16 Изготовление тонкостенных сосудов

Сосуд считают тонкостенным, если толщина его стенки зна¬чительно меньше прочих размеров (в 20 раз и более). Тонкостен¬ным сосудам с толщиной стенки до 10 мм обычно придают форму цилиндра, сферы или тора. Выбор формы сосуда может опреде¬ляться различными соображениями. Сферический сосуд при за¬данной емкости имеет минимальную массу; торовый сосуд можно компактно разместить, например, вокруг камеры сгорания жид¬костного ракетного двигателя (цилиндрическая форма сосуда обес¬печивает наиболее технологичное конструктивное оформление). Соединения осуществляют продольными, кольцевыми и круго¬выми швами.

Тонкостенные сосуды обычно являются конструктивными эле¬ментами различных транспортных установок. В тех случаях, когда не требуется экономия массы, используют хорошо свариваемые материалы невысокой прочности. В зависимости от свариваемости металла и его чувствительности к концентрации напряжений пред-ставления о технологичности одного и того же конструктивного оформления могут оказаться различными.

Характерные для низкоуглеродистых сталей хорошая сваривае¬мость и малая чувствительность к концентрации напряжений по¬зволяют использовать любые типы сварных соединений. Поэтому при использовании таких материалов главной задачей технолога является снижение трудоемкости изготовления изделия. Приме¬ром этого служат конструкции тормозных воздушных баллонов грузовых автомобилей, изготовляемых в условиях крупносерий¬ного и массового производств, когда технологичность изделия особенно важна. Такой баллон имеет обечайку из горячекатаной стали 20кп и два штампованных днища из стали 08кп толщиной 2,5 мм. К днищу дуговой или рельефной сваркой приварены бо¬бышки. Соединение днища с обечайкой — нахлесточное. Такое решение облегчает механизацию сборки путем одновременной запрессовки обоих днищ в обечайку. Для этого отбортованной ча¬сти днищ придают коническую форму, обеспечивающую их цен¬тровку относительно обечайки при сборке.

Ацетиленовый баллон выполнен из более прочной низколегиро¬ванной стали 15ХСНД. При его изготовлении применять нахлесточ¬ные соединения недопустимо, поэтому все рабочие соединения — стыковые. Кольцевые швы допускается выполнять на подкладках.

При изготовлении сосудов приходится выполнять прямолиней¬ные, кольцевые и круговые стыковые швы. В зависимости от тол¬щины стенок приемы выполнения каждого из них и применяемая оснастка разнообразны.

Швы тонкостенных сосудов, как правило, выполняют в среде защитных газов. Сборку стараются производить с помощью за¬жимных приспособлений. Надежное прижатие свариваемых кро¬мок к подкладке позволяет выполнять одностороннюю сварку в приспособлении без прихватки. При сборке и сварке прямоли¬нейных швов между листами и продольных швов обечаек равно¬мерное и плотное прижатие кромок к подкладке осуществляется зажимными приспособлениями клавишного типа. Усилие прижа¬тия обычно составляет 300...700 Н на 1 см длины шва и создается гидравлическим или пневматическим устройствами.

При сборке и сварке продольных стыков обечаек основание приспособления выполняют в виде консоли; прижимные балки с клавишами прикрепляют к ним одним концом жестко, а другим концом — посредством откидных болтов.

Продольные швы вызывают нарушение прямолинейности об¬разующих тонкостенных обечаек и уменьшение кривизны в зоне шва в поперечном сечении. Для исправления таких сварочных де-формаций широко используют прокатку роликами.