Стапель для сварочных работ

Обновлено: 20.05.2024

Многим сварщикам приходится заниматься работой не только с различным движимым имуществом, транспортом, но и с металлическими конструкциями. В этой статье начинающие специалисты обнаружат все, что нужно знать о сварке металлоконструкций в различных вариантах и различными способами. Стоит также подчеркнуть, что описание подобной работы немыслимо без указания на специфические приспособления и методы их использования.

Особенности и требования

Сама по себе сварка металлоконструкций распространена очень широко. К таким манипуляциям прибегают и профессионалы, и любители. Но последним также следует обращать внимание на общепринятые в среде специалистов нормы.

В подавляющем большинстве случаев для сваривания металлических конструкций используют открытые газовые горелки или электрическую дугу. Специализированного ГОСТ на этот вид манипуляций не существует. Однако в качестве методических источников можно использовать такие стандарты:

11534-75 и 5264-80 (о ручной сварке электрической дугой);

14771-76 (действия с использованием изоляционного газа);

53-101-98 (изготовление и контроль качества металлоконструкций из стали).

Положения действующих стандартов предписывают проводить работы с металлическими конструкциями только после тщательной очистки от снега, льда, масел, жирных веществ и иных загрязнений.

При обнаружении явных дефектов требуется проводить правку заготовок на специализированных станках. Не допускается правилами производство сварочных работ, если:

обнаружены серьезные трещины и расслоившиеся участки;

плоскость сечений отклоняется от предписанных стандартами уровней критически;

отсутствует необходимая маркировка;

прогибы местного уровня превышают 1 мм на 1 м;

плоскостность привариваемых дополнительно (или используемых для изготовления конструкция с нуля) листов не отвечает положениям ГОСТ 19993.

Базовые нормы расхода материалов можно узнать прежде всего из тематического сборника «Общие производственные нормы расхода материалов в строительстве» (выпуск 30, 1990 год). Но в первом приближении можно провести и общий расчет. Масса металла, наплавляемого на соединение, не должна превышать 1,5% от общей массы обрабатываемого изделия. Расход электродов и других сварочных материалов оценивается по формуле Р = М*К (М — масса, а К — коэффициент от 1,5 до 1,9, приводимый в специальных методических пособиях).

Важно: приблизиться к нормативным или расчетным показателям получится только при условии, что внешние данные и угол расположения будут совпадать с указанными в стандартах.

Вот еще несколько требований:

проверять соответствие свариваемых изделий и их частей положениям проектов по внешнему виду и габаритам;

стараться накладывать швы в нижнем положении (это гарантирует сварщикам безопасность);

контролировать углы свариваемой конструкции;

сводить к минимуму механические напряжения во всем обрабатываемом объеме и на прилегающих участках.

Способы

На крупных промышленных объектах и на больших стройках широко используется автоматическая аппаратура. Такие устройства почти не требуют вмешательства оператора в процесс работы. Обычно настройки задают до начала сварочных манипуляций, и корректировать их придется только в том редком случае, когда что-то не было предусмотрено сразу. Но придется скрупулезно изучать все проводимые манипуляции и тщательно соблюдать технологические карты. В автоматическом режиме чаще всего сварка идет либо по контактной, либо по электрошлаковой методике.

Но в менее ответственных случаях применяют полуавтоматический метод. Сварщики тогда сами, без помощи автомата формируют шов. Зато им не надо заботиться о поступлении электродов и присадочных материалов, разве что только придется разместить заранее эти материалы в подающем устройстве. Подобный режим позволяет нарастить производительность. Качество выполняемой работы не ухудшается (разумеется, если все делать по правилам).

Ручная дуговая и газовая сварка производится только на неответственных металлоконструкциях. Наряду с защитой свариваемой области стабильными газами широко практикуется и использование флюса. В некоторых случаях уместнее оказывается пайка газосварочным аппаратом. Затраты на выполнение единичной работы оказываются довольно велики. Однако для бытового использования такой подход идеален из-за своей простоты и ограниченного состава техники.

Разновидности сварных соединений

Важнейшим критерием разделения сварных соединений является геометрическое соотношение заготовок. В быту чаще всего встречается сварка «встык» (с примыканием в одной плоскости) и «внахлест» (со взаимным перекрытием по краю). Точно сказать, какой из вариантов лучше, нельзя — это зависит прежде всего от выдвигаемой задачи. Суть угловой связки понятна без дополнительных пояснений: соединяемые детали или заготовки образуют определенный угол. А если торец одного изделия касается поверхности другого изделия, то это тавровый тип соединения.

Создать стык проще всего. Для этого по прямой линии полностью проваривают шов. Важно: делать это следует на всю глубину заготовки, если иное прямо не предписано технологией. В некоторых случаях правильнее использовать выводные планки. В кустарных и полукустарных условиях часто соединения проводят, выполняя одностороннюю сварку, а затем доваривая корень шва.

Специальные подкладки ставят там же, где находятся соединяемые кромки. Расстояние между кромками строго нормировано и не терпит произвольных экспериментов. При ручной работе оно составляет не более 0,7 см, а при механизированных манипуляциях — максимум 1,6 см. Толщину подкладки выбирают прежде всего с целью избежать сплошного или частичного прожога. Сделать это можно, учтя используемый режим и выставленный ток.

Угловая сварка труднее уже потому, что такие соединения всегда переживают повышенную нагрузку в сравнении с обычными стыками. Сварщикам приходится учитывать также усиленные растягивающие нагрузки. Рекомендовано использование двустороннего шва с пониженной концентрацией дефектов в верхней грани. Когда вынужденно создают односторонний шов, отказываются от разделки кромок и наплавляют самый минимум металла. Это как раз тот случай, когда полное расплавление по шву противопоказано.

Выбор приспособлений

На этом чертеже показан сварочный стапель длиной 6 м и высотой 0,62 м. В целом сборочно-сварочные средства играют большую роль.

Их подбирают, добиваясь:

уменьшения трудоемкости сборки;

сокращения остаточных деформаций;

увеличения качества конструкций;

облегчения контроля качества (это самые важные соображения при отборе).

В единичных и кустарных производствах чаще всего применяют универсальные инструменты. На крупных предприятиях они тоже востребованы, но там могут использовать и приспособления узкой области предназначения. Универсальные образцы обычно имеют переносное исполнение. Точность их невелика. При помощи мобильных зажимов можно жестко закрепить различные детали, изготавливаемые узлы и целые конструкции.

В последнем случае зажимы являются частью оснастки стендов, стеллажей и прочего дополнительного оборудования. Инструмент, изготовленный в формате струбцины либо болтового фиксатора, позволит собрать деталь произвольного профиля. Чтобы сваривать листовой прокат, нужны скобы зажимного либо клинового типа. Зафиксировать тонкие листы и укороченные детали поможет пружинный фиксатор. Пользоваться прихватами нужно главным образом при изготовлении габаритных металлоконструкций; у сварщиков есть выбор между жесткими и регулирующимися прихватами.

Дополнительно могут применяться:

кондукторы (обеспечивающие сборку и работу в комфортных положениях);

Отдельно стоит рассказать про аппараты для сварки металлических конструкций. Подбор конкретного вида оборудования определяется прежде всего бюджетом потребителя. Знатоки советуют использовать инверторные системы промышленного класса.

Для домашнего использования в основном применяют устройства, рассчитанные на 220 В. В индустриальном сегменте рекомендуется выбирать модели на 380 В.

Технология

Сварка металлоконструкций с применением полуавтоматов подразумевает, кроме самих полуавтоматов, использование баллонного защитного газа, электродов и проволоки.

Подобная методика уместна для сварки самых разных конструкций. Особенно хороша она в строительной сфере. Силу тока задают умеренную, но не слишком малую; как опасение порчи шва, так и стремление быстрее завершить работу стоит отбросить.

Знатоки считают, что при сваривании ответственных конструкций надо ориентироваться прежде всего на нормы ГОСТ для каждого метода работы.

Место будущего шва прогревают как минимум до 20 градусов по Цельсию. Если нет особых требований, надо выполнять простые стыковые и угловые соединения. Стыковые швы полагается проваривать равномерно по длине, если есть малейшая возможность.

Отдельная тема — как рассчитать стоимость монтажа. Тут учитывается уже расход на изготовление подходящих чертежей (который может составлять до 1200 — 1500 рублей в пересчете на тонну металла).

При составлении коэффициентов на сварочных работах могут учитываться такие обстоятельства:

количество соединяемых деталей;

состав применяемого оборудования (есть ли уникальные образцы, или стоит ограничиться массовыми версиями);

свариваемость отдельных материалов;

потребность в дополнительном усилении швов;

сложность исполнения швов;

доступность обрабатываемых мест;

взаимное расположение частей;

подверженность металлоконструкции деформациям;

особенности применяемых аппаратов.

Стапель для сварки мотоциклетных рам

Некоторое время назад меня спрашивали про стапель для сварки мотоциклетных рам, замеченный на одной из фотографий. Пришло время рассказать про него поподробнее.

Идея постройки такого стапеля возникла во время работы над мотовездеходом. Тогда для сварки рамы я использовал довольно простое приспособление, которое обладало несколькими недостатками: было абсолютно не мобильным (снять со стола вернуть на место можно было только силами минимум двух человек) и не позволяло проваривать швы в труднодоступных местах. Поиск решения привел на один из забугорных сайтов, откуда идея была позаимствована и переработана под наши реалии.

В итоге родилась полностью разборная конструкция, построенная из стандартного стального профиля 60х60х4 и набора хитрых крепежных пластин. Воедино все собирается с помощью гаек и шпилек или длинных болтов. Готовая конструкция получается достаточно жесткой для того, чтобы на ней можно было собирать мотоциклетные рамы при условии аккуратной подгонки стыков (т.е. с зазорами 1-2мм, что легко достигается при штучном производстве, даже если из инструментов есть только болгарка и напильник).

Получилась вот такая приспособа:

Она подходит для сборки как мотоциклетных, так и велосипедных рам. Стапель удерживает рулевую колонку и дропауты (при сборке "сухой" рамы) или втулки, через которые пройдет ось будущего маятника. Остальные части рамы поддерживаются упорами, изготавливаемыми под каждый тип рамы индивидуально — все зависит от того, что за раму вы нафантазируете.

Сейчас на стапеле стоит рама от Yamaha Diversion. Мы отрезали от нее штатный подрамник и будем заменять его кастомным. Рама удерживается за рулевую колонку и прижимается струбцинами к нижним поперечинам на стапеле. Как только станет понятна конфигурация нового подрамника, мы изготовим соответствующий держатель, который закрепим на стапеле. Он будет удерживать детали будущего подрамника при сварке.

Все это хозяйство установлено на небольшие колеса с тормозом, поэтому перемещать стапель с места на место можно силами одного человека. Тормоза на колесах надежно фиксируют стапель на месте и не дают ему двигаться, когда это не нужно.

А теперь — основная фишка конструкции. Стапель позволяет вращать свариваемую раму вокруг горизонтальной оси. Благодаря этому можно добраться до любого стыка, который раньше был труднодосягаемым, и проварить его до того, как рама снята со стапеля.

Протестировав стапель в боевых условиях, мы решили сделать его одним из продуктов нашей мастерской. Его можно заказать как в виде полностью готовой конструкции (25300 руб), так и в виде комплекта для самостоятельной постройки (10200 руб). Во втором варианте заказчик получает полный набор крепежных пластин, держатель рулевой колонки и все необходимые токарные детали. Профиль, шпильки М12 и М20, гайки, гровер и колеса потребуется приобрести самостоятельно.

Комментарии 27

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы писать комментарии, задавать вопросы и участвовать в обсуждении.

До сих пор можно заказать?

добрый
а файлы для чпу резки имеются?
или хотя бы чертежи с размерами
хотелось бы для себя повторить
был бы очень благодарен)

Добрый день!
Подскажите, переделать стандарт на хардтейл сколько стоит?

Добрый день!
Поскольку я не занимаюсь подобными работами, расценок на них не знаю.

Приветствую, скажи сколько метров профиля идёт на такой стапель и что входит в полный набор крепёжных пластин? Есть ли возможность сделать дополнительные пару пластин под определённые нужды?

Я примерно так и дуиал

Вопрос — как сделать у Вас заказ? Хороший стапель получился у Вас

Сейчас в личку напишу

очень крутой стапель! Парни молодцы, и не обрщайте на внимания на критику, как правило там 80% людей которые только дрочат на постройку, а 18% это москвичи, за которых все делают на таких стапелях. Круто парни!

Спасибо на добром слове :)
Мы и не паримся. За два года активной работы с кастомайзерами мы эту кухню очень хорошо изнутри изучили и отлично представляем реальное положение дел и соотношение количества реальных рукодельных парней и теоретиков. Последних, к сожалению, несоизмеримо больше, поэтому их голоса слышнее.
В конце июля этого года на второй Кастом Конвенции одна из команд-участников собрала мотоцикл за 24 часа, полностью переварив взятые от донора раму и маятник на нашем стапеле. Это было хорошим испытанием для конструкции и подтверждением того, что она более чем жизнеспособна. Единственное, что нужно поменять — это колеса, т.к. нынешние оказались не особо выносливыми и развалились.

Ну а как рамы без стапеля варить еще? :-)
Поворот — штука очень полезная, т.к. очень сильно облегчает сварку труднодоступных мест.

В конце июля в Москве была очередная Кастом Конвенция, в рамках которой проходили соревнования двух мото-мастерских. Парням нужно было за 24 часа (3 рабочих дня) построить мотоцикл (с нуля или переделать донора). Одной из команд мы предоставили свой стапель для конкурсной работы, а вторая пользовалась своим — классической стационарной конструкции. Была возможность наглядно сравнить в деле оба подхода.
Вращающийся выручал очень сильно, экономия времени огромная. Там где вторая команда была вынуждена корячиться, чтобы добраться до шва или доваривать, сняв раму со стапеля, наши подопечные справлялись на раз-два.

Этот пост с чипмейкера был изучен вдоль и поперек уже очень давно. Его автор большой молодец, но его подход можно назвать "стрельбой по воробьям из пушки" в том смысле, что он избыточен, причем многократно.

Обратимся к мировому опыту. В первую очередь, к американскому, т.к. культура мото-кастомайзинга родилась там, и основное влияние на культуру до сих пор исходит из-за океана. Это не преклонение перед Западом, просто я не считаю зазорным пользоваться уже накопленным годами опытом, кто бы его не накопил.
Просто погуглите картинки по запросу "frame jig", и вы удивитесь, что большинство зарубежных кастомайзеров, как гаражного уровня, так и вполне известных на локальных рынках, используют стапели именно такого типа. Рознятся они, по большей части, лишь сечением используемого профиля (от 2" до 4"). Парни за океаном не догадываются, что эта конструкция "не дотягивает ни жесткостью, ни точностью". Поэтому просто строят с ее помощью мотоциклы, на которых ездят ежедневно, не подозревая даже, что все сделано неправильно, и так делать нельзя. Скажу даже больше, можно найти большое количество англоязычных статей, где рассказывается про то, как строить рамы вообще без стапеля, "на коленках" (как это было на заре чопперостроения в США).

Все это не отменяет того факта, что чем стапель жестче, тем конструкция получится точнее — здесь вы правы. Но есть "идеальное", а есть "необходимое и достаточное". Мы предлагаем второе, и это работает.

Сомневаюсь я в правильной геометрии сего изделия. С учётом шпилек и прочего.
Струбцины нужно полустационарно делать с ромбовидным зажимом, дя точной осевой центрации деталей.
Сыровато, но молодцы, ещё раз посоветую смотреть импортные аналоги и правильно их копировать, ничего зазорного в этом нет, тем более если ещё и вводить что новое своё, другие вобще ничего неделают, только торгуют.

Струбцины нужно использовать такие, которые наилучшим образом подходят для конкретной задачи. Единственного правильного решения здесь нет.
В рассматриваемом случае (на фото) достаточно самых простых, т.к. стапель сейчас работает исключительно в роли подставки под уже готовую раму, чья геометри меняться не будет. На нее планируется поставить подрамник (съемный), точность геометрии которого не имеет особого значения, т.к. он не будет держать ничего, кроме крыла и сиденья.
При сварке рамы с нуля, несомненно, можно использовать призмы, подобные тем, что применяются на фрезерных станках для зажима цилиндрических деталей. Хотя и они нужны далеко не всегда. Например, если строить раму, замыкающуюся на двигатель, правильнее будет сделать под ее детали "персональные" крепежи.
Эта конструкция хороша тем, что на нее можно навешивать любые вспомогательные элементы в зависимости от того, что именно будет строиться.

Ну в описании выше Вы указали, что стапель для сборки мотоциклетных рам, а сейчас говорите, что он для мелкого ремонта и тюнинга

Это стапель для мотоциклетных рам. Не важно, сварка это с нуля или мелкий тюнинг. Способ крепления зависит исключительно от ваших потребностей и того, над чем вы работаете. На фото показан частный случай применения. Это не догма. У вас все может быть совсем по-другому.

Стапель — это базовая платформа, основа, на которую можно навешать все, что вам угодно и так, как вам угодно. Какие элементы поставить и как к ним крепиться, решаете вы и только вы. И элементы крепления тоже изготавливаете вы — так, как нужно именно вам, исходя из ваших задач.

Да всё понятно, набор сделай сам.
А если углы неправильно вышли, то сам виноват- неправильно собрал, прикрепил и т.д.

Пару лет назад я строил двухколесный мотовездеход на базе двигателя от бензогенератора, и под этот проект был сделан простенький стапель для сварки рам.

Стапель фиксировал рулевую колонку и дропауты, удерживая их в заданном положении при сварке, пока вокруг них строилась основная часть рамы. Не секрет, что сама по себе рама может быть сколь угодно кривой и замысловатой по форме — главное, чтобы колеса будущего транспортного средства стояли параллельно и находились бы в одной плоскости. Поэтому основное внимание уделено было именно фиксации деталей, ответственных за будущее взаиморасположение колес.
Вот так стапель выглядел в работе:

При работе с ним столкнулись с несколькими неудобствами. Во-первых, стоящий на столе стапель — это не всегда удобно, т.к. он мешает другой работе, и его нужно снимать со стола, когда требуется место (а он тяжелый — одному не снять). Во-вторых, при сварке рамы вокруг стапеля нужно постоянно ходить. И чем стол больше, тем больше неудобств. В-третьих, при сварке рамы рано или поздно возникает необходимость варить снизу, а на нашем стапеле это было сопряжено с большими неудобствами. Проще было, оставить все нижние швы на потом, и проваривать их после снятия рамы со стапеля, что не очень правильно.

Сварив с помощью этого приспособления пару рам, решили сделать более продвинутую конструкцию. По задумке она должна быть разборная, что облегчит хранение и транспортировку при переезде. Кроме того, разборная конструкция позволит быстро апгрейдить стапель и дополнять его новыми элементами по мере необходимости, заменять одни детали другими. И, само собой, новая конструкция должна быть избавлена от всех прежних недостатков.

Сперва лазером вырезали все необходимые крепежные элементы. Приношу извинения за качество фото, к сожалению, другого просто нет :(

Сам стапель собирался из стандартного квадратного профиля 60х60х4. Его жесткости более чем достаточно для изготовления кастомных рам. Зарубежные мото-кастомайзеры и вовсе используют профиль сечением 2"х2" (т.е. 50х50).

Сперва собираем нижнюю часть — это опоры, на которых будет подвешен собственно стапель:

Затем навешиваем основную часть. Вертикально стоящий профиль будет направляющей, на которой будет крепиться держатель рулевой колонки:

Затем добавляем остальные элементы: держатели дропаутов, держатели нижней части рамы и горизонтальные опоры самого стапеля:

И ставим это все на обычные колеса с тормозом:

Получившаяся конструкция обладает высокой мобильностью. Ее можно легко перемещать по мастерской вместе с установленной на ней рамой. При необходимости можно просто откатить все к стене или в дальний угол, где стапель не будет никому мешать. Рабочий стол теперь всегда свободен, а вокруг стапеля можно легко перемещаться, без проблем доставая до самых сокровенных мест свариваемой рамы.

Сейчас у нас на стапеле стоит рама от Диверсии, которой мы отрезали штатный подрамник, чтобы заменить его кастомным. Держатель дропаутов снят, т.к. в нем нет необходимости.

А вот и главное достоинство нового стапеля:

Раму можно вращать вокруг горизонтальной оси, фиксируя в новом положении. Всего возможно 16 положений (т.е. вращаем с шагом 22.5 градуса). Теперь можно без проблем добраться до любой точки свариваемой рамы и проварить проблемные места, не снимая раму со стапеля.

Стапель не окрашен. Это сделано для того, чтобы сохранить возможность приварить к нему какие-то дополнительные элементы, если это вдруг понадобится. По мере необходимости к нему будут добавляться новые съемные элементы, чтобы работать с различными типами рам и строить что-то оригинальное.

Читайте также: