны, выправлены, замаркированы по РД5.9091.

Кромки деталей, прилегающие к сварным поверхностям, непосредственно перед сборкой должны быть зачищены от влаги, краски, масла, ржавчины, окалины и спец. покрытий (если таковые имеются) до чистого металла, если нет грунтовки.

Допускается смещение кромок деталей соединения, собранного под сварку, установленное требованиями документации на сварные соединения.

Собранные под сварку конструкции контролируются службой технического контроля на соответствие требованиям чертежей, РД5.9092, ОСТ5.1093, РД121 и РД5Р.9083-92.

Общие требования по сварке:

При проектировании и изготовлении сварных конструкций следует присматривать максимальное применение способов автоматической и п/автоматической сварки.

Ручную дуговую сварку применяют в тех случаях, когда автоматическая и  п/автоматическая сварки неприменимы или экономически не эффективны.

Автоматическую дуговую сварку под флюсом применяют при выполнении соединений в нижнем положении. Допускается угол наклона к горизонту вдоль шва до 15°. Автоматической сваркой под флюсом выполняют соединения более 1,5 м, а п/автоматической до 1,5 м для прямолинейных соединений и криволинейных без ограничения по протяженности.

Перед автоматической и п/автоматической дуговой сваркой, режимы сварки проверяют на пробных планках. Их толщина равна толщине свариваемых деталей. Если толщина деталей разная, то планка берётся меньшей толщины.

П/автоматическую сварку в углекислом газе с использованием электродной проволоки диаметром 0,8-1,4 мм применяют при выполнении угловых соединений во всех пространственных положениях.

При сварке, начало шва длиной 20-30 мм и конец шва 30-40 мм выводят на технологические планки, устанавливаемые перед сваркой соединения. При наличии припуска не менее 30 мм планки не ставятся, а начало и конец шва выводится на металл припуска.

При п/автоматической дуговой сварке нужно соблюдать точное направление проволоки по оси стыка и равномерное перемещение держателя полуавтомата по длине соединения.

Полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа выполнять симметрично от центра к краям. Автоматическую сварку под флюсом производить «напроход», а перед этим установить направляющие.

После окончания сварки выводные планки удалить газовой резкой и зачистить места приварки.

Режимы автоматической и полуавтоматической сварки  выбираем из РД5Р.9083-92.

Таблица 2 - Режимы автоматической сварки под флюсом для стыковых соединений

Рисунок 3 – Стыковое соединение

  Таблица 3 - Режимы полуавтоматической сварки для всех тавровых соединений

Рисунок 4 – Тавровое соединение:

S – толщина стенки балки

1.4  Технология изготовления секции

Сборку и сварку плоских секций следует производить на специализированных позициях механизированных поточных линий, оборудованных перегружателями балок набора, агрегатами для установки и приварки набора главного и перекрестного направлений, кантователями, транспортной системой и другим оборудованием, обеспечивающим механизированное выполнение сборочно-сварочных работ.

При отсутствии на предприятии-изготовителе механизированной поточной линии изготовление плоских секций  следует производить на специально  созданных  участках,  оборудованных сборочными стендами из предварительно  сваренных полотнищ, узлов набора и деталей насыщения. 

Составим рабочий технологический процесс сборки секции по форме таблицы 4. Для этого отнесем секцию к одной из классификационных групп по ОСТ 5.9912-83.

Таблица 4 - Последовательность  сборки секции

Технология изготовления настила палубы и набора

Подготовка постели

Удалить временные крепления на постели, зачистить места их приварки; проверить постель на горизонтальность и прямолинейность. Нанести контрольные линии на постель.

Сборка полотнища

1. Уложить листы полотнища;
2. Закрепить листы на прихватках.

Сдача конструкции под сварку

1. Проверить правильность сборки согласно чертежам и плазовым данным;
2. Проверить правильность подготовки кромок под сварку;
3. Проверить чистоту кромок. В случае их загрязнения, очистить.

Сварка полотнища

Заварить пазы с помощью сварочного автомата под флюсом.

Разметка полотнища

Произвести разметку полотнища. Линии разметки закернить.

Изготовление узлов продольного набора (карлингсов) на поточной линии

1. Подать детали на поточную линию;
2. Зачистить места приварки стенки;
3. Заварить с двух сторон автоматом – полный провар;
4. Провести контроль сварных швов;
5. Сдать узлы на комплектность и качество.

Изготовление узлов поперечного набора (бимсов)

1. Подать детали на сборочный стенд;
2. Зачистить места приварки стенки;
3. Заварить с двух сторон автоматом – полный провар;
4. Провести контроль сварных швов;
5. Сдать узлы на комплектность и качество.

Укладка полотнища на постель

Подать краном полотнище, уложить на постель, совместить контрольные линии, обжать и закрепить. Прикрепление к постели производить только по контуру полотнищ.

Установка рамного набора на полотнище

1. Подать краном карлингсы и бимсы на полотнище, разложить их согласно чертежу вдоль линий разметки;
2. Установить карлингсы и бимсы по разметке под угольник, обжать к полотнищу и закрепить прихватками.

Сдача конструкции под сварку

1. Проверить правильность сборки согласно чертежу и плазовым данным;
2. Проверить правильность подготовки кромок под сварку;
3. Проверить чистоту кромок, в случае их загрязнения, очистить.

Приварка набора к полотнищу

1. Сварить набор между собой;
2. Приварить набор п/автоматом «напроход» симметрично относительно продольной оси полотнища ячеечным способом.

Установка продольных ребер жесткости

1. Подать краном ребра жесткости;
2. Установить ребра жесткости;
3. Приварить к полотнищу калибром.

Освободить узел от закрепления

Контроль сварных швов

1. Осуществить контроль сварных швов;
2. Исправить дефекты сварных швов.

Провести кантовку секции

Подварка швов

1. Подготовить сварные швы для подварки;
2. Подварить сварные швы в последовательности аналогичной сварке основного шва.

Установить секцию на тумбы, чтобы обеспечить доступ к деталям с 2-х сторон

Контроль сварных швов

1. Осуществить контроль сварных швов;
2. Исправить дефекты сварных швов.

Правка бухтиноватости

Замеры узла

Сдача узла на комплектность и качество

Маркировка

Выполнить маркировку узла с лицевой и внутренней стороны белой краской.

Грунтовка секции

1. Провести грунтовку секции согласно ведомости грунтовки, монтажные кромки шириной 50-75 мм не грунтовать;
2. Восстановить контрольные линии, нанесенные на секцию, отметить их белой краской.

Применяемый инструмент

Оборудование: постель, стенд, кран, тарированный груз, сварочное оборудование для автоматической сварки под флюсом, сварочное оборудование для полуавтоматической сварки в среде СО , сварочное оборудование для ручной сварки, газорезка.