Экономические преимущества применения сварки при производстве металлических конструкции в машиностроении

Экономические преимущества применения сварки при производстве металлических конструкции в машиностроении

Первые сварные конструкции создавались на ос­нове использования многолетнего опыта производства клепаных конструкций. Такое заимствование было связано с тем, что не было еще опыта производства сварных конструкций и недоста­точно разрабатывались и осваивались методы проектирования конструкций, учитывающие технологические преимущества свар­ки. В последующие годы были разработаны новые формы сварных конструкций как целиком из проката, так и в комбинации литья с прокатом, а также из отдельных литых частей.

Широкое применение сварки в производстве было вызвано значительными экономическими преимуществами этого нового технологического процесса. Экономическую эффективность при­менения сварки в производстве металлических конструкций ма­шин и сооружений показывают следующие ее преимущества:

  1. Отсутствие заклепочных и болтовых ослаблений в соедине­ниях; отсутствие болтов и заклепок уменьшает вес сварных кон­струкций на 10—20%.
  2. Возможность более конструктивного размещения площади сечения металла в соответствии с внешними нагрузками; умень­шение количеств стыковых накладок, узловых планок и их се­чении по сравнению с клепаными конструкциями уменьшает вес сварных конструкций на 5—7%.
  3. Возможность резкого перехода сечений от рабочих к кон­структивным элементам и сварных конструкциях обеспечивает экономию в их весе по сравнению с литыми конструкциями на 7—12%.
  4. Сварные конструкции из проката взамен литья допускают значительное повышение предусматриваемых напряжений и да­ют возможность достигать облегчения в весе на 20—30%.
  5. Применение комбинированных конструкций из легирован­ных и низкоуглеродистых сталей дает возможность создавать бо­лее легкие конструкции и тем самым более экономичные в отношении расхода легированных сталей. В таких конструкциях легированные стали ставятся только в наиболее нагруженных частях конструкции, что недопустимо в литых конструкциях.
  6. Трудоемкость производства сварных конструкций значи­тельно меньше трудоемкости клепаных конструкций вследствие уменьшения работ по наметке и образованию отверстий, а так­же благодаря применению менее трудоемкой автоматической сварки взамен клепальных работ. В первые годы применения сварки, когда в сварных соединениях наплавляли чрезмерное ко­личество металла, применяли только ручную сварку на малых силах тока. Тогда уменьшение стоимости сварных конструкций достигалось только снижением веса. В настоящее время примене­ние автоматической сварки и сварки швами минимального сече­ния значительно снижает трудоемкость производства сварных конструкций.
  7. Совершенно исключительный эффект дает сокращение цик­ла производства при применении сварки взамен литья в сложных и громоздких частях машин: станин прессов, рам экскаваторов и кранов, взамен сложных отливок для металлургического обо­рудования и других уникальных машин, производимых в поряд­ке индивидуального производства.
  8. Изготовление моделей, стержней, сложная формовка, отдел­ка отливки, очень сложная подчас заварка дефектов требуют ½—3 месяца. Неисправимый брак такой отливки срывает на долгий срок выпуск машин с замораживанием громадных средств в незавершенном производстве. Сварная же конструкция может быть изготовлена за 1 месяц и совершенно исклю­чает возможность неисправимого брака. Все это послужило ос­новным стимулом широкого применения сварки взамен литья в тяжелом единичном машиностроении.
  9. Значительный эффект применения сварки взамен литья в единичном машиностроении создает и уменьшение припусков на обработку: в сварной конструкции припуски составляют в сред­нем 2—5 мм, а в литье 15—30 мм., при наличии к тому же труд­нообрабатываемой литейной корки.
  10. Комбинированные сварные конструкции, сочетающие литье с прокатом, дают возможность расчленения сложной детали на отдельные элементы, обрабатываемые на мелких станках с по­следующей сваркой этих элементов и окончательной обработкой на крупных станках только по снятию чистовой стружки. Это позволяет значительно сократить парк дефицитных и сложных расточных станков. Такое расчленение сложной детали на от­дельные элементы проводится как в единичном производстве, так и в серийном и даже в массовом с применением в последних случаях сложных кондукторов для сборки и сварки. Эти кондук­тора дают возможность выдерживать точные размеры детали при самых минимальных припусках и применять крайне простые и не трудоемкие операции сборки. Кроме того, иногда возможна сварка деталей с частями, предварительно механически обрабо­танными на чистовые размеры, что совершенно исключает необ­ходимость обработки на расточных станках.
  11. Вследствие компактности соединений, устранения всевоз­можных накладок и планок, возможности широкого комбиниро­вания сечений, относительной легкости выполнения сложных комбинированных соединений из прокатного металла, штампо­ванных профилей и поковок из различных черных и цветных ме­таллов, возможности наплавки твердых сплавов — сварные кон­струкции осуществляются технологически в совершенно новых формах, экономически весьма целесообразных по сравнению с клепаными конструкциями.
  12. Замена литья и клепки сваркой, в особенности при авто­матической сварке, снижает количество рабочих, занятых на фи­зически вредных, тяжелых работах и повышает культуру про­изводства.
  13. Применение сварных конструкций взамен литых и клепа­ных., уменьшая цикл производства и количество материальных ценностей, находящихся в незавершенном производстве, дает возможность переходить в короткий срок без потерь с одного ви­да производства на другой.
  14. Сварочные производства требуют для своей организации меньше капиталовложений, более простого и однородного обору­дования и инструмента. Подготовка кадров мастеров и сварщи­ков, организация бригад, в особенности для автоматической свар­ки, производятся в несоизмеримо более короткие сроки, чем для литейных и клепальных работ. По этим причинам сама органи­зация сварочных производств проводится тоже в сравнительно короткие сроки.

Благодаря этим преимуществам сварка завоевала себе проч­ное место во всех видах машиностроения, в производстве строи­тельных конструкций и в судостроении.

В транспортном машиностроении, где облегчение веса ваго­ном и судов дает значительные эксплуатационные выгоды, повышая соотношение между тоннажем груза и собственным весом вагона и судна, сварка почти совсем вытеснила клепку.

В тяжелом машиностроении сварка на 90—95% вытеснила клепку и на 40 60% литье.

Машиностроение не только развило и усовершенст­вовало способы электрической дуговой сварки металлов, но и создало, используя все технологические возможности сварки, но­вые типы конструкций машин и сооружений.