Узлы по сварке швеллеров

За счет П-образного профиля швеллеры обладают высокими прочностными характеристиками при небольшом расходе металла. Поэтому их широко применяют для сборки несущих конструкций различного назначения.

Технология сваривания выбирается независимо от способа изготовления (швеллеры сварные, горячекатаные, гнутые).

Прочность создаваемой конструкции зависит от того, насколько надежно выполнена сварка швеллера с другими элементами.

Методы сварки

Способ сварки выбирают в зависимости от назначения создаваемой конструкции. При этом учитывают, что в зоне шва прочность уменьшается до 10%.

Электродуговая сварка

Эта техника сваривания применяется чаще других, так как позволяет проводить монтаж в труднодоступных и неудобных местах. Соединять небольшие перемычки можно обычными электродами, но для сборки узловых элементов применяют марку УОНИ. Однако из-за их специфики для работы нужен опыт. Поэтому новичкам предварительно полезно попрактиковаться на ненужных обрезках.

Приступая к работе, поверхности, примыкающие к стыку, очищают от грязи и ржавчины. Электроды подсушивают, так как качество шва зависит от влажности покрытия. Работа проводится постоянным током обратной полярности короткой дугой. Выполнение электродуговой сварки запрещено при температуре ниже -40°C.

Газовая сварка

Этот способ практически не применяется для сваривания швеллеров, так как сопровождается нагревом большой площади возле стыка. В результате увеличивается зона с пониженной прочностью на свариваемых балках. Помимо этого в металле возникают внутренние напряжения, приводящие к деформации конструкции. Газовую горелку применяют для устранения дефектов, нарезки заготовок и подготовки кромок.

Варианты сварки швеллеров

В зависимости от требований и условий монтажа соединение швеллеров выполняется встык, внутрь, накладками, со смещением.

Способы стыковки швеллеров

Сварка встык

Этот вариант применяют для создания швов, к которым не предъявляются повышенные требования по прочности. Сварку швеллеров встык выполняют с обеих сторон. Если накладывается односторонний шов его корень нужно подварить. При толщине полок 6 — 12 мм кромки разделывают под углом 30°. На более толстом металле угол делают тупым с V или X-образным профилем.

  Сварка плавлением

Для сварки швеллеров между собой их устанавливают горизонтально с зазором не больше 3 мм. Для точного совмещения применяют центратор, затем фиксируют прихватками с шагом 4 см. Сварку швеллера встык ведут от середины к краям. Однако такое соединение ненадежно. Поэтому когда наращивание балки закончено, ее необходимо усилить накладками.

Сварка при помощи накладок

Метод обеспечивает прочность соединения немногим уступающий монолиту. Перед сваркой двух швеллеров их допускается располагать с зазором до 8 мм. Накладку размещают на стороне шва.

Ее длина должна быть в 5 раз больше ширины профиля, а толщина не меньше чем у стенок. Накладку проваривают с двух сторон, не прилегающих к боковым полкам. Оставшиеся зазоры заполняют антикоррозийным материалом.

При установке накладок с обеих сторон, наружная делается длиннее внутренней.

Сварка швеллеров при помощи накладок

Соединение внутрь

Для создания усиленных балок швеллеры попарно сваривают в коробочки, соединяя боковые полки между собой. Технология аналогична стыковому методу, но выполняется с минимальным зазором или без него. Швеллеры устанавливают горизонтально и скрепляют струбцинами. Соединение начинают с середины, продвигаясь к концам. Шов нельзя зачищать болгаркой, так как это снижает его прочность.

Сборка коробочки возможна только в нижнем положении, когда швеллеры размещены горизонтально. Если это условие невыполнимо соединение выполняют стыковым швом усиленным накладками.

Сварка швеллеров в коробочку

Смещенное соединение

Метод применяется для соединения швеллеров между собой, если они разного размера. Работа выполняется бригадой сварщиков. Сначала соединяют стыки с толстым металлом. Сварку встык проводят по стандартной схеме.

Угловые соединения выполняются одновременно двумя сварщиками, ведущими швы от краев к середине.

Продольные стыки не доваривают до края балки на ширину профиля из низкоуглеродистой стали, на легированных размер увеличивается вдвое.

Требования, предъявляемые к сварке швеллеров

Для создания прочной конструкции сварные соединения должны выполняться в соответствии со следующими требованиями:

• сначала сваривают полки, затем более тонкие элементы;
• недопустимо сваривание внутренних углов профиля, поскольку это снижает прочность балки;
• между торцами должен быть зазор 2 — 3 мм, чтобы не пришлось счищать «горку» со шва, что приводит к снижению его надежности;
• легкие конструкции, не подверженные значительным нагрузкам в процессе эксплуатации, можно собирать двухсторонней сваркой встык;
• недопустимо появление на стыках горизонтальных и вертикальных изломов.

  Как варить нержавейку полуавтоматом

Независимо от метода соединения последовательность работ должна соответствовать ГОСТ. Если там указано, что разделка кромок проводится после очистки, это нужно неукоснительно выполнять. Кроме этого в документе указаны требования к материалу швеллеров, которые необходимы при расчете конструкции.

Сварка швеллеров: способы стыковки, как варить швеллера

Сварка швеллеров: виды и способы, как варить швеллера

Швеллер — это популярный на сегодняшнее время металлопрокат, который используется для строительства всевозможных конструкций. Для соединения швеллеров чаще всего применяется сварка, поскольку именно она способна обеспечить требуемую надежность металлоконструкции. Однако, при несоблюдении технологии сварки швеллеров, может произойти её ослабление.

Именно по этой причине к сварке швеллера предъявляются особые требования. В данной статье сайта про ММА сварку mmasvarka.ru будет рассмотрена технология сварки швеллеров, которая включает в себя различные нюансы, например, виды стыковки, алгоритмы осуществления сварочных работ, а также другие нюансы.

Виды стыковки швеллеров

От того, каким именно видом будет осуществлена стыковка швеллеров, всецело зависит прочность и надежность металлоконструкций. Всего различается пять видов стыковки:

• Стыковка швеллеров, когда их полки обращены вовнутрь;
• Смещенное размещение полок;
• Перпендикулярное и диагональное размещение;
• Стыковка швеллера с расположением полок наружу. В данном случае образуется такой металлопрокат, как двутавр.

Выбор того или иного вида стыковки швеллеров зависит от многих особенностей конструкции, а также, от условий проведения сварочных работ.

Как правило, определиться с выбором какого-то конкретного вида, позволяют следующие моменты:

• Как именно будет происходить наложение сварочных швов;
• Общая нагрузка на металлоконструкцию и её требуемая устойчивость;
• Протяженность сварочного шва и его другие особенности.

Итак, разобравшись с видами стыковки швеллеров, можно перейти непосредственно к способам сварки этого популярного и востребованного металлопроката на сегодняшнее время.

Сварка швеллеров: электроды и способы соединения

Соединение швеллеров может быть осуществлено как газовой сваркой, так и электросваркой. Что касается ручной дуговой сварки, то для соединения такого металлопроката как швеллер, следует отдавать предпочтение только качественным и проверенным временем электродам. Одними из таких, являются электроды УОНИ, которые как раз и предназначены для сварки серьезных металлоконструкций.

Когда осуществляется сварка швеллеров электродами УОНИ, следует учитывать такие особенности проведения работ:

• Рекомендуется варить швеллера внахлёст;
• Перед использованием электродов УОНИ, их рекомендуется прокалить перед работой в специальной печи, не менее одного часа при температуре в +250 градусов;
• Варить швеллера без маломальского опыта не рекомендуется;
• Обязательно нужно надлежащим способом подготовить место соединения швеллера, очистить его от грязи и ржавчины;
• Для сварки швеллеров необходимо выдерживать короткую дугу средней мощности, а варить швеллер, лучше всего используя для этих целей сварку на постоянном токе и с обратной последовательностью.

Также следует понимать, что металлоконструкция из швеллеров, сваренная электродами УОНИ не должна подвергаться в процессе эксплуатации температурам ниже сорока градусов.

Способы сварки швеллеров между собой

Рассмотрим самые популярные способы сварки швеллеров между собой. Ну а те начинающие сварщики, кого интересует вопрос, в чем отличие электродов УОНИ от МР-3, могут получить информацию в предыдущей статье на канале. Самыми ходовыми способами соединения швеллеров между собой, являются: сварка встык, с накладками, внутрь, смещённое соединение.

Сварка швеллера встык — данный способ используется преимущественно для конструкций, которые не будут подвергаться чрезмерным нагрузкам в процессе эксплуатации. Способ соединения швеллера встык, предполагает хорошую толщину провара с тыльной или лицевой стороны швеллера.

Сварка швеллера с накладками — для этих целей используется специальная накладка из металла, которая располагается с той же стороны, что и сварочный шов. При этом между двумя швеллерами делается минимальный зазор в 5-8 мм.

Соединение швеллера вовнутрь — прибегают к данному способу соединения швеллеров, как правило, в том случае, если нужно собрать усиленную пустотелую балку. Сварочный шов выполняется согласно ГОСТу, с образованием небольшого зазора или же с разделением кромок.

Смещённое соединение швеллера — наиболее сложный способ, для осуществления которого требуется сразу два электросварщика.

Сварка швеллера

На скорость и качество сварки горячекатаного швеллера влияет тип используемого оборудования и метод сварки.

Прочность сварного шва в среднем на 10% меньше, поэтому для уменьшения площади накаливания используют электродуговую сварку. Использовать же газовую сварку запрещается, так как в процессе газовой сварки нагревается не только место шва, но и большая площадь металла вокруг него. Из-за этого снижается прочность металла и возникают внутренние напряжения, приводящие к разрушению конструкции.

Небольшие перемычки и неответственные участки можно сваривать различными электродами, например, ОК 63.34 или ЦЛ 11. Но для сварки узловых высоконагруженных элементов используют электроды УОНИ 13/55У. Эти электроды созданы специально для варки горячекатаного металла большой толщины и массы.

Перед началом сварки тщательно обработайте металл — с помощью болгарки или другого абразивного инструмента удалите грязь, краску и ржавчину со свариваемых участков. Сами электроды желательно прокалить в электропечи — данная манипуляция облегчает процесс сварки металла. Режим работы сварочного аппарата — постоянный ток, полярность — обратная. Сварку производите короткой дугой.

Далее рассмотрим различные варианты сварки.

Сварка встык

Сварка швеллера встык применяется для соединения балок в зонах, где не требуется большая прочность. Сварка выполняется как с лицевой стороны швеллера, так и с внутренней. Разница лишь в том, что при сварке изнутри больше внимания уделяется на проварку каждого участка. При варке только с одной из сторон дополнительно подваривают корень шва.

Если швеллер имеет толщину металла более 6 мм, необходимо разделать кромки. То есть удалить часть металла, чтобы получившиеся пространство заполнилось металлом. 

Оптимальный угол разделки при толщине швеллера не более 12 миллиметров — 30 градусов, а тип разделки — V или X-образный. При большей толщине швеллера угол разделки стремится к 60 градусам, а предпочитаемый тип разделки — X или U-образный.

Этапы.

1. Присоедините два швеллера друг к другу. Соединение двух элементов должно быть точным, поэтому не полагайтесь на глазок, а используйте линейки, уровень или другой инструмент для центрирования. Зазор между швеллерами — не более 3 миллиметров. 
2. Для фиксации двух элементов на время сварки создайте временную прихватку. Для этого определите несколько сварных точек на всем протяжении шва и приварите металл друг к другу. Рекомендуемый шаг прихвата — 40 мм.
3. Начинайте основную сварку от середины швеллера и двигайтесь к их краям.
4. По окончании сварки дайте шву остыть. Затем зачистите шов абразивным инструментом, нанесите антикоррозийное покрытие и грунтовку.

Сварка встык с применением накладок

Это более надежная разновидность классической сварки встык. Допустимый зазор между швеллерами при сварке с накладками — 8 миллиметров. Сама накладка размещается со стороны сварного шва, но при необходимости вторую накладку размещают и с противоположной стороны. В этом случае наружная накладка делается длиннее внутренней.

Толщина накладки равна толщине швеллера, но может быть и больше.

Этапы.

1. Соедините два швеллера по алгоритму, который описан для сварки встык.
2. Зачистите шов, чтобы он сравнялся с полотном металла и получилась ровная плоскость. Для этого используйте абразивный круг или шлифмашинку.
3. Расположите накладку ровно по центру шва. Ее длина должна быть минимум в пять раз больше ширины самого швеллера.
4. Приварите накладку с двух сторон от шва, а оставшиеся зазоры заполните антикоррозийным материалом.
5. При необходимости приварите накладку и с другой стороны шва. В этом случае ее длина будет в 1,5 раза больше.

Соединение внутрь

В частном строительстве, например, при обвязке фундамента швеллером (подробнее читайте здесь), сварка внутрь применяется гораздо реже. Обычно этот метод используют для создания усиленных балок. Для этого боковые полки швеллеров сваривают попарно между собой.

Технология аналогична стыковому методу, однако может выполняться с минимальным зазором или даже без него. Метод требует немалой сноровки, так как сварка возможна только в нижнем положении, когда швеллеры размещены горизонтально. Если сохранить швеллеры неподвижно в таком положении невозможно, сварку выполняют стыковым методом с помощью накладок.

Этапы.

1. Установите швеллеры горизонтально на ровную площадку полками напротив друг друга.
2. Скрепите оба конца получившейся балки струбцинами. Если заводских струбцин нет в наличии, замените их самодельными хомутами.
3. Сварку начинайте с середины конструкции, постепенно смещаясь к краям балки. Если швеллер имеет большую длину, дополнительно используйте метод прихвата с шагом 4-6 см.
4. По окончании сварки зачистите шов абразивным инструментом, но не используйте болгарку — ее применение приведет к ослаблению шва.

Мы рассказали об основных методах сварки балок швеллера между собой, которые сможет выполнить один человек на стандартном сварочном оборудовании. Другие методы сварки предполагают работу целой бригады сварщиков, соблюдение специальных условий, а также наличие дорогого сварочного оборудования.

Сварной швеллер своими руками: технология и особенности

Швеллер – один из главных элементов из которых состоит металлоконструкция. Для формирования нужной структуры каркаса требуется сварка швеллеров. Сварной узел имеет хорошую надежность, но любые нарушения в технологии сварки могут привести к ослаблению всей конструкции. В связи с этим сварка является самым сложным и контролируемым этапом при производстве металлоконструкций.

Используемые технологии

Существует несколько технологий, подходящих для качественной сварки швеллеров. Но мы расскажем о самой, на наш взгляд, удобной и часто используемой.

Электродуговая сварка

Электродуговая технология — неоспоримый лидер. А все потому, что производители предлагают большой ассортимент электродов для работы с самыми разнообразными типами металлов. К тому же, электродуговая сварка может осуществляться в самых труднодоступных местах, в том числе на высоте. Конечно при условии, что сварочный аппарат компактный и его можно повесить на плечо.

Виды стыковки швеллеров

Выбор соединения прямо пропорционально зависит от размеров конструкции и действующих на нее сил.

Различают следующие варианты взаимного расположения швеллеров:

• полки швеллеров обращены внутрь;
• полки швеллеров обращены наружу (образует двутавр);
• смешанное расположение полок;
• полки швеллера перпендикулярны плоскости каркаса;
• диагональное размещение (размещение «стоя» или «лежа).

Выбор определенного варианта связан с:

• условиями наложения шва;
• протяженности места сваривания и количества задействованных рабочих для его наложения;
• вида сил и мест их воздействия;
• типа и габаритных размеров швеллера;
• требуемой расчетной устойчивостью и полной нагрузки на сооружение.

Распространенные соединения

Сварка встык

Сварка встык швеллера — любимое соединение всех новичков. Оно применяется для практики или для сварки неответственных конструкций. Может выполняться как с лицевой, так и с внутренней стороны. Но при сварке с внутренней стороны нужно следить, чтобы не было непроваров. Также шов можно сформировать только с одной стороны, но при этом необходимо подваривать корень шва.

Если толщина стенок швеллера превышает 6 миллиметров, то необходимо разделать кромки. Разделка может быть V или X-образной. Оптимальный угол — 30 градусов, если толщина не более 12 миллиметров.

Приступим к сварке. Для начала состыкуйте два швеллера стенками друг к другу. Стыковка должна быть максимально точной, лучше делать ее не на глаз, а с помощью специального центратора.

Зазор между двумя швеллерами не должен превышать 3 миллиметров. Чтобы заготовки не расходились в разные стороны во время сварки нужно сделать временную прихватку.

Прихватка приваривается к обеим деталям с помощью сварных точек.

Шов необходимо вести от середины швеллеров к краям. Примите к сведению, что такое соединение не очень надежное. Чтобы его усилить можно использовать накладки. Далее мы поговорим об этом подробнее.

Сварка с применением накладок

Сварка швеллеров с накладками уже надежнее, чем обычная сварка встык. Это доказывает и тот факт, что зазор между швеллерами может доходить до 8 миллиметров.

Саму накладку нужно разместить со стороны сварного соединения. Накладка выбирается исходя из толщины и размера швеллеров. Чем больше и толще швеллера, тем прочнее должна быть накладка.

При сварке необходимо проварить две стороны накладки.

Теперь подробнее. Чтобы выбрать накладку нужно знать примерные размеры швеллеров, которые вы собираетесь варить. Мы рекомендуем делить длину швеллера на 5.

Так вы получите рекомендуемую длину накладки. Толщина накладки должна быть такая же, как и толщина швеллера. Всего должно быть две накладки. С внутренней, и с наружной стороны.

При этом наружная накладка должна быть длиннее, чем внутренняя.

Соединение внутрь

Иногда швеллера сваривают «полками» внутрь. Техника та же, что и при сварке встык, только зазора либо нет, либо он очень маленький. Сварку внутрь выполнить сложнее, чем встык. Так что такое соединение может стать следующим в вашей учебной практике.

Сварка выполняется следующим образом. Перед сваркой тщательно подготовьте металл. Не используйте болгарку, иначе соединение будет непрочным. Состыкуйте два швеллера горизонтально и симметрично. Закрепите их с помощью струбцин. Желательно сделать шов с разделкой кромок, но иногда допускается небольшой зазор. Сварка выполняется от середины швеллера к его краям.

Главный недостаток такого метода сварки швеллеров — необходимость работы в идеальных условиях. Вы не сможете выполнить сварку в труднодоступных местах. Чтобы шов получился качественным, нужно варить строго в горизонтальном нижнем положении. Если варить в других условиях, то вы просто нерационально потратите время, силы и комплектующие. Логичнее варить встык или с применением накладок.

В целом, такое соединение применяется нечасто. Но если у вас есть возможность варить в нижнем горизонтальном положении, и вы выбираете месту сваркой встык и сваркой внутрь, то рекомендуем выбрать второй вариант. Он все-таки более надежный.

Смещенное соединение

Смещенное соединение швеллеров — это сложная работа, которую выполняет целая команда из сварщиков. Такое соединение необходимо в случаях, когда нужно сварить разные конструкции из швеллеров, и при этом эти швеллера имеют разные размеры.

Сварку нужно начинать с тех мест, где швеллеры наиболее толстые. Необходимо комбинировать разные соединения: и встык, и угловые, и продольные. При этом каждое соединение будет иметь свои нюансы. Соединение встык выполняется просто и без проблем, а вот угловое должны выполнять два сварщика сразу. А при выполнении продольных швов нельзя формировать их до конца швеллера.

Требования, предъявляемые к сварке швеллеров

Для создания прочной конструкции сварные соединения должны выполняться в соответствии со следующими требованиями:

• сначала сваривают полки, затем более тонкие элементы;
• недопустимо сваривание внутренних углов профиля, поскольку это снижает прочность балки;
• между торцами должен быть зазор 2 — 3 мм, чтобы не пришлось счищать «горку» со шва, что приводит к снижению его надежности;
• легкие конструкции, не подверженные значительным нагрузкам в процессе эксплуатации, можно собирать двухсторонней сваркой встык;
• недопустимо появление на стыках горизонтальных и вертикальных изломов.

Примечание

Все соединения и методы, которые мы описали выше, подходят для сварки большинства конструкций, в которых используются швеллера. При этом вам не обязательно нужно использовать только один метод соединения.

Вы можете комбинировать, например, соединение встык и соединение с накладками в разных частях металлоконструкции. Самое главное — рассчитать все нагрузки.

Ведь порой в некоторых узлах соединение не должно быть «на века».

Но какой бы метод вы ни выбрали, всегда помните, что нужно соблюдать последовательность действий. Нельзя сначала разделывать кромки, а потом зачищать металл, после чего варить.

Все этапы должны быть выполнены в соответствии с технологией. Если в ГОСТах указано, что сначала выполняется очистка металла, а потом все остальное, то следуйте этим правилам. И вообще ГОСТы — это ваши лучшие друзья.

Ведь в них прописаны все особенности, которые нужно учитывать в работе.

Как мы уже писали выше, рекомендуется вести шов от середины швеллера к его краям. При этом сначала варят наиболее толстую часть швеллера. Чтобы лучше осознавать результат, который вы хотите получить после выполнения работ, воспринимайте сварное соединение как дефект. Да, именно так.

Ведь шов в любом случае ухудшает прочность всей конструкции, пусть и незначительно. Да, даже самое качественное соединение способно уменьшить прочность до 10%. Поэтому постарайтесь выполнить работу так, чтобы прочность уменьшалась лишь на пару процентов.

Так вы достигнете хорошего результата.

Что касается режима сварки, то это очень обширная и непростая тема. Силу тока и прочие параметры нужно выбирать исходя из толщины и типа металла. Если варите электросваркой, то следите за скорость формирования шва. Оптимальная скорость — 20 метров в час.

Методы сварки

Способ сварки выбирают в зависимости от назначения создаваемой конструкции. При этом учитывают, что в зоне шва прочность уменьшается до 10%.

Электродуговая сварка

Эта техника сваривания применяется чаще других, так как позволяет проводить монтаж в труднодоступных и неудобных местах. Соединять небольшие перемычки можно обычными электродами, но для сборки узловых элементов применяют марку УОНИ. Однако из-за их специфики для работы нужен опыт. Поэтому новичкам предварительно полезно попрактиковаться на ненужных обрезках.

Приступая к работе, поверхности, примыкающие к стыку, очищают от грязи и ржавчины. Электроды подсушивают, так как качество шва зависит от влажности покрытия. Работа проводится постоянным током обратной полярности короткой дугой. Выполнение электродуговой сварки запрещено при температуре ниже -40°C.

Газовая сварка

Этот способ практически не применяется для сваривания швеллеров, так как сопровождается нагревом большой площади возле стыка. В результате увеличивается зона с пониженной прочностью на свариваемых балках. Помимо этого в металле возникают внутренние напряжения, приводящие к деформации конструкции. Газовую горелку применяют для устранения дефектов, нарезки заготовок и подготовки кромок.

Самые распространенные металлоконструкции из швеллеров

Балки и возможные варианты их сваривания

Стыковое соединение между одинаковыми швеллерами. Накладные монтажные швы выполняются на тонком металле (1,2), а после на более толстом 3. Соединение используется для получения маломощных конструкций.. После выполнения стыковых соединений часто дополнительно применяют и угловой шов (4).

При этом продольные швы никогда не доводят до окончания балки на расстояние, которое зависит свариваемых металлов и ширины полки швеллера. Так для низкоуглеродистой стали это расстояние равняется ширине полки (В), а для легированных металлов — двум размерам полок (2В).

Для выполнения конструкций средней мощности используют такой вид соединения.

Данное соединение выполняется двумя сварщиками и используется для сваривания швеллеров с разными по толщине полками. Первый шов выполняется для более толстого металла (1). Стыковое соединение (3) проводится согласно правилам, а угловые соединения (4) необходимо проводить одновременно двумя сварщиками (от краев балки к середине).

При изготовлении более сложных металлоконструкций используются эти же методы сваривания. Вся конструкция разбивается на отдельные узловые соединения, в которых происходит сваривание швеллеров.

Монтаж конструкции всегда начинают от середины к краям и со швеллеров из более толстого металла, а после из более тонкого.

Близко друг к другу швы располагать не желательно, лучше использовать подкладки из металла и дополнительные усиления конструкции.

Соединение швеллеров требует определенной последовательности действий и точного плана выполнения монтажа. Важность каждого шва нельзя недооценивать, так как существует большой риск потери всех преимуществ использования швеллеров для прочности конструкций.

  Как собрать культиватор на мотоблок видео

Что общего у двутавра, швеллера и уголка?

Первое, что объединяет эти профили — это материал, из которого они производятся. Применяемая сталь бывает обычной углеродистой, качественной конструкционной, низколегированной.

Конструкционную сталь предпочитают использовать при горячекатаном производстве. Для профиля предназначенного работать в более суровых условиях используют низколегированную сталь.

Изделия из нее могут выдерживать температуру от -70 до +450 градусов и значительные механические нагрузки. Для защиты от ржавчины применяют нержавеющую, либо углеродистую оцинкованную сталь.

Легированную сталь для фасонного проката обычно не используют.

Вторая общая черта фасонного проката — способ производства. Его могут делать методом сварки, горячей и холодной прокатки. Помимо этого, фасонные профили получают путем сгибания заготовок. Каким образом был получен стальной профиль (сварным или гнутым) можно определить просто взглянув на него: у гнутых изделий угол будет скруглен, а у прокатанных он четкий.

Особенностью фасонного металлопроката является то, что из него самого ничего не делают. Это уже готовый продукт, который сразу идет в работу. В то время как плоский и сортовой прокат используют для производства других видов металлопроката.

Сварка с применением накладок

Этот способ позволяет создавать прочные швы. Используется при монтаже конструкций, предназначенных для эксплуатации при высоких нагрузках. Этапы:

• Отрезки швеллера сваривают торцами встык. Шов внутри профиля зачищают до плоской поверхности.
• Изготавливают накладку. Для нее применяют ту же сталь, которая использовалась при производстве П-образного проката. Толщина усиливающей накладки должна быть не менее толщины стенки швеллера. Существует несколько вариантов формы таких накладок. Один из них – многоугольник (6- или 8-угольник).
• Один многоугольник приваривают изнутри профиля, второй – на наружной стенке. Второй имеет несколько большую площадь, по сравнению с внутренним.
• Накладки проваривают по полному контуру.

Укрепление швеллерным профилем

В работе по усилению оконного или дверного проема в кирпичной стене используют:

• штроборез (инструмент в данных обстоятельствах очень полезный, но дорогой, однако его можно заменить перфоратором или угловой шлифмашинкой с алмазным кругом диаметром не менее 200 мм);
• перфоратор;
• сварочный аппарат;
• шпильки с гайками и широкими шайбами;
• гаечные ключи или гайковерт;
• разметочные приспособления.

Варианты укрепления проемов швеллерами.

На стену наносят контур будущего проема. Линия его верхней перекладины должна совпадать со швом кладки. В углах контура нужно высверлить сквозные отверстия, чтобы сделать точную разметку с другой стороны перегородки.

Способы соединения швеллеров

Существуют различные варианты, при которых осуществляется стыковка швеллеров. Осуществление выбора происходит в зависимости от требований к монтажу металлических изделий и условий, при которых он производится. Также следует выбрать оптимальный метод для стыковки швеллеров сваркой.

Наибольшее применение находит электродуговая сварка. Этот способ является нетрудным и давно апробированным. При использовании электродуговой сварки становится возможным монтаж деталей в местах, являющихся труднодоступными.

Газовая сварка такого широкого применения не находит вследствие того, что происходит нагрев большой площади, расположенной около шва. Однако, ее можно применить для подготовительных и вспомогательных операций, например, для кромок.

Сварка швеллеров без потери прочности соединения

Любое сварное соединение ослабляет конструкцию и отдельные его узлы.

Поэтому в строительстве для уменьшения сварных соединений при повышенных нагрузках на опорные балки несущих конструкций принято использовать швеллерный и двутавровый металлопрокат.

Сварка швеллера при монтаже несущих частей конструкции представляет особую важный этап, но часто вызывает затруднения и невозможность выполнить строгие правила сваривания (ГОСТ).

Общие сведения о швеллере

Стальной швеллер представляет собой металлическое изделие, которое имеет П-образный профиль сечения.

Данная конструкция позволяет при минимальном расходе материала, металла, получить высокие конструкционные характеристики.

Способы изготовления швеллеров (гибкой на специальном станке или методом горячего проката) не влияют на выбор техники сваривания при его соединении, а только на общие прочностные характеристики.

Основные преимущества швеллера направлены на усиление отдельных узлов конструкции и заключаются:

1. В возможности выдерживать большие осевые нагрузки.
2. В высоком сопротивлении на изгиб при центральной нагрузке.
3. В возможности соединения без использования сварки.

И так же эти же преимущества являются и недостатками при сваривании швеллеров.

В настоящее время выпускается пять видов швеллеров:

• специальные;
• с полками разной величины;
• равнополочные;
• с определенным уклоном полочных граней;
• с параллельными гранями полок.

Самой большой прочности соединения можно добиться при сваривании равнополочных швеллеров с параллельными гранями полок. Они и являются самыми востребованными в сфере строительства.

Трудности соединения швеллеров

Для сборных металлоконструкций швеллера хорошо себя зарекомендовали, но мельчайшие ошибки в их соединении вызывают критичное нарушение прочности всей конструкции. Каждое сварное соединение само по себе ослабляет прочность металлоконструкции на 5-7%, при том, что металл шва имеет более высокие прочностные характеристики, чем металл основной детали.

Проблема заключается в самой техники сваривания, в правильном предварительном разогреве металла и в опыте сварщика.

Неудобное положение при сборке некоторых узлов, а так же неправильно выбранные шов приводит к тому, что околошовная зона сваривания (зона не равномерного плавления) теряет до 20% своей прочности.

Это самые уязвимые места соединения и на каждый сварной шов их два, с двух сторон. ГОСТ предусматривает самые распространенные узловые соединения, но далеко не все.

Итог:

1. Всеми рекомендованными нормами по ГОСТу пренебрегать нельзя.
2. Сварка швеллеров по ГОСТу гораздо прочнее, даже при условиях дополнительного усиления конструкции.
3. Все дополнительные накладки после сварки между собой встык необходимо выполнять исключительно снаружи швеллеров.
4. Сварка во внутренних углах швеллера только ослабляет общую конструкцию, поэтому варить во внутренних углах, как и внутри самого швеллера, не желательно.
5. Сваривать можно не только по ГОСТу, так как это иногда неудобно, но и опираясь на рекомендации.

Электродуговая сварка

Особенности использования электродов и возможности подбора их по основным характеристикам делают электродуговую сварку самой предпочтительной для соединения швеллеров. Наиболее качественный шов получается при использовании электродов УОНИ, но есть некоторые особенности их использования.

Рекомендации:

1. Желательно выполнять соединения внахлест.
2. Работа с этими электродами требует опыта.
3. Перед началом работы электрод следует прокалить в специальной печи при температуре 250 0С в течение часа.
4. Металл должен быть тщательно подготовлен согласно ГОСТу.
5. Для сварки необходимо использовать короткую дугу средней мощности при обратной полярности.
6. Легче варить при прямой полярности, так как электрод горит медленнее, но тогда необходимо следить за сварочной ванной. Она не должна обогнать дугу.
7. При таком соединении обязательно необходимо проводить проверку на внутренние дефекты.

Непосредственно режим сварки и скорость выполнения шва зависит от выбранного вида соединения, но наиболее оптимальной при ручной сварке является 20 м/ч.

Газовая сварка

При соединении швеллеров чаще всего полностью отказываются от применения кислородно-газовой сварки.

Температура нагрева и большая зона нагрева, а соответственно и еще большая околошовная непрочная зона нагрева, не способствуют выбору данного способа соединения.

Негативное термическое влияние, а так же перегрев зоны шва, приводит к возникновению ненужного внутреннего напряжения металла и к сильной деформации общей конструкции (балки).

Сварка встык

Сварка встык швеллеров применяется при отсутствии повышенных требований к результату.

Процесс выполняется с каждой из сторон. Для того, чтобы осуществить сварку методом встык, детали устанавливают в горизонтальной плоскости таким образом, чтобы зазор между ними составлял не более трех миллиметров.

Использует центратор — устройство, используемое для точного совмещения деталей, и временные прихватки — для надежной фиксации соединения. Направление движения при сварке швеллеров встык — от середины стенок к краям.

Если шов делают только с одной стороны, то обязательной операцией при этом является подварка корня. Для надежности соединение усиливается накладками.

  Полировальная шлифмашина – эффективен ли инструмент 2 в 1?

Сварка с накладками

Сварка швеллеров между собой с использованием накладок позволяет получить монолитное соединение, обладающее очень высокой прочностью.

Перед началом процесса детали можно располагать с зазором до десяти миллиметров между собой. Накладку помещают с той стороны, где будет находиться шов. К наладке предъявляются специфичные требования: ее длина должна не менее, чем в пять раз превышать ширину профиля, а толщина не может быть меньше, чем у стенки швеллера.

Приваривание насадки делают с каждой из ее сторон, обеспечивая ее надежную фиксацию.

Как сваривать двутавровые балки

Стальные балки, имеющие в поперечном сечении форму двутавра, сконструированы для универсального применения в машиностроении и строительстве. При изучении характера напряжений, возникающих в нагружаемых изделиях, имеющих сплошное сечение, была выявлена неравномерность их распределения.

Были определены участки сечения деталей, имеющие наибольшие значения напряжения. В результате этого возникла идея создания изделия с такой формой сечения, где масса металла сконцентрирована в наиболее нагруженных участках. Так появилось двутавровое сечение.

Изготовление и применение

• Благодаря способности выдерживать большие нагрузки на изгиб в разных плоскостях, на сдвиг и кручение, стальные двутавровые балки составляют основу несущих конструкций быстровозводимых каркасных зданий и потолочных перекрытий.
• Внутрицеховые грузоподъемные механизмы (кран-балки и мостовые краны) перемещаются по направляющим, изготовленным из балок двутаврового сечения.
• Изготовление двутавровых балок осуществляется двумя способами:

• методом проката цельных отливок. Такие двутавровые балки называются горячекатаными;
• электродуговой сваркой предварительно раскроенных листовых заготовок, в результате чего получают сварную сборную двутавровую балку.

Горячекатаные двутавровые балки производятся на прокатных станах металлургических предприятий.

Такая технология позволяет получить цельное изделие, не содержащее швов и обладающее высокой прочностью.

Сборку и сварку двутавровой балки осуществляют на автоматических линиях. Такая балка незначительно уступает цельнокатаной по прочности, но может быть выполнена по специальному заказу, с учетом требований конкретного проекта.

Производство горячекатаной двутавровой балки осуществляется в соответствии с ГОСТ 26020-83, сварной двутавр производители выпускают по своим собственным техническим условиям (ТУ).

Технология производства

В типовом варианте, двутавровая балка получают из трех листовых заготовок: стенки и двух полок, привариваемых к её торцам под прямым углом. Изготовление осуществляется на специализированных сборочных линиях, настроенных на выпуск балки определенного размера.

Заготовки перемещаются на специальных катках и предварительно закрепляются в нужном положении зажимными устройствами, оснащенными гидравлическим или пневматическим приводом.

На зафиксированном зажимным устройством участке собираемой балки делаются прихватки сваркой по поясному шву. После этого, балка перемещается по каткам, вновь закрепляется, и сваркой прихватывается следующий ее участок.

Поясной шов проваривается окончательно после того, как вся конструкция оказывается предварительно скреплённой сварными прихватками.

Сварка тавровых соединений стенки с полками осуществляется в автоматическом режиме под слоем флюса. Процесс автоматической сварки может выполняться разными приспособлениями. Это могут быть сварочные манипуляторы, горелки которых варят, перемещаясь по заданным траекториям посредством шарнирных соединений с несколькими степенями свободы.

Смещенное соединение

Сварка швеллеров, имеющих разный размер, производится методом их смещенного соединения. Для осуществления такого соединения придется прибегнуть к помощи нескольких сварщиков.

Начинать сварку необходимо с тех мест, где швеллеры имеют наиболее большой поперечный размер стенок. Если осуществляется сварка встык, то можно применять обычную схему действий. Соединения угловым способом осуществляются двумя рабочими, которые ведут сварочный процесс к середине от краев.

Если свариваются швеллеры из низкоуглеродистой стали, то продольные стыки нельзя доваривать до края на расстояние, соответствующее ширине профиля, а если из легированной, то этот размер увеличивают в два раза.

Узел стыковки элементов из швеллеров

1. Опубликовал admin | Дата 26 Октябрь, 2018Стыки элементов из швеллеров по ГОСТ 8240-89.
2. Конструктивное решение.

3. Конструкция стыка, размеры стыковых накладок и сварных швов в зависимости от стали швеллеров и накладок, типа электродов и марки сварочной проволоки должны соответствовать указанным на данном чертеже и в табл.

Таблица 1. Сталь элементов и накладок марки С245. Тип электродов Э42, Э42А. Марка сварочной проволоки Св-08А

См. статьи:

Смотрите также «Справочные данные»: