Металлические материалы изделия и конструкции

Обновлено: 18.05.2024

Презентация на тему: " МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. ПЛАН ЗАНЯТИЯ: Основные сведения о металлах; Классификация металлических изделий; Основы технологии производства." — Транскрипт:

1 МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2 ПЛАН ЗАНЯТИЯ: Основные сведения о металлах; Классификация металлических изделий; Основы технологии производства металлических строительных материалов; Защита металлов от коррозии; Номенклатура металлических материалов для современного строительства.

3 Металлические конструкции широко применяют в архитектуре промышленных и гражданских зданий, для строительства мостов и ряда инженерных сооружений. Металлические конструкции в основном выполняют стальными, но в последние годы в строительстве все больше используют алюминиевые сплавы как конструктивный и отделочный материал. Из этих сплавов изготавливают в сочетании с пластмассами стеновые панели и ограждения. Листовые элементы этих сплавов могут быть применены для перегородок и подвесных потолков.

4 Цветные металлы и их сплавы с различными методами обработки (литье, чеканка, оксидирование и др.) применяют в интерьерах зданий для художественно – декоративных деталей (розетка, решетка и др.) поделок и осветительной арматуры (бра, люстры, торшеры). Чугун, предназначенный, казалось бы, для грубых изделий, превращен руками мастеров в изделия тончайшего художественного узора и скульптуры. Чугунное литье распространено в современной архитектуре, это чугунные решетки мостов и набережных, ограды, фонтаны, архитектурные детали садовые скамьи и др.

5 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Применяемые в строительстве металлы и их сплавы делят на две группы: ЧЕРНЫЕ ЦВЕТНЫЕ

6 ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ ЧУГУН – сплав железа с углеродом 2 – 4,3%. Бывают следующих видов: Обыкновенные. В зависимости от назначения различают чугуны: Литейный (серый) – применяют для отливки различных строительных деталей; Передельный (белый) – используют для производства стали; Ковкий - используют главным образом при получении тонкостенного литья; Специальный – используют в качестве добавок при производстве стали и чугунного литья специального назначения.

7 Легированный – чугуны с добавками никеля, хрома, магния и других элементов, наличие которых придает ему высокие механические свойства и обеспечивает высокие жарастойкость и коррозийную стойкость. СТАЛЬ – ковкий железоуглеродистый сплав с содержанием углерода до 2%. По химическому составу бывают следующих видов: Углеродистые – сплав, содержащий железо, углерод, марганец и кремний. Группа А группа Б группа В

8 Легированная – состав в которые входят легирующие добавки (никель, хром, вольфрам, молибден, медь, алюминий и другие), которые повышают качества стали. По назначению стали могут быть: конструкционные (применяемые ля изготовления различных строительных конструкций и деталей машин; специальные (характеризуется высокой жара- и износостойкостью, а также коррозийной стойкостью; инструментальные.

9 ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ РЕДКИЕ ЛЕГКИЕ ТЯЖЕЛЫЕ БЛАГОРОДНЫЕ В современном строительстве цветные металлы в чистом виде применяются довольно редко. В основном используют сплавы нескольких цветных металлов. РЕДКИЕ: титан вольфрам молибден цирконий

10 ЛЕГКИЕ МАГНИЙ; АЛЮМИНИЙ - легкий серебристый металл. Имеет высокую коррозийную стойкость, за счет образования оксидной пленки на воздухе. В чистом виде применяется для изготовления фольги и в качестве газообразователя при изготовлении газобетона. Более широко применяются алюминиевые сплавы: дюралюминий силумин кальвиль

11 ТЯЖЕЛЫЕ ОЛОВО ЦИНК РТУТЬ СВИНЕЦ МЕДЬ МЕДЬ - мягкий пластичный металл красноватого цвета. В чистом виде в строительстве не применяется, только в виде сплавов: Латунь – сплав меди с цинком (10…40%); Бронза – сплав меди с оловом (до 10%) алюминием, свинцом и др.

12 ПРОИЗВОДСТВО МЕТАЛЛОВ Чугун получают в доменных печах при температуре С обработкой смеси железной руды, твердого топлива (кокса) и флюса. Флюс (обычно известняк) необходим для перехода руды в расплавленное состояние. Сталь получают из чугуна, железного металлолома, специальных добавок и легирующих элементов плавлением в мартеновских печах, конвекторах или электрических печах. Выплавка стали – сложный процесс. Выплавленную сталь разливают в слитки. Стальные слитки – полуфабрикат, из которого различными методами получают изделия: Прокатка (70%); Прессование; Волочение; Ковка; Штамповка.

13 ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ Коррозией называют разрушение металлов под действием окружающей среды. Существуют следующие способы защиты металлов от коррозии: Покрытие лакокрасочными материалами (нитроэмали, нефтяные и синтетические лаки, краски на основе растительных масел и др.); Неметаллические покрытия ( эмалирование, покрытие стеклом, цементно - казеиновым составом, напылением пластмасс и др.); Металлические покрытие (оцинкование и др.); Металлизация - нанесение сжатым воздухом тончайшего слоя металла на поверхность защищаемого от коррозии металлического изделия.

14 НОМЕНКЛАТУРА СТРОИТЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ Стальной прокат и конструкции применяют в качестве несущих конструкций для высотных жилых зданий, для возведения общественных зданий, промышленных предприятий, строительства мостов, телебашни и др.

15 Стальной арматура. В среднем для получения 1 м 3 железобетона требуется 50 – 100 кг. Стали. В зависимости от условий применения арматура бывает: Стержневая; Арматурная проволока; Закладные детали.

16 САЙДИНГ – материал для наружной отделки зданий и сооружений. Алюминиевые облицовочные панели с ПВХ покрытием. Обладают высокой коррозийной стойкостью, долговечностью, высокими эстетическими качествами. Могут быть различных цветов, профилей и фактур.

17 Металлочерепица - кровельный материал. Является разновидностью профилированного стального оцинкованного листа с полимерным покрытием, который подвергается поперечному штампованию для получения рисунка имитирующего натуральную черепицу.

Производство металлических изделий

Производство металлических изделий – обширная сфера деятельности, охватывающая изготовление строительных конструкций, деталей для машиностроения, сельхозтехники и инвентаря, деталей и заготовок для бытовых нужд.

Производство металлоизделий и заготовок делится на определенные этапы, на каждом из которых применяется конкретный способ металлообработки. При изготовлении изделий на заказ, помимо стандартных этапов производства, необходимо учитывать время и нюансы согласования эскизов и чертежей. Подробнее обо всем читайте в нашем материале.

Подготовка к производству металлических конструкций и изделий

Наиболее востребованными на сегодняшний день конструкционными материалами являются металлы и их соединения. Из них делают детали машин, строительные элементы и т. п. Производство металлических изделий включает в себя как изготовление микроскопических элементов часовых механизмов, так и габаритных конструктивных элементов зданий и сооружений. Разные изделия производятся с использованием различных технологий, характеризующихся сложностью и высокой точностью.

Выпуску готовых металлических изделий предшествует проведение определенных технологических операций, придающих продукции необходимые характеристики.

Поставка сырья (металлопроката) для металлообрабатывающих предприятий осуществляется в виде разного рода полуфабрикатов:

хрупкие сплавы (бронзу, чугун) поставляют массивными чушками;
для других металлов возможны поставки в виде прутков, листов, болванок разного размера.

Для получения нужных деталей металлопрокат подвергают механической обработке. Готовая продукция должна соответствовать требованиям ГОСТа и других стандартов, поэтому при выполнении необходимых технологических процессов важно строгое соблюдение определенных правил. Их нарушение может стать причиной производства металлических изделий с внешними или внутренними дефектами.

5 этапов производства металлических изделий

Производство металлических изделий по чертежам состоит из нескольких стадий.

1. Формообразование.

Первый этап производства заключается в придании будущим деталям определенной формы и размеров. Для формообразования используются литье, резка, ковка, штамповка, прессование, волочение, прокатка.

2. Обработка поверхности изделия.

На следующем этапе металл подвергается механической обработке, цель которой заключается в придании изделиям нужных размеров, формы, качественных характеристик. Поверхность деталей обрабатывается различными способами, например, вручную с помощью напильника или автоматически с использованием металлорежущих станков (токарных, фрезерных, строгальных и т. д.).

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

При использовании в процессе производства станков деталь необходимо зафиксировать, а затем обработать с помощью режущего инструмента.

Обработка заключается в:

точении (снятии стружки с поверхности детали);
фрезеровании;
сверлении;
шлифовке.

При этом с поверхности заготовки удаляется специально оставленный припуск, облой, шлифуются шероховатости. Форма и габариты получаемых заготовок соответствуют чертежам. Размеры и количество микронеровностей, остающихся на поверхности деталей после механической обработки, свидетельствуют о чистоте проводимых технологических операций (точения, сверления, фрезеровки, шлифовки). Несмотря на микроскопические размеры, дефекты повышают вероятность и увеличивают скорость появления коррозионных изменений металла, выхода детали из строя.

3. Термическая обработка.

Термообработка металлических заготовок осуществляется путем нагрева, выдержки и последующего охлаждения. При последовательном выполнении этих операций изменяется внутреннее строение и характеристики материала, снимается напряжение металла. Существует четыре способа термической обработки металлических заготовок:

отжиг;
нормализация;
закаливание;
отпуск.

4. Вторичная обработка поверхности.

Для вторичной обработки поверхностей металлических изделий используют механические (шлифовку, полировку) или электрофизические и физико-химические методы. Дополнительные характеристики металлам придаются за счет воздействия на них электроэнергии, физических методов или химических реактивов.

Такая обработка позволяет удалять припуск (верхний слой металла), прилагая минимум усилий, благодаря чему повышаются точность и качество производства. Подобные технологии применимы при работе с металлами независимо от их прочности или вязкости, а также от сложности изделий и труднодоступности обрабатываемых частей деталей. После обработки на поверхности остается минимальный дефектный слой.

5. Соединение деталей.

Детали соединяются друг с другом посредством пайки или сварки.

В процессе сварки неразъемные соединения формируются благодаря созданию прочных связей между атомами соединяемых элементов. При этом способе обработки плавится основной металл, из которого выполнена заготовка, и присадочный элемент.

Сварка металлических изделий выполняется путем:

плавления;
соединения заготовок под воздействием давления.

В процессе нагревания и последующего расплавления краев соединяемых деталей создаются новые молекулярно-атомные связи. В месте сваривания элементов образуется сварочная ванна, содержащая расплавленный металл, который, остывая, прочно скрепляет детали друг с другом. В большинстве случаев в ванну добавляют присадочный материал, задача которого заключается в заполнении имеющегося между заготовками зазора. Некоторые технологии позволяют сваривать детали без использования присадок.

Виды металлических изделий и способы их производства

Существуют следующие виды металлических изделий:

легкие – из них собирают каркасы быстровозводимых строений;
строительные – без них не обходится строительство любых объектов, они представлены разного рода колоннами, балками, опорами, прогонами, связями, перекрытиями;
малые – используются для производства металлических декоративных элементов (балконных ограждений, лестниц, турникетов, опор для дорожных знаков, рекламных конструкций и т. п.);
крупные металлоконструкции – используются при строительстве дорожных сооружений (опоры мостов, рельсы, тоннели и пр.);
резервуарные – представлены нержавеющими баками, канистрами, ваннами, цистернами и т. п.;
бытовые металлические изделия – эта категория состоит из стеллажей, шкафов, ящиков, кронштейнов и других креплений, каркасов, подставок;
нестандартные – их производство осуществляется из профиля или листового металла на основании индивидуальных чертежей заказчика.

Порошковое напыление продлевает срок службы изделий из алюминия, повышая устойчивость к коррозии, негативному воздействию прямых солнечных лучей, атмосферных осадков.

Производство строительных и других металлических изделий осуществляется с использованием таких технологий металлообработки, как:

высокоточная лазерная резка, в процессе которой металл разрезается под воздействием узконаправленного лазерного луча высокой мощности, образуя срез с идеально ровными кромками;
автоматизированная гибка – она позволяет придать заготовкам нужную форму в соответствии с заданными параметрами;
механизированная рубка – первичная обработка металла посредством гильотины, оснащенной мощными ножами;
сварка, позволяющая соединять металлические заготовки любой формы и размера и получать в результате высокопрочные изделия с полностью герметичными швами;
токарная металлообработка в соответствии с чертежами, которая используется при изготовлении тел вращения (изделий с коническими, цилиндрическими, торцевыми и рельефными поверхностями).

На поверхность готовых деталей и конструкций наносится полимерное покрытие нужного оттенка по шкале RAL, обладающее антикоррозионными свойствами. В качестве такого материала используются порошковые краски, в составе которых присутствует цинкосодержащий грунт.

Нанесение покрытия состоит из трех этапов:

подготовка к покраске или грунтовке;
нанесение защитной краски в специально предназначенной камере напыления;
оплавление или полимеризация.

Красящий порошок покрывает поверхность металлических изделий ровной и прочной пленкой, затвердевающей после охлаждения и повышающей качественные характеристики готовой продукции.

Рекомендуем статьи по металлообработке

3 варианта производства нестандартных металлических изделий на заказ

При необходимости производства нестандартных металлических изделий можно выбрать один из следующих вариантов:

Услуги частного сварщика (в этом случае следует быть готовым к отсутствию гарантий качества готовой продукции, а также к возможным отступлениям от проектной документации в процессе производства).
Обращение на завод, занимающийся серийным производством металлоизделий (несмотря на наличие у производителя необходимого оборудования и специалистов, способных качественно выполнить работу на заказ, штучное производство экономически невыгодно для завода, следовательно, стоимость индивидуального заказа будет более высокой).
Заказ в специализированной компании, занимающейся производством металлических изделий для сельского хозяйства и не только по индивидуальным чертежам заказчика.

Для готовых деталей важно соответствие не только чертежам клиента и проектной документации, но и ГОСТам, а также стандартам многоступенчатой проверки ISO 9001:2001.

В каждом конкретном случае стоимость изготовления деталей по чертежам рассчитывается индивидуально.

Востребованность этой услуги обусловлена рядом факторов:

Посредством современного оборудования производятся высококачественные, прочные и долговечные металлоизделия любой сложности, включая сварные балки, ограждения, лестницы, колонны, перила, башни, стеллажи, вышки, консоли, различные емкости.

Обязанность по предоставлению технологической документации возлагается на заказчика, однако при ее отсутствии производством расчетов и выполнением чертежей занимаются сотрудники металлообрабатывающего предприятия.

Следует заблаговременно поинтересоваться тем, предоставляется подобная услуга при производстве металлических изделий или нет.

Особенности изготовления металлических изделий на современном оборудовании:

полностью автоматизированные станки для производства металлических изделий, что практически полностью исключает вмешательство человека и сводит к минимуму производственный брак;
высокая точность обработки готовых деталей, которые могут использоваться сразу, без дальнейшей доработки;
многоступенчатый контроль качества производства;
возможность создания деталей любой конфигурации.

Изготовление изделий из металла по индивидуальным чертежам происходит в несколько этапов:

Контроль производства металлических изделий и заготовок

Чтобы проверить качество металлоизделий, используются современные методики неразрушающего контроля. Они помогают выявить скрытые дефекты (например, наличие внутренних раковин, некачественных сварных швов, неоднородного состава металла и пр.). Однако ряд недостатков не может быть установлен даже при использовании лучших методик скрытого контроля качества готовых изделий.

Таким дефектами являются остаточные внутренние напряжения, которые появляются в процессе первичной обработки или формообразования и должны сниматься термической обработкой изделий. При нарушениях параметров температурной обработки (температурного режима, скорости увеличения температуры, времени выдержки заготовки при нужной температуре, скорости охлаждения) возникают высокие внутренние напряжения металла. Такой дефект может стать причиной разрушения деталей во время использования.

При подготовке заготовок возможно выявление дефектов, обусловленных несоответствием металла требованиям ГОСТа, нарушениями, допускаемыми при очистке емкостей, которые используются для изготовления сплавов.

На этапе формообразования причиной появления дефектов могут стать изношенные формы. В этом случае возможны как производство металлических деталей с несоответствующими размерами, так и неправильной конфигурации.

Механическая обработка также может привести к возникновению дефектов из-за нарушений технологии изготовления, слишком длительной обработки, использования низкокачественных инструментов или оборудования. В связи с этим каждый из этапов производства нуждается в жестком контроле качества изготавливаемых деталей.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Технология изготовления металлоконструкций

Технология изготовления металлоконструкций – достаточно сложный процесс, содержащий несколько этапов. На каждом из них все работы должны быть выполнены идеально – и дело тут не только и даже не столько в возможных претензиях заказчика.

Металлоконструкции сейчас используются повсеместно: в промышленности, энергетической сфере, строительстве. На их основе возводят жилые дома и административные здания, разного рода склады и спортивные комплексы. Поэтому от того, насколько точно соблюдена технология производства металлоконструкций, в буквальном смысле слова зависят жизни людей.

Основные виды металлоконструкций

Область применения металлоконструкций разнообразна как по виду назначения построек, так и по уровню сложности возводимых объектов. Они широко используются в строительстве складских помещений, автомоек и СТО, производственных и сельскохозяйственных комплексов, зернохранилищ и т. д. Учитывая обширный набор сфер использования, требуется четкая классификация металлоконструкций в соответствии с конкретными критериями.

Один из таких критериев – технология изготовления металлоконструкций и способ их сборки. Так, различают:

болтовые (винтовые) – сборка производится с применением метизов;
клепаные – сборка с использованием клепок;
кованые – объединение элементов конструкции посредством ковки;
сварные – соединение деталей при помощи сварки;
штампованные – изготовление бесшовных металлоконструкций путем штамповки металлопроката;
комбинированные – объединение нескольких способов изготовления и сборки металлоконструкций: например, сварно-болтовые, сварно-литые и др.

По типу использования металлоконструкций выделяют:

Сборно-разборные, когда конструкция может собираться непосредственно на объекте и разбираться при необходимости. Такая технология изготовления металлоконструкций позволяет использовать их повторно.
Цельнолитые (стационарные), когда создается стационарная конструкция для продолжительной эксплуатации. Такие металлоконструкции демонтажу не подлежат.
Трансформируемые – данный вариант напоминает сборно-разборные конструкции, но в этом случае из одного и того же набора элементов можно создавать металлоконструкции различных конфигураций и размеров.

По назначению металлоконструкции можно разделить на два типа: несущие и ограждающие. К первому относятся каркасы деталей, которые обеспечивают жесткость и устойчивость всей конструкции, ее техническую конфигурацию. Ко второму типу относят комплекс деталей (сэндвич-панели и фасадные, ограждения, воротные системы и пр.), выполняющих защитную функцию.

Технологии изготовления металлоконструкций классифицируют также по материалу, из которого они выполняются. Для этих целей применяют металлические сплавы: алюминиевые, стальные, титановые, чугунные и др. или их соединения.

Этапы изготовления металлоконструкций

Технология изготовления металлоконструкций на заводе из листового, профильного, сортового или фасонного проката включает в себя:

Проектирование элемента. Будущее изделие должно быть выполнено с учетом типа его механических нагрузок, сферой и особенностями эксплуатации, спецификой соединения деталей в готовой конструкции. На этом же этапе происходит определение материала для изготовления элемента.
Заготовка. На этом этапе определяется вес будущей детали и происходит проверка качества. При необходимости ей придается нужная конфигурация с помощью рубки, резки (механической или термической) либо других способов и инструментов.
Обработка будущих деталей. Технология изготовления металлоконструкции из профильного металлопроката предполагает придание заготовке спроектированной формы посредством гибки, шлифовки, сверления, стыковки листа в карты и обработки стыковочных швов и т. д.
Сборка конструкции. Происходит скрепление элементов в соответствии с чертежами при помощи сварки или путем механизированной сборки. Подробнее этот этап мы рассмотрим далее в этой статье.
Покрытие металлоконструкции антикоррозийными средствами.
Готовые конструкции маркируют, упаковывают и проверяют качество.
Изделия, прошедшие предыдущие этапы, доставляются на объект. Здесь же выполняется их установка.

Сборка как важная часть технологии изготовления металлоконструкций

Как отмечалось выше, технология изготовления металлоконструкций включает в себя несколько этапов. Сборка при этом имеет далеко не последнее значение. Она может производиться путем сварки, склейки и с использованием болтов или заклепок.

Остановимся подробнее на каждом из способов.

Сварка выполняется за счет активного нагрева материала до тех пор, пока края элементов не начнут расплавляться по линии соединения (сварочной кромке). Во время использования электродугового сварочного аппарата происходит расплавление электрода – именно он обеспечивает сцепление деталей. Кроме электродуговой, может быть применена газовая (с применением инертных газов) или точечная сварка (когда соединяемые детали прижимаются максимально плотно друг к другу, а через линию стыка пропускается электрический импульс).
Склейка выполняется с помощью специальных клеевых составов, позволяющих как бы спаять детали на молекулярном уровне. Сегодня такая технология изготовления металлоконструкций считается одной из наиболее надежных.
Сборка при помощи болтов и заклепок относится к механическим способам соединения деталей конструкции. Заклепки чаще всего применяются в тех случаях, когда на объект предполагается воздействие вибраций в ходе эксплуатации. Гайки и болты в таком случае не подойдут, поскольку их крепления могут ослабнуть под динамичным движением конструкции.

Важнейшим условием изготовления и выпуска металлоконструкций (вне зависимости от их типа и способа эксплуатации) является проверка качества на каждом этапе обработки.

Технологии борьбы с коррозией при изготовлении металлоконструкций

Способы предупреждения и устранения коррозии относят к отдельной категории технологий изготовления металлоконструкций, поскольку этот шаг нельзя пропустить при эксплуатации, ремонте и обслуживании объекта.

Выделяют следующие способы борьбы с окислением и порчей металла:

Исключение контакта металлических элементов с водой. Этот способ применим лишь в тех случаях, когда нет ограничения функционала объекта. Решение о его использовании должно приниматься в каждом конкретном случае.
Добавление в сплав, из которого изготовлена металлоконструкция, химических элементов, принимающих на себя воздействие воды в первую очередь. Такие элементы более устойчивы к коррозии, чем металл, что дает конструкции в целом существенный запас прочности.
Нанесение на конструкцию водоотталкивающих средств (краски, лака, эпоксидных составов и пр.). Наличие гидрофильного слоя препятствует прямому контакту металла с водой, что защищает детали от появления коррозии. Как правило, такие средства наносятся на уже собранные объекты.
Биметалл. Такая технология изготовления металлоконструкций предполагает использование в качестве материала сплава из двух металлов, один из которых более уязвим к коррозии, а другой – менее (например, сталь и хром/алюминий/цинк). Такая мера защиты конструкции от окисления применяется еще на этапе заготовки, зато на выходе получается прочная деталь с улучшенными характеристиками.

Применение антикоррозийных мер значительно увеличивает срок эксплуатации объекта, а своевременное обслуживание металлоконструкции продлевает его вдвойне.

Контроль качества изготовления металлоконструкций

Любой завод по изготовлению металлоконструкций может установить собственные правила и закрепить их во внутренних приказах или актах. Однако контроль качества изделий происходит на основании определенной нормативно-технической документации.

Проверка подразумевает несколько этапов:

Происходит оценка основных и вспомогательных материалов, поступающих на склад, для последующего использования в изготовлении металлоконструкций. Проверяются:

сопроводительные документы;
внешний вид материалов;
качество металла при помощи ультразвука;
сорта, классы и марки стали, соответствие их геометрических характеристик;
расходные материалы и газы для сварки;
типы и марки средства для борьбы с коррозией;
классы болтов, гаек и пр. материалов.

После завершения экспертизы ее результаты вносятся в специальный журнал для учета.

2. Операционный контроль.

Технология изготовления металлоконструкций на этом этапе предполагает случайный отбор нескольких деталей из поступившей партии для последующей проверки на соответствие проектной документации и установленным нормам. Оцениваются:

геометрические характеристики деталей и их конструкций, качество их механической обработки;
сборка элементов, их подготовка к сварочным операциям;
качество соединений;
антикоррозийное покрытие и особенности его нанесения.

После завершения экспертизы ее результаты отмечаются в карте операционного контроля качества.

3. Периодический и приемосдаточный контроль.

Периодический контроль качества предполагает проведение запланированных (установленных технологическими нормами) или незапланированных испытаний (в случае, когда возникают проектные несоответствия). Инспектируется:

способность деталей к геометрически правильной сборке;
несущие характеристики конструкции;
соблюдение технологии изготовления металлоконструкций на заводе;
точность и соответствие технологических операций;
достоверность результатов входного и операционного контроля качества.

Приемосдаточный контроль применяется к выходной продукции в целом, будь то элементы, детали или их партии. Проводится проверка:

визуальная на наличие дефектов металлоконструкции (сколов, коррозий и пр.);
качества нанесения средства для борьбы с коррозией (однородность и целостность покрытия);
геометрического соответствия готового изделия проектируемому (применяются маяки: лазерные линейки и теодолиты);
прочностных характеристик изделий (при помощи УЗ-дефектоскопа);
прочности соединений (сварки), качества отверстий для болтов и заклепок;
маркировки (в соответствии с ГОСТом);
целостности упаковки.

Результаты проведенных проверок заносят в отчет и в сертификат соответствия.

Особенности монтажа металлоконструкций

Металлоконструкции широко применяются в строительстве: при возведении высотных зданий, одноэтажных домов с большой площадью, цехов и других промышленных зданий, резервуаров, технических построек и пр.

Технология изготовления металлоконструкций – в частности их монтаж – подразумевает сложный комплекс работ по установке деталей и оборудования и соединения их в единую конструкцию. Объект может быть представлен как в виде отдельных деталей, так и в формате полноценного сооружения.

Поскольку металлоконструкции имеют способность к деформации, принимаются особые меры по защите элементов от повреждений. Это особенно важно при складировании деталей, их транспортировке и установке.

Все элементы металлоконструкций, кроме вертикальных секций и колонн, хранятся и транспортируются в проектном положении. Если детали крупные, фермы, как правило, усиливают в верхних и нижних поясах деревянными щитами. Обхватывая изделия металлическими тросами, между ними устанавливают прокладку. Это предохраняет «нити» от протирания, а детали от деформации.

Металлические фермы для складирования металлоконструкций устанавливают в непосредственной близости от объекта возведения. Детали укладываются на специальные подкладки, а между элементами устанавливаются прокладки. Очень важно, чтобы их края были скруглены, а поверхность не имела шероховатостей.

Технология монтажа металлоконструкций предполагает два возможных варианта:

Монтаж элементов или их блоков согласно проектным отметкам. Такой способ часто применяется при возведении каркасов зданий.
Сборка металлоконструкции на земле с последующей установкой в проектные точки объекта. Этот вариант используется при возведении линий электропередач, радиоантенн, башен и пр.

Перед монтажом металлоконструкции на объекте необходимо выполнить приемку фундаментов. Она включает в себя комплекс проверок:

отклонения опорных плит и фундаментов, положение опорных устройств, анкерных болтов;
состояния резьбы анкерных болтов – они должны быть защищены от коррозии и деформаций при монтаже.

Технология изготовления металлоконструкций и их монтажа требует обязательного использования анкерных болтов. Они устанавливаются при заливке фундамента и в нем же фиксируются.

Башмаки стальных колонн опираются на фундаменты одним из следующих способов:

Непосредственно на поверхность фундамента, который был возведен до проектной отметки подошвы колонны. Дополнительной заливки бетона при этом не требуется.
На опорные плиты с верхней строганой поверхностью. При этом они установлены, их положение выверено, раствор подлит заранее.
На опорные балки, которые установлены и выверены заранее. После установки башмаков стальных колонн требуется подливка раствора.

Для того чтобы спроектированное строение было надежным и выполняло свои функции как можно дольше, металлоконструкции следует заказывать у профессиональных производителей, которые имеют большой опыт выполнения работ такого типа, высокую квалификацию и первоклассные стандарты качества.

УЭ-2-4. Металлические материалы и изделия

- виды выпускаемых изделий, их применение в строительстве.

2. Студент должен овладеть навыками и умениями:

- выявления зависимости свойств металлов и сплавов от их химического состава и строения;

- выбора способа защиты металла от коррозии в зависимости от условий работы стальных изделий и конструкций;

- выбора вида и режима термической обработки стали для достижения требуемых свойств;

- решения задач по рациональному выбору металла и сплава в зависимости от условий эксплуатации.

Узловые вопросы для изучения УЭ-2-4:

1. Металлы и сплавы, их применение в строительстве.

2. Свойства металлов и сплавов, методы их определения и регулирования.

3. Черные и цветные металлы и сплавы. Получение, свойства, классификация.

4. Применение металлов и сплавов в строительстве.

Порядок изучения вопроса № 1:

1. Вы должны иметь представление в целом о металлах и сплавах, их составе и свойствах, способах их регулирования, технологии получения изделий и конструкций из металлов, их назначении.

2. Ознакомьтесь с кратким содержанием учебного элемента, прочитав раздел 3.4 адаптированных текстов, и рассмотрите тему 4.4 логических конспектов-схем.

3. Выделите в изучаемом тексте, в чем отличие чугуна от стали, какими методами получают материалы и изделия на их основе.

Порядок изучения вопроса № 2:

1. Уясните смысл вопроса – вы должны понять, что свойства металлов зависят от их состава и микроструктуры. Именно они определяют реакцию материала на внешние воздействия, его коррозионную стойкость, выбор способа получения изделий и конструкций.

2. Изучите более подробно вопрос, прочитав
[1 разд. 3.4.1, 3.4.4].

3. Ответьте на вопросы:

- почему реальная прочность металлов отличается от теоретической?

- что понимают под выносливостью металла?

- чем химическая коррозия отличается от электрохимической?

- какой вид испытания позволяет выявить склонность металла к усталости?

4. Продолжите выражения:

Гальванизация – это электролитическое осаждение …

Плакирование – термомеханический метод …

Средствами огнезащиты металлических конструкций являются …

Для защиты от биоповреждений используют …

5. Перечислите способы обработки металлов давлением.

6. Термообработка металлов – в чем ее суть и назначение.

Порядок изучения вопроса № 3:

1. Вы должны усвоить, как получают чугун, сталь, цветные металлы. В чем их существенное отличие по свойствам и применению.

2. Изучите вопрос более полно, прочитав [1, разд. 3.4.2; 3.4.3] и рассмотрев тему 4.4 логических конспектов-схем.

3. Назовите сырье, используемое при получении чугуна, алюминия, меди.

4. Ответьте на вопросы:

- какие свойства отличают белый чугун от серого?

- какой основной процесс позволяет получить из чугуна сталь?

- какие стали нашли наибольшее применение в строительстве?

- каково основное назначение цветных металлов и сплавов?

Порядок изучения вопроса № 4:

1. Вы должны понять, что выбор материалов и изделий из металлов зависит от их свойств, применительно к конкретным условиям эксплуатации.

2. При изучении вопроса прочитайте [1, разд. 3.4.5].

- какой из способов выплавки стали необходимо применить для получения высококачественных сталей и почему?

- какой способ огнезащиты металлической конструкции вы выберете при воздействии огня в течение 2,5 часов?

- какой метод термообработки необходимо применить для получения твердой и износоустойчивой поверхности стали?

4. Назовите методы защиты металлов от коррозии расположите их названия в порядке возрастания эффективности.

5. Предложите эффективные материалы для кровельных покрытий, обоснуйте свой выбор.

6. Какой вид стали вы используете при изготовлении изделий, предназначенных для конструкций ферм, арок?

7. Какой из видов арматуры позволяет сократить массу железобетонных изделий: ненапрягаемая или напрягаемая; стержневая, проволочная или арматурный канат?

8. Что на ваш взгляд ограничивает применение металлов в качестве отделочных материалов?

9. От каких факторов зависит выбор способа соединения изделий из металлов в конструкции?

Планируемые аудиторные занятия при изучении учебного элемента: тема №2. 4 лекционных занятий.

Изготовление и монтаж металлоконструкций: основные особенности и технологические процессы

Количество используемой металлической продукции в строительстве превышает число деталей, применяемых в машинной промышленности. Металлоконструкции — это балки, уголки и другие элементы, выполненные из меди, стали и прочих сплавов. Например, конструкции из металла позволяют создавать прочный и надёжный каркас. Продукция классифицируется в зависимости от определённых критериев.

В зависимости от материала, используемого при производстве, выделяют основные типы металлоконструкций:

стальные;
алюминиевые;
чугунные.

Не редко производители по требованию заказчиков комбинируют металл. Такое решение отражается на прочности и надёжности сооружения.

В зависимости от назначения виды металлоконструкций бывают несущие, ограждающие и декоративные. К несущим сооружениям относят каркас строительного объекта. Большим спросом пользуются заборы, калитки, различные элементы, выполненные из металла. Декоративные изделия применяют дизайнеры, и выполняется заказ в ограниченном количестве. Большим спросом пользуются детали художественной ковки.

Исходя из варианта сборки, выделяют следующие группы:

клёпаные;
болтовые;
кованные;
сварные;
штампованные;
комбинированные.

В основном металлические строительные конструкции соединяются с помощью сварки. Меньше востребованы изделия клёпанные, литые, штампованные.

Детали, сделанные из металла, играют важную роль в надёжности транспорта. Техника испытывает повышенную нагрузку при эксплуатации. В машиностроительной промышленности используются сварные изделия — такие, как сварная балка, и клёпаные. Так же востребована продукция листового, трубного, профильного проката.

Используемые материалы

На сегодняшний день рынок металлоизделий предлагает большое разнообразие конструкций из самых разных металлов и их сплавов, в том числе чугуна и алюминия. Но наиболее востребованным является производство стальных металлоконструкций, особенно из нержавеющей стали. Конструкционные изделия из этого материала широко востребованы при создании несущих конструкций и декоративных элементов, ограждений, лестничных маршей и промышленного оборудования. Своей популярностью они обязаны таким эксплуатационным характеристикам, как:

прочность;
долговечность;
надежность;
устойчивость к воздействию окружающей среды.

При этом они идеально сочетаются с любыми другими видами стройматериалов.

Учитывая то, что конструкции из металла востребованы не только в крупном промышленном и жилом, но и в индивидуальном строительстве, большинство современных организаций (напр. ИП, ООО) по изготовлению металлоконструкций предлагают свои услуги и юридическим компаниям, и индивидуальным предпринимателям, и частным лицам. При этом объем заказа может быть самым разным, также, как и сложность работы, которую необходимо выполнить. Различными могут быть и условия выполнения (сроки, расположение объекта и другие). Но, независимо от формы собственности заказчика фирма по изготовлению металлоконструкций учитывает все его пожелания и при необходимости оказывает дополнительные услуги, в том числе монтажные и демонтажные.

Виды металлоконструкций

В производстве используются элементы металлопроката: балки, уголки, трубы, швеллеры, катанки, тавры. Требования к металлоконструкциям регулируются ГОСТами. Преимуществом изделий из металла является:

Возможность реализации различных вариантов сооружений.
Высокая надёжность и относительно небольшая масса.
Выполнение установки в любое время года.
Минимальные сроки установки.

В зависимости от использования выделяют виды металлических конструкций:

Сборно-разборные модели монтируются и разбираются на объекте заказчика. Изделие можно использовать повторно.

Цельнолитые – это сооружения для длительного срока эксплуатации. Демонтировать конструкцию невозможно.

Трансформируемые сооружения можно разбирать и собирать не один раз. Но из одного и того же набора элементов получать различные конфигурации и размеры.

Технологии изготовления металлоконструкций

В современном мире строительство быстровозводимых металлических конструкций и зданий имеет все большую популярность. Они используются и являются незаменимыми для всех сфер общества – машиностроения, строительства, энергетики, транспорта и др.

Использование металлоконструкций позволяет существенно сэкономить на трудозатратах при строительстве без ущерба надежности.

Виды металлоконструкций

Уже готовые металлоконструкции принято делить по способу эксплуатации на три основных вида:

Стационарные — предназначенные для монтажа на объекте на долгосрок;
Сборно-разборные — предназначены для быстрого многократного развертывания на других объектах;
Трансформируемые — конструкции могут принимать различные формы и размеры.

Назначение металлоконструкций

Изготовление строительных металлоконструкций учитывает объект, на котором их предполагается использовать.

Условно металлоконструкции можно разделить по назначению

Для малого строительства. Применются при строительстве быстровозводимых зданий.
Для строительства всех типов зданий. Здесь уже применяются более крепкие конструкции из усиленного металлопроката.
Для дорожного строительства. Применяется для изготовления дорожных знаков, ограждений и прочих малогабаритных объектов.
Для строительства коммуникаций.

Изготовление металлоконструкций по чертежам заказчика подразумевает создание изделий фактически любых форм и размеров, какие возможны в условиях современного производственного цикла.

Технологии производства металлоконструкций

Производство металлоконструкций осуществляется в несколько этапов.

Сварка металлоконструкций происходит путём нагрева двух деталей по стыковочной линии вплоть до частичного расплавления металла. На этом этапе применяются классические технологии сварки (полуавтоматические, ручные под флюсом, электродуговая сварку или пайка газосварочным устройством и другие).
Склейка относится к довольно надёжным способам соединения фрагментов металла. Современные клеящие составы не просто обеспечивают эффект склеивания — они способны соединять детали конструкции на молекулярном уровне.
Сборка заклёпками и/или болтами представляет. По сравнению с болтами и гайками, заклепки обеспечивают более надежное крепление. Особенно это имеет значение, если конструкция подвержена вибрационнму воздействию, в результате которого фиксация болта может ослабнуть.

Вне зависимости от того, какую продукцию выпускает цех по производству металлоконструкций, готовые изделия (элементы будущих строительных сооружений) на всех стадиях производственного процесса должны проходить строгий контроль. Серьёзные производственные предприятия, занимающиеся изготовлением металлоконструкций, должны располагать несколькими цехами, специализирующимися на выполнении определённых манипуляций.

Оборудование для производства металлоконструкций

Не всегда производительность станка, указанная в техническом паспорте, определяет решение конкретных задач. Оборудование для производства металлоконструкций влияет на общую производительность завода.

Портальная установка плазменной резки применяется для раскройки различных марок стали. Установка имеет специальный стол, позволяющий обрабатывать заготовки больших размеров.

Для рубки металла используется гильотина. Толщина листов может доходить до 12 миллиметров. Максимальная ширина полотна – 2 метра. Гибочный пресс позволяет выполнять деформацию листа любой прочности и жёсткости. Максимальное усилие прессового оборудования достигает несколько сотен тонн.

Ленточнопильный станок служит для непрерывного резания круглого проката, труб, уголков швеллеров. Обрабатываются заготовки из легированной и нержавеющей стали, чёрного и цветного металла. Станки оснащены поворотной рамой, что позволяет выполнять резку под любым углом.

Листогибочные машины обрабатывает материал с пределом текучести 250 МПа. Техника нужна для гибки цилиндрических заготовок. Также необходимо и сварочное оборудование. Производится ручная и механизированная сварка.

Для покрытия изделия химическим составом применяется гальваническое и лакокрасочное оборудование. Без дополнительной обработки у конструкций снижает срок эксплуатации.

Оборудование для сварочных работ электродуговой сваркой

Ручная дуговая сварка выполняется при помощи генераторов, трансформаторов или выпрямителей. На выбор установок влияет тип и сложность предстоящей обработки. Для оборудования важно соответствие определенным требованиям. Оно должно:

иметь специальное устройство, позволяющее контролировать силу тока;
функционировать без нарушений в случае замыкания;
работать на холостом ходу, поддерживая сварочную дугу, при разомкнутой электрической цепи;
иметь высокие динамические возможности, позволяющие восстановить работоспособность после замыкания;
обладать внешними показателями.

Оборудование для сварочных работ, используемое в домашних условиях, имеет несколько отличий. Первое заключается в максимальных значениях электрического тока. Второе – во времени, необходимом для работы и выработки максимального тока.

Для работы генератора необходим постоянный ток, обеспечивающий бесперебойную стабильную сварочную дугу. Конструктивно устройство состоит из:

статора с магнитными полюсами;
якоря с коллекторами и обмоткой.

При вращении якоря в магнитном поле, создаваемом полюсами статора, обмотки вырабатывают переменный ток, преобразуемый коллекторами в постоянный.

Якорь приводится в движение электродвигателем, расположенном с ним на одном валу. Оборудование носит название сварочного преобразователя. Установки для сварочных работ оснащаются двигателями внутреннего сгорания, служащими для запуска вращающего устройства. Они отличаются возможностью сваривать заготовки, не прибегая к использованию внешних источников электроэнергии.

Рекомендовано к прочтению

Резка меди лазером: преимущества и недостатки технологии
Виды резки металла: промышленное применение
Металлообработка по чертежам: удобно и выгодно

Выпрямители.

Источником питания оборудования для сварочных работ является выпрямитель, включающий в себя регулирующее устройство, блок выпрямителей и трансформатор. Он обеспечивает электрическую дугу постоянным током, проходящим через первичную обмотку и блок кремниевых или селеновых выпрямителей. Для получения падающей внешней характеристики аппаратура для сварки оснащается дополнительным дросселем. При производстве стандартных выпрямителей используется трехфазная схема, преимуществами которой является большое число пульсаций напряжения, позволяющее равномерно распределить нагрузку в цепи.

За счет трансформаторов обеспечивается устойчивость электрической дуги. Следовательно, эта часть оборудования для сварочных работ должна соответствовать определенным параметрам. Стандартно такой величиной является падающая характеристика, поскольку многие трансформаторы используются для аргонодуговой сварки или обработки под флюсом.

Частота промышленного переменного тока в России соответствует 50 Гц. Задача трансформатора заключается в преобразовании высокого напряжения в более низкое – до уровня, который требуется для выполнения сварочных работ. Значение вторичного показателя напряжения с учетом холостого хода составляет 60–75 В, сила малого тока варьируется в пределах от 65 до 100 А. Стабильная электрическая дуга получается при напряжении 75–80 В.

Читайте также: