Сварка топливного бака ракеты-носителя семейства "Анагара"

При сборке под сварку стыковых швов деталей  и узлов не допускается сдавливание  стыка свариваемых кромок с усилием. Необходимо обеспечить лёгкое касание  кромок в зонах их наибольшего  сближения; в остальных зонах  стыковых соединений длиной более одного метра зазор не должен превышать величину, указанную в операциях подготовки под сварку.

На всех этапах сборки, испытаний, протирки и  хранения производится заземление изделий и технологического оборудования. Заземление изделий осуществляется путём подсоединения одного конца провода заземления к изделию, а другого - к контуру заземления цеха. Подготовка мест заземления производится зачисткой поверхности изделия и крепёжных деталей наждачной зернистой бумагой ГОСТ 6456-82 и обезжириванием бензином.

При выполнении сварочных работ необходимо строго соблюдать правила техники безопасности, изложенные в ГОСТе 12.3.003-86 и принимать меры, предохраняющие сварщиков и окружающих работников от поражения электрическим током, от излучения электрической дуги, а также принимать меры безопасности при эксплуатации баллонов с защитными газами.

Технологический процесс изготовления корпуса топливного бака представляет собой последовательное соединение составляющих элементов (обечаек  и днищ) автоматической аргонодуговой  сваркой. При этом для сокращения трудоемкости и стоимости изготовления предполагается следующий ход операций:

Набор корпуса  производится последовательно, начиная  с нижнего днища, к которому приваривается  обечайка, затем к полученной подсборке приваривается следующая обечайка и т.д., последним приваривается верхнее днище. Перед сваркой очередной подсборки торцуется технологический припуск, переставляется сварочная оснастка: бандажные, сварочные и калибровочные кольца, перемещаются люнеты, на продольных швах обечаек снимается усиление на "ус". Проверяется выставление по осям стабилизации и совпадение торцов.

Затем корпус демонтируется со сварочной установки, производится рентгеноконтроль сварных швов, испытания на прочность и герметичность, взвешивание корпуса и контроль размеров.

Характерной операцией в технологическом  процессе сборки баков является очистка  их внутренней поверхности от промышленных загрязнений, при этом используют промывку спиртом и другими органическими растворителями.

Такой технологический процесс обеспечит максимальную уверенность в качестве проведения каждой операции. Важнейшими требованиями здесь выступают обеспечение прочности и герметичности бака, обеспечение чистоты его внутренних поверхностей. Многократный контроль позволит обеспечить максимальную надежность изделию.

1.5.4 Маршрутный  технологический процесс

1. Входной  контроль

2. Слесарная

Установка нижнего днища на сварочную установку

3. Слесарная

Торцовка  технологического припуска

4. Слесарная

Установка калибровочного кольца в обечайку.

5. Слесарная.

Установка обечайки 5 на сварочную установку

6. Слесарная.

Снятие  усиления на продольных швах обечайки 5

7. Слесарная.

Установка сварочной оснастки

8. Сварка

Прихватка обечайки и днища ручной сваркой

9. Сварка

Сварка  кольцевого шва обечайки 5 с днищем.

10. Слесарная

Демонтаж  сварочной оснастки

11. Слесарная

Торцовка  т.п. на обечайке 5

12. Слесарная

Установка обечайки 4 на сварочную установку

13. Слесарная

Совмещение  свариваемых кромок

14. Слесарная

Установка сварочной оснастки в обечайку 4.

15. Слесарная.

Снятия  усиления на продольных швах обечаек 4 и 5.

16. Слесарная

Совмещение  сварочных кромок

17. Слесарная

Установка сварочной оснастки

18. Сварка.

Прихватка соединения обечаек 4 и 5 ручной сваркой.

19. Сварка

Автоматическая  сварка кольцевого шва обечаек 4 и 5.

20. Слесарно-сварочная

Повторение  операций 4-19 данного технологического процесса для обечаек 2, 3,4

21. Слесарная

Демонтаж  разжимного устройства.

22. Слесарная.

Установка на сварочную установку переходной корзины.

23. Слесарная

Установка верхнего днища на сварочную установку.

24. Слесарная.

Демонтаж  сварочного оборудования

25. Слесарная

Торцовка  тех. припуска. на обечайке 2, контроль длины корпуса

26. Слесарная

Торцовка  тех. припуска на шпангоуте днища.

27. Слесарная.

Снятие  усиления на продольном шве обечайки 2, подготовка кромок.

28. Слесарная

Установка сварочной оснастки

29. Слесарная.

Совмещение  свариваемых кромок

30. Контроль

Контроль  скрутки днищ.

31. Слесарная.

Установка бандажного кольца на обечайку 2.

32. Сварка

Прихватка соединения обечайки 2 и днища верхнего ручной сваркой.

33. Контроль

Контроль  скрутки днищ.

34. Сварка.

Сварить кольцевой шов обечайки 2 и шпангоута днища верхнего

35. Слесарная.

Демонтаж  сварочной оснастки

36. Контроль.

Контроль  относительной скрутки днищ

37. Слесарная.

Отсоединение  корпуса от сварочной установки, установка на люнеты.

38. Слесарная.

Установка такелажных узлов, установка корпуса на тележку.

39. Слесарная.

Демонтаж  калибровочного кольца.

40. Слесарная.

Зачистка  проплава.

41. Контроль

Очистка корпуса от мех. Загрязнений, визуальный контроль качества сварных швов

42. Рентгеноконтроль.

43. Слесарная.

Очистка корпуса.

44. Испытания.

Продувка  на точку росы.

45. Консервация.

46. Сушка.

47. Испытания

Испытания на прочность

48. Испытания

Испытание на герметичность

49. Сушка.

50. Консервация  наддувом.

51. Сушка.

52. Контроль

Визуальный  контроль

53. Слесарная.

Установка корпуса в сварочную установку  на люнеты.

54. Слесарная.

Подготовка  оборудования к работе.

55. Слесарная.

Торцовка  тех. припуска.

56. Слесарная.

Перестановка  фрезерной головки

57. Слесарная.

Торцовка  тех. припуска, контроль длины.

58. Слесарная.

Закрепление корпуса для обмеров.

59. Контроль

Обмер корпуса.

60. Слесарная.

Демонтаж  корпуса, установка на ложементы

61. Контроль.

Взвешивание корпуса.

62. Слесарная.

Подготовка  к сдаче.

63. Сдача  корпуса.

2. Конструкторская  часть

2.1 Краткое  технико-конструктивное описание  используемой технологической оснастки  и используемого инструмента

2.1.1 Используемый  инструмент

Для проведения сборки и сварки топливного бака предполагается использовать сборочно-сварочное приспособление с автоматической сварочной установкой которая позволит закрепить и обработать свариваемые элементы с заданной точностью, а также выполнить необходимые контрольные операции в ходе сборки и сварки изделия.

Для проведения прихватки можно использовать универсальную  горелку (типа УДГ-300). Выбор типа горелки  определяется маркой свариваемого материала, толщиной, массой и конструкцией изделия, возможностью подхода к труднодоступным местам. В качестве источника питания для сварочного оборудования используются ТИР - 315, ТИР-500, ТИР - 630.

Перед сваркой  отдельных участков на границе соединения устанавливаются вспомогательные  кольца: подкладные, калибровочные, бандажные.

Для механической обработки подготавливаемых к сварке поверхностей используются фрезы, после чего поверхности также обрабатываются шабром или шарошкой и очищаются металлической щеткой, с использованием пылесоса и пневмодрели.

При транспортировке, перемещении и поддержке составляющих узлов и агрегатов используются транспортные тележки и подставки.

Контроль  сварных швов на отсутствие трещин и непроваров в ходе процесса осуществляется с помощью рентгеноаппарата (типа РУП-120). Для контроля отсутствия механических повреждений и загрязнения используется лупа четырехкратного увеличения (ГОСТ7594-75).

Для контроля линейных размеров используются следующие  измерительные инструменты:

• линейки 300, 500, 1000 (ГОСТ 427-75);
• аттестованные рулетки
• спецштангенциркуль;
• набор щупов (для контроля зазора в стыках и смещения свариваемых кромок);
• калибр на высоту сварного шва.

Для контроля весовых характеристик используются 3-ое весов типа ТИГ-ВПГ-500 и контрольный  груз ГПМ 28.

Для контроля шероховатости после зачистки сварочного шва используются образцы шероховатости, а для контроля угловых смещений подсборок друг относительно друга используется нивелир НА-1.

2.1.2 Корзина  для сварки

Корзина для сварки устанавливается на заднюю или переднюю бабку приспособления для сварки кольцевых швов, служит для крепления днища бака к приспособлению. Конструктивно состоит из кольца 1, к которому за технологические отверстия на шпангоуте крепится днище, соединённого с планшайбой 5, которой корзина крепится к приспособлению для сварки кольцевых швов, при помощи стяжек 2,4 и пластин.3

К точности расположения отверстий предъявляются  высокие требования, т.к. она должна обеспечивать технические требования по несоосности и непараллельности плоскостей Е и Ж корпуса рассматриваемого бака

2.1.3 Кольцо для сварки

Кольцо  для сварки применяется при сварочных  операциях, оно устанавливается  согласно схеме установки сварочной  оснастки под свариваемые кромки, по центру канавки.

Сварочное кольцо должно быть разборным, так как  его необходимо демонтировать после финальной сварочной операции через люк-лаз. Поэтому кольцо конструктивно состоит из восьми сегментов 3, попарно соединённых системой из тяг, болтов, осей и штырей, натяжение тяг производится с помощью вращения рукоятки 11, с помощью штопорного кольца7 и прижимающего стержня 11. Для предотвращения корсетности кольца устанавливаются две вертикальные 2и одна горизонтальная 1 стяжки.

Благодаря такой системе при ослаблении тяг кольцо легко может быть демонтировано  через отверстие люк-лаза.

2.1.4 Приспособления для сварки кольцевых швов

Данное  приспособление предназначено для  сварки кольцевых швов обечайки и  сварки обечайки с днищем.

В состав приспособления входят следующие элементы и узлы:

коробка скоростей на передней бабке, установленной  неподвижно на фундаменте. Передняя бабка снабжена сменными корзинами, что позволяет сваривать изделия разного диаметра. На вал через коробку скоростей сообщается вращательное движение, скорость которого выбирается в зависимости от режимов сварки.

задняя бабка также снабжена набором сменяемых корзин, которые устанавливаются при приварке второго днища. Если производится сварка обечайки с днищем, то на заднюю бабку устанавливается разжимное кольцо которое работает по пневматической схеме. Доступ на заднюю бабку обеспечивается лестницей, а в перспективе возможность применения лифта. Задняя бабка способна перемещаться в продольном направлении по рельсам, что позволяет варьировать длину свариваемого изделия в достаточно широком диапазоне. Для подвода обечайки и ликвидации от провисания предусмотрены люнеты

Сварочная колонна с закрепленным на ней  сварочным автоматом АрК2-11, способным  совершать вертикальные перемещения. Сама колонна может перемещаться вдоль свариваемого изделия по рельсовому пути. Сварочный аппарат располагается вдоль вертикальной оси изделия. К моменту сварки аппарат опускается к поверхности изделия, включается сварочная установка, появляется дуга, одновременно с этим корзина передней бабки осуществляет вращение с заранее установленной скоростью, одновременно вращается корзина задней бабки или разжимное кольцо, но в пассивном режиме.