Návrh zváraného rámu s ohľadom na deformácie

Zvar je malý odliatok, ktorý tuhne pripútaný k niečomu chladnejšiemu a tuhšiemu, než je sám. Pri chladnutí sa chce stiahnuť, okolitá oceľ mu to nedovolí a rozdiel sa uloží ako zvyškové napätie a vyplatí ako pohyb. Každý problém s deformáciou zváraného rámu je verziou tejto vety.

Pohyb prichádza v troch smeroch a oplatí sa ich pomenovať, pretože lieky sú rôzne. Priečne zmrštenie ťahá spoj naprieč zvarom. Pozdĺžne zmrštenie skracuje prút pozdĺž zvaru a ak zvar leží mimo neutrálnej osi, ohýba ho. Uhlová deformácia zatvára spoj okolo koreňa, pretože kútový zvar aj V-zvar ukladajú viac kovu hore než dole a horná časť sa teda zmrští viac.

Konštruktér rozhoduje o viac než zvárač

Kým sa rám dostane do dielne, väčšina jeho deformačného správania je už daná. Toto sú rozhodnutia, na ktorých záleží, zhruba podľa účinku.

• Veľkosť zvaru. Najúčinnejšia páka a zároveň tá, ktorá sa najčastejšie stanovuje ľahkovážne. Objem kútového zvaru rastie s druhou mocninou odvesny, takže zvar 6 mm ukladá asi dva a štvrť krát toľko kovu ako zvar 4 mm, úmerne sa zmršťuje, úmerne stojí a úmerne ohrieva diel. Zvar dimenzovaný na zaťaženie, nie na zvyk, je najlacnejšie riadenie deformácií.
• Symetria voči neutrálnej osi. Dva zvary vyvážené po oboch stranách osi ťahajú proti sebe; jeden zvar na jednej strane prút prehne. Kde spoj symetrický byť nemôže, počítajte s prehnutím a buď ho predpätím predvídajte, alebo ho potom obrobte.
• Súvislý verzus prerušovaný. Súvislý kútový zvar na dlhom, málo zaťaženom spoji vnáša teplo a zmrštenie, ktoré spoj nikdy nepotreboval. Prerušované zvary, kde to zaťaženie a korózne prostredie dovolia, znižujú oboje.
• Tuhosť prierezu. Uzavretý skriňový prierez odoláva zmršteniu, ktoré obsahuje, oveľa lepšie než otvorený U profil rovnakej hmotnosti. Uzavrieť prierez skoro v poradí montáže často nič nestojí a odstráni celú triedu pohybu.
• Kde sú funkčné plochy. Plocha, ktorá musí byť rovná, a plocha, ktorá musí byť blízko zvaru, sú v rozpore. Povedzte, ktoré plochy sú funkčné, a zvary umiestnite inam.

Čo riadi dielňa

Výrobca vlastní poradie zvárania a dobré poradie zmôže veľa: vyvažovanie zvarov po oboch stranách osi počas montáže, spätný krok a preskakované zvary na dlhých spojoch, zváranie od stredu von a prípravky, ktoré držia bez prílišného zovretia, pretože tuho zovretý spoj sa nedeformuje, ale napätie si uloží, a pohne sa, keď sa upínky uvoľnia.

Robotické zváranie tu pomáha spôsobom, ktorý nie je zrejmý: hodnota nie je rýchlosť, ale opakovateľnosť. Rovnaký tepelný príkon v rovnakom poradí znamená, že deformácia je na každom kuse rovnaká, a na deformáciu, ktorá je vždy rovnaká, sa dá predpätím pripraviť, čo pri premenlivej nejde.

Kedy prestať bojovať a obrobiť

Pri funkčnej ploche na ráme stroja existuje bod, kde poradie a prípravky prestávajú byť hospodárnou odpoveďou a poctivá odpoveď je rám zvariť, nechať ho ustáliť a plochu potom obrobiť. To je bežná cesta rámov, ktoré opúšťajú túto halu: zvariť, ak to výkres žiada vyžíhať, a potom vyvŕtať a ofrézovať na vodorovnej vyvrtávačke na jedno upnutie, aby dosadacie plochy a diery zdieľali jednu základňu.

Najužitočnejšie, čo výkres môže urobiť, je oddeliť dva druhy rozmerov. Označte tie dva či tri, ktoré sú funkčné, a dajte im skutočné hodnoty; zvyšok nechajte na všeobecnú triedu tolerancií. Rám so sprísneným každým rozmerom nie je presnejší, len drahší, a zakrýva, na ktorých rozmeroch naozaj záležalo.