Подготовка под сварку — часть №2

Опыт применения специализированного инструмента для разделки кромок под сварку

Скорость обработки кромки при использовании кромкорезов TKF практически не меняется с изменением угла фаски b или/и высоты кромки hS и определяется скоростью ручной подачи. Скорость подачи в соответствии с законами резания определяет шероховатость кромки и должна выбираться в зависимости от высоты кромки и угла фаски в диапазоне от 1,8 до 2,5 м/мин.

В таблице 1 и на рисунке 1 приведено сравнение времени обработки фаски с различными углами углошлифовальными машинками с абразивными кругами Ø 230 мм и кромкорезами Trumpf серии TKF.
Экономическая эффективность

Как видно из графика (рис. 1), производительность кромкорезов TKF на любых кромках во много раз превосходит производительность шлифовки. Этот фактор с ростом зарплат рабочего будет влиять на себестоимость продукции все больше и больше.

Таким образом, по совокупности вышеперечисленных факторов экономический эффект от внедрения кромко-резов TKF и отказа от шлифовки с учетом окупаемости стоимости машин фирмы Trumpf становится очевиден после 2000 погонных метров кромки (при hS = 10 мм и угле фаски b = 45°).

На многих предприятиях, где конструкции свариваются из толстого листа, для подготовки кромки под сварку часто используются газорезательные станки. Но их применение возможно только при обработке прямолинейных деталей или деталей с одним радиусом. Для изготовления прямолинейных заготовок также используются строгальные станки. Обработка сложных криволинейных деталей на газорезательных и строгальных станках невозможна. Кроме того, после обработки кромки на газорезательных станках она становится закаленной и обедненной углеродом. Такая кромка имеет пониженную свариваемость и требует работы сварщика высокой квалификации (не ниже пятого разряда), особенно если сварная деталь ответственная и подлежит рентгеновскому или ультразвуковому контролю.

Для обработки кромки сложных криволинейных деталей используются фрезерные станки с ЧПУ. Применение такого оборудования приводит к повышению внутрицеховых накладных расходов, так как требует перемещения заготовок из заготовительного участка в механический, а уже потом на сборочный участок. Использование кром-корезов TKF позволяет исключить эти затраты. Работать кромкорезами TKF целесообразно прямо на сборочном участке. Именно так эти машины используют Волгоградское объединение «Баррикада», Волховский завод металлоконструкций и многие другие. Одновременно высвобождается и станочный парк. Именно с этой целью «Ка-терпиллар-Тосно», Ижорские заводы и Волгоградское объединение «Баррикада» приобрели машины TKF-1500. Применение на «Катерпиллар-Тосно» только одной из двух машин TKF-1500 позволило полностью отказаться от использования фрезерных станков для обработки сложных криволинейных деталей.

Для обработки труб и деталей цилиндрической формы диаметром более 300 мм экономически целесообразно применение TKF-104 или TKF-700. Как правило, трубы большого диаметра имеют значительные отклонения от ци-линдричности. При обработке таких труб на токарных станках с целью снятия кромки под сварку высота притупления может весьма существенно колебаться из-за биения обрабатываемой детали или инструмента, что, в свою очередь, приводит к браку сварного шва. Применение кромкорезов TKF исключает такую возможность. Кроме того, токарные станки, на которых можно обрабатывать трубы, очень дороги и есть далеко не на каждом предприятии.
Опыт применения

В этой области очень показателен опыт работы организаций, занимающихся монтажом и обслуживанием магистральных газопроводов и трубопроводов отопления. Для обработки фаски на трубах большого диаметра эти предприятия пользовались услугами сторонних организаций, имеющих токарные станки для обработки деталей диаметром свыше 1500 мм. Естественно, услуги сторонних организаций были очень дорогими и приводили к необходимости оплачивать транспортировку массивных заготовок для обработки кромок. Некоторые из этих организаций приобрели кромкорезы TKF-104 и стали обрабатывать свои трубы непосредственно на месте монтажа. Полная окупаемость этого проекта для первого кромкореза составила 2,5 месяца, а для второго — менее двух месяцев. На заводе «Волгодонскатоммаш» кромкорезы TKF-104 используют для обработки изделий из труб, в том числе и со сложной геометрией спряжения. Раньше такую фаску приходилось снимать на копировально-фрезерном станке, что требовало изготовления сложной специальной оснастки и неоправданно увеличивало стоимость деталей. Внедрение TKF-104 позволило снизить стоимость изготовления такого типа изделий более чем на 15%.

В последнее время определенное распространение получили электрические кромкофрезерные машины. Их производят многие фирмы, но конструкция этих машин практически одинакова — электродвигатель напрямую связан с насадной фрезой, оснащенной четырехгранными сменными режущими пластинами. Из достоинств кромкофрезерных машин нужно отметить два основных: большую, чем у кромкорезов TKF, максимальную высоту фаски hS и низкую шероховатость обработанной поверхности. Очевидными недостатками кромкофрезерных машин являются возможность применения их только для прямолинейных деталей (или деталей с небольшой кривизной кромки) и высокая себестоимость метра обработанной кромки. Четырехгранные пластины, применяемые во фрезерных машинах, стоят примерно 320–350 рублей за одну пластину (фреза оснащена 12 пластинами). Рекомендованная глубина фрезерования за один проход — 4 мм. Опыт эксплуатации фрезерных машин различных производителей на нескольких предприятиях позволил произвести расчеты стоимости одного метра кромки, обработанного с помощью кромкофрезерной машины, и сравнить ее со стоимостью одного метра кромки, обработанного с помощью кромко-резов TKF-104 или TKF-1500.

Таблица 2 и построенный на ее основе график (рис. 2) отражают экономическую эффективность использования кромкорезов серии TKF для разделки кромок под сварку.

Как видно из графика (рис. 2), стоимость обработки кромки с помощью ручных кромкофрезерных машин значительно дороже, чем обработки машинами TKF. Расчеты произведены для разных высот hS и углов фаски b на листовой стали 09Г2С с пределом прочности 350 Н/кв. мм.
Спорное преимущество

Спорным преимуществом кромко-фрезерных машин является то, что они дают более чистую поверхность кромки. За всю трехлетнюю историю внедрения кромкорезов TKF высокая чистота кромки потребовалась только объединению «Ижорский завод» при обработке заготовок из нержавеющей стали. Однако обработка этого материала с помощью кромкофрезерной машины обходилась очень дорого, так как максимальная глубина фрезерования за один проход не превышала 1,5 мм. Для того чтобы получить нужную кромку, приходилось делать до 7 проходов. Технологи завода применили следующее технологическое решение: сначала с помощью кромкореза TKF-1500 Plus за один проход снималась фаска с припуском 0,5–0,8 мм под чистовую обработку, затем с помощью кромкофрезерной машины производилась чистовая обработка фаски. Во всех остальных случаях качество поверхности фаски после обработки кромкорезом Trumpf достаточно для технологического процесса сварки. При этом стоимость кромко-фрезерной машины практически равна стоимости кромкореза фирмы Trumpf.

При первом знакомстве с кромкоре-зами TKF при демонстрации их на заводе или на выставках многие потенциальные пользователи обращают внимание на большую массу кромкоре-зов TKF-1500 и TKF-104, считая это определенным недостатком. Однако применение балансиров, как это сделали «Катерпиллар-Тосно» и ЦПРП «Лен-энерго», позволяет не только снять эту проблему, но и повысить производительность труда.
Кадровый вопрос

Еще одна проблема, которая волнует многих руководителей рассматривающих вопрос о внедрении кромкорезов TKF, это отсутствие квалифицированных кадров, которым можно было бы доверить столь дорогую технику. К сожалению, эта проблема касается многих российских предприятий, в том числе и таких крупных предприятий с высококвалифицированными кадрами, как «Катерпиллар-Тосно» и Ленинградский Металлический завод.

Решается эта проблема двумя параллельными действиями: с одной стороны, это усилия менеджеров предприятий по поиску в своем трудовом коллективе соответствующих специалистов (таких какбригадир, сменный мастер или мастерцеха), с другой — обучение этих специалистов представителями фирмы Trumpf.Опыт по внедрению инструмента Trumpf показывает, что при соответствующемподходе и заинтересованности технических менеджеров предприятий кадровые вопросы решаются быстро и качественно. Процесс обучения не занимаетмного времени, однако он очень важен идолжен проводится представителямифирмы Trumpf, так как они знают и постоянно обобщают ошибки использования своей продукции на всех предприятиях, где она используется. Такое обучение позволяет избежать повторениячужих ошибок.