Как варить металлоконструкции?

Требования к сварке

Перед тем, как варить конструкцию из металла, необходимо ознакомиться с технологическими особенностями процесса, тогда конструкция получится прочной, долговечной, а риск ее деформации – нулевым.

Для получения качественных сварных швов нужно учитывать следующие требования:

• зазор между свариваемыми деталями – необходим при сварке изделий простой геометрии без применения кондуктора, а также для выполнения сложных швов с кондуктором. Для прочности соединения зазор должен соответствовать допустимой норме;
• строгое соответствие деталей по виду/размеру конструкторской документации – позволит сохранить функциональные возможности изделия;
• строгое соответствие установленной детали своему местоположению, согласно карте – особенно важное требование при работе с ответственными металлоконструкциями;
• нижнее расположение конструкции является преимущественным при наложении швов – это обеспечит сварщика безопасными условиями работы;
• при ручной дуговой сварке корневые слои шва важно накладывать электродами с диаметром, не более 3-4 мм;
• применение специальных инструментов/кондуктора при варке угловых соединений – во избежание перекоса, углы между плоскостями должны соответствовать проекту, иначе возможно нарушение целостности механизма, потеря функциональности;
• соблюдение стабильного режима (разброс значений тока/напряжения не должен превышать 5%) – это даст конструкции минимальные усадочные напряжения и деформации;
• проведение технологической пробы – прежде чем приступать к основной работе, важно сварить тестовый образец в условиях, полностью совпадающих с условиями варки конструкций на месте производства, и провести его механические испытания;

Технологическую пробу также важно проводить при выполнении сварки ответственных конструкций с применением новых марок сталей или новых расходников, условия производства контрольного образца должны быть идентичны реальным условиям работы, это позволит сварщику исключить возможные ошибки, риски.

Приведенные выше требования рекомендуется учитывать перед непосредственным выполнением сварочных работ, а также на этапе сборки деталей в целостную конструкцию.

Чтобы стандартизировать все сварные соединения, обеспечив им необходимые требования прочности, их классифицировали по следующим признакам:

• толщина соединяемых элементов – тонкостенные/толстостенные;
• материал свариваемых элементов – сталь, алюминий, титан, медь и т.д.;
• целевое назначение металлоконструкции – строительные, авиационные, вагонные, судовые и прочие;
• способ получения заготовки – литье, штамповка, профильный металлопрокат.

Рекомендации по каждому сварному соединению указываются в технологической карте/чертежах проекта. Требования по сварке ответственных конструкций, прописаны в нормативных документах:

• металлоконструкции сварные, применяемые в строительстве – ГОСТ 27772, СНИП II 23-81;
• ручная сварка – ГОСТа 5264-80;
• сварка в защитном газе — ГОСТа 14771-76.

Подготовка к сварке

Сначала нужно подготовить детали в соответствии с технологической картой. Общие этапы подготовки:

• нарезка стандартного металлопроката (листовой металл, трубы, швеллеры, уголки), согласно чертежу;
• обработка кромок: по периметру детали снимают фаски под углом 45 градусов, углы притупляют;
• в необходимых местах сверлят отверстия;
• места соединения очищаются: с поверхности металла удаляется масло, грязь, краска, ржавчина.

Качественная сборка металлоконструкций напрямую зависит от грамотного составления чертежей, поэтому работа над любой металлоконструкцией начинается с проектирования, создания рабочего чертежа с указанием на нем требований к деталям, способу соединения.

Сначала разрабатываются чертежи конструкции общего вида, а итоговым документом считается детализированный чертеж конструкции, в состав которого входят все чертежи каждой детали, участвующей в этом виде соединения.

Для чего нужна технологическая карта?

Технологическая карта выполняет роль инструкции, по которой сварщик, работая в определенной последовательности, может изготовить деталь любой сложности.

В этом документе подробно расписана технология сварки металлоконструкций, ее этапы, произведены необходимые расчеты, выбраны оптимальные параметры соединений, правила контроля получившихся сварных соединений, способы фиксации элементов конструкции, данные сварочных параметров, допустимые отклонения качественных показателей.

Единого образца технологической карты не существует, она разрабатывается, исходя из типа и сложности изготавливаемой металлоконструкции, оборудования, технического задания, бюджета, иных факторов.

В технологической карте также оговариваются меры безопасности, с которыми сварщик обязан ознакомиться перед началом работы, чтобы следовать рекомендациям.

Технология сварки металлических конструкций

В основе всех современных способов сварки лежит классическая технология, которая позволяет использовать рациональные типы сечений в металлоконструкциях для снижения показателей металлоемкости в несколько раз, по сравнению с применением иных технологий.

Сегодня наибольшее распространение получили автоматическая, полуавтоматическая и ручная технологии.

Автоматическая

Процесс сварки полностью механизирован, ведется без задействования ручного труда. Сварочный аппарат производит работу автономно, в соответствии с заданными настройками режима функционирования с учетом конкретного вида выполняемой операции.

Плавка металла происходит за счет высокотемпературной электрической дуги. По направлению шва размещается проволока и флюсовая смесь, расплавляемые под воздействием пламени горелки. По завершении работы на шве остается слой флюсовой смеси (шлака), которая удаляется механической обработкой.

В отличие от полуавтоматической сварки, в которой активно участвует сварщик, автоматическая не предполагает участия специалиста в процессе, направление движения и скорость перемещения электрода регулируется автоматом.

Преимущества автоматической сварки:

• высокое качество шва – сварное соединение имеет большую прочность по сравнению с соединением, получаемым другими методами;
• высокая скорость работ – сварочная ванна имеет оптимальную величину, а электрическая дуга поджигается быстрее, от этого увеличивается производительность;
• экономия основного металла – происходит из-за отсутствия металлических брызг;
• экономия флюса – автомат использует меньшее количество флюса, качество шва сохраняется, так как положительный эффект достигается за счет отличного сцепления свариваемых металлов;
• минимальное образование оксидной пленки – благодаря флюсу, сварочная ванна защищена от окисления, не нужно использовать иные защитные приспособления для заготовок;
• эстетичность – ровное пламя электрической дуги дает красивый, ровный шов с мелкочешуйчатой структурой;
• устойчивое соединение деталей – достигается за счет интенсивного охлаждения шва по окончании процесса.

К недостаткам технологии можно отнести высокую стоимость, жесткие требования к фиксации заготовок, возможность применения только на предприятиях.

Полуавтоматическая

При сварке в полуавтоматическом режиме сварные швы формируются вручную, а электроды подаются автоматом. Технология подходит для обработки различных металлов – алюминия, углеродистых и низкоуглеродистых сталей, их сплавов, никеля, меди, магния.

Достоинства полуавтоматической сварки:

• высокое качество шва;
• простота работы;
• относительно невысокий нагрев областей, граничащих с местом соединения.

В зависимости от материала свариваемых заготовок, в полуавтоматической сварке применяются разные виды газов. От того, какой защитный газ используется, зависит форма и характеристики шва, скорость плавления, разбрызгивание металла, глубина проникновения дуги.

Скорость перемещения горелки в соответствии со скоростью подачи присадочной проволоки и напряжением дуги контролирует сварщик, от его опыта зависит форма и качество шва.

Ручная

При ручной сварке специалист контролирует все действия вручную: от подачи электрода до формирования самого соединения. Ручным методом можно проводить пайку газосварочным устройством, электродуговую сварку или под флюсом.

Ручной метод наиболее доступен для работы в домашних условиях. Для этого понадобится стандартный набор оборудования и расходных материалов: болгарка, дрель, отрезные/зачистные диски, инструмент для отбивания шлака, корщетка, сварочный аппарат, электроды, защитная маска со светофильтром, краги или рукавицы.

Сварка решетчатых конструкций

Решетка/ферма – это сваренные между собой в плоскую или объемную форму стержни арматуры. В зависимости от расположения стержней, решетка может состоять из сегментов разной формы (треугольник, трапеция, сегмент).

Соединение стержней должно быть таким, чтобы они испытывали только воздействия на растяжение или сжатие. Элементы металлоконструкций выполняют из уголков, швеллеров и двутавров.

При изготовлении ферм большое значение имеет последовательность: сварку узлов фермы ведут от середины к их краям, вначале выполняют стыковые швы, а затем угловые. Напряжение в узлах будет минимальным, если сварку вести от середины к краям.

Сварка балок

Сварка балок позволяет возведение конструкций высотой несколько метров, в которых толстые широкие пояса сочетаются с высокими тонкими стенками, что позволяет снижать затраты на металл и делает возводимые конструкции более экономичными.

Чаще других применяется сварка балок двутаврового сечения, поскольку у них есть много преимуществ:

• минимизация отходов;
• снижение веса конструкций, уменьшение давления на фундамент;
• возможность применения в быстровозводимых конструкциях;
• повышение способности выдерживать статические и динамические нагрузки.

Технология сварки балочных конструкций должна обеспечивать прочность, плотность, жесткость и подобные требования. В качестве подготовки необходимо осуществить расчет на жесткость и прочность.

Заказать услугу сварки металлоконструкций, узнать стоимость вы можете по телефону в Санкт-Петербурге: +7 (812) 209-54-04, либо оставить заявку на нашем сайте. Наши менеджеры оперативно свяжутся с вами, уточнят детали, рассчитают смету.