Розробка технології зварювання
Будь-які технологічні завдання вимагають комплексного підходу до їх вирішення. У зв'язку з цим, вирішення цих завдань вимагає великих знань не тільки в галузі технології, що розробляється, але і в суміжних областях. Так для розробки технології зварювання необхідно в широкому обсязі уявляти теплофізичні процеси, добре знати властивості металевих матеріалів, у тому числі розбиратися в зварювальному обладнанні та зварювальних матеріалах. У цій статті йтиметься в основному про технологію дугового зварювання, але загальні підходи, описані нижче, можуть бути застосовні і до інших способів з'єднання металів.
Один із широко відомих підходів до розробки технології зварювання – розрахунковий останнім часом його подають як математичне моделювання. Підхід полягає у застосуванні фізичних законів іноді в наближеній формі для опису теплових процесів, розрахунку кількості розплавленого металу, розмірів зварного шва та розрахунку міцності зварного з'єднання. При масштабуванні таких розрахунків можна оцінити властивості вузлів чи цілих конструкцій.
Цілком окремі формальні вимоги до технології зварювання диктує нормативна документація, яка, найчастіше, орієнтується на емпіричні дані - гігантський досвід, накопичений при будівництві та виробництві тих чи інших металевих конструкцій: трубопроводів, резервуарів, мостів, котлів та інших.
За фактом розробки технології необхідно і достатньо орієнтуватися лише на нормативну документацію, але застосування розрахункового підходу до розробки технології зварювання може істотно знизити матеріальні витрати та витрати часу пов'язані з відпрацюванням режимів, термічною правкою та термообробкою кінцевого виробу. Тому в умовах сучасної промисловості розрахунковими методами таметодами моделювання не слід нехтувати, адже саме розрахункові методи розробки технології дозволяють збільшити економічну ефективність витратного процесу.
Для кожного конкретного випадку розробки технології зварювання потрібен ряд вступних даних, до яких входять умови роботи конструкції, матеріали, з яких конструкція може бути виготовлена, кваліфікація персоналу, що здійснює виробництво, матеріальне оснащення підприємства-виробника.
Наприклад, розглянемо технологію зварювання труб, насамперед слід зрозуміти, в яких умовах працюватиме зварне з'єднання. Припустимо, що йдеться про сталеві водопровідні труби, які, як правило, виготовляються з вуглецевих сталей звичайної якості, наприклад, сталь – Ст3. Ця марка сталі зварюється без обмежень, тому особливих вимог до теплових процесів при зварюванні немає і термообробку після зварювання не слід проводити. Далі слід підібрати зварювальний процес. Для зварювання труб застосовують різні дугові процеси, але якщо йдеться про зварювання на монтажі, а не в цеху, то, швидше за все, слід застосовувати технологію ручного дугового зварювання покритими електродами, в цехових умовах можливе застосування механізованого зварювання (напівавтомата). Далі слід підібрати обладнання та зварювальний матеріал – марку та діаметр покритого електрода, для цього слід орієнтуватися на товщину металу, що зварюється. Товщину 2-3 мм можна без дефектів заварити в один прохід. Для зварювання першого проходу слід застосовувати електроди діаметром не більше 3 мм. Якщо ж товщина металу більша, то кількість проходів доведеться збільшити, а наступні проходи після першого зварювати електродами діаметром 4, 5 або більше мм. Вибраний для зварювання діаметр висуває вимоги дозварювальне обладнання. Так для зварювання електродами діаметром 3 мм, максимальний зварювальний струм апарату може бути не більше 140 А, а для зварювання четвіркою (4мм) вже необхідно 200 А, для 5 мм – 250 А, таким чином ми отримуємо ще один критерій вибору зварювального обладнання або обмеження можливих діаметрів покритих електродів залежно від наявності обладнання чи бюджету.
Ми навели надзвичайно простий приклад розробки технології зварювання, найбільш логічним фіналом якого можна назвати документ – технологічна карта зварювання. Крім перерахованого вище при нормальній розробці технології в технологічній карті слід окремо описати підготовку під зварювання і контроль якості зварних з'єднань.
Наша організація успішно розробляє технологію зварювання не один рік. Ми пропонуємо різні варіанти вирішення зварювально-технологічних проблем, від розробки технологічних карт зварювання з'єднань до розробки інструкцій та рекомендації щодо зварювання вузлів, далі до проекту виконання зварювальних робіт зварних конструкцій і, врешті-решт, до розробки технології під ключ з повним відпрацюванням та перевіркою режимів , механічними та іншими випробуваннями.