Сварка балок и рам

Обновлено: 20.05.2024

Грузовой автомобиль является надежным средством передвижения. Прослужить долго он может при наличии внимательного к нему отношения и осуществлении своевременного ремонта отдельных частей машины.
Безопасность поездки на грузовом автомобиле обеспечивает, в частности, нормальное состояние его рамы. Поэтому даже при возникновении незначительных дефектов, необходимо решать эту проблему, прибегая к сварке рамы автомобиля. При этом необходимо придерживаться всех этапов технологического процесса.

Когда рама нуждается в ремонте

Автомобильная рама - это каркас, на котором закреплены основные детали и узлы. Сварка рамы должна осуществляться при появлении в первую очередь трещин, а также сколов и складок.

Грузовые автомобили, перевозящие большие грузы, при наличии неисправностей могут выйти из строя прямо во время езды на трассе. Своевременная сварка рамы КАМАЗ и автомобилей подобного уровня снизит такую вероятность. Поэтому необходим постоянный контроль состояния рамы грузовых автомашин.

Подготовка к сварке рамы

Первое, о чем следует задуматься перед началом этого процесса - какими электродами следует варить раму грузовика. Пользоваться можно только качественными электродами. Для сварки рамы используются электроды диаметром 4 мм.

Перед началом процесса электроды в обязательном порядке должны быть просушены. Время просушки должно составлять не менее одного часа.

Для проведения ремонта необходимо осуществить свободный доступ для сварщика к месту проведения работы. Для этого можно временно демонтировать отдельные части грузовика, мешающие проходу.

Чтобы усилить раму можно применить специальные накладки в виде ромба или эллипса, которые изготовлены из такой же марки стали, что и сама рама. Место поломки также можно укрепить болтовым соединением или швеллером.

Перед началом сварки необходимо тщательно очистить место работы от имеющихся загрязнений. Зачистку следует проводить с помощью стальной щетки до появления металлического блеска. Это поможет обнаружить даже незначительные трещины. Их состояние можно оценить с помощью лупы большого увеличения. Перед началом сварки следует засверлить концы трещин, чтобы предотвратить их дальнейшее распространение.

Сварку рекомендуется производить с помощью современного сварочного аппарата, например, ЦИКЛОН ПДГ 240Д-1.

Перед началом сварки необходимо проверить работоспособность сварочного аппарата.
К подготовительным операциям относится обработка кромок для получения симметричного скоса обеих кромок. Обрабатывать их можно с помощью плазменного резака или болгарки.

Процесс сварки

Осуществление сварки рамы должно происходить двухсторонним швом.

Сварка рамы грузового автомобиля проводится в несколько этапов. Первым и обязательным этапом является проваривание корня.

Корень должен быть проварен по всей длине трещины. Затем осуществляются второй и третий проходы, при которых осуществляются тонкие, перекрывающие друг друга валики. При четвертом проходе выполняется валик на всю ширину выполняемого шва.

Во время сварки необходимо следить за температурой. Чтобы место сварки не перегрелось, ее лучше выполнять по частям. Длина отрезков при этом не должна быть слишком большой.

Обработка после сварки

После окончания сварки все швы следует обработать для защиты от негативного воздействия внешней среды, которой постоянно подвергается грузовой автомобиль. Для этого полученное соединение обрабатывают пескоструйным методом, обезжиривают, грунтуют и красят.

Интересное видео

Технология сварки рамы

При восстановлении автомобиля после серьезных аварий неизменно возникает необходимость сварки рамы, что позволяет восстановить прочность и жесткость кузова автомобиля. Следует сказать, что сварка рамы имеет свои характерные особенности, о которых мы и поговорим в этой статье.

Целесообразно ли проводить ремонт рам сваркой

Рама в автомобиле — это силовой каркас, к которому в последующем крепятся все кузовные элементы, двигатель, коробку, приводы и другие крупноразмерные узлы. При серьезных авариях могут отмечаться повреждения силового каркаса, в том числе и полная потеря геометрии конструкции. Следует сказать, что если рама серьезно повреждена и нарушена ее геометрия, то ремонт в данном случае будет нецелесообразным. Однако если у такой силовой конструкции отмечаются небольшие деформации, складки, трещины и сколы, то возможно самостоятельно выполнить ее сварку с полным восстановлением геометрии. При этом следует понимать, что от соблюдения технологии ремонта в последующем зависит безопасность эксплуатации автомобиля.

Правила ремонта рамы

Выполняя сварка рамы необходимо помнить о следующих правилах этой работы:

Сварка осуществляется полуавтоматом.
Не допускается перегрев.
Швы в обязательном порядке разделываются.
Проваривается корень шва.

Перед тем как приступать непосредственно к сварке рамы необходимо демонтировать кузовные элементы и другие узлы автомобиля, которые мешают свободному доступу к поврежденному участку. В том случае, если трещина в раме разошлась, то необходимо, используя специальные домкраты и струбцины, свести соединяемые элементы и в обязательном порядке проверять контрольные точки у автомобиля.

Если предварительно необходимо выполнять соответствующую правку рамы, то для этой работы используют молоток. Причём такая правка выполняется с холодным металлом. Если проводится сварка грузовых рам используют соответствующее мощное гидро и пневмооборудование.

Сварка рамы автомобиля своими руками

Именно подготовка к сварке представляет собой определенную сложность и является самым длительным и трудоемким этапом работы. Необходимо определить конкретные повреждение рамы, для чего проводят ее визуальный осмотр. Необходимо снять все кузовные элементы и силовые агрегаты, которые затрудняют доступ к месту повреждения.

Конец трещины необходимо засверлить, что позволит в последующем остановить развитие повреждения. Для такой работы можем порекомендовать использовать сверла с диаметром около 5 миллиметров.

Выполняется разделка кромок с углом около 90 градусов. Такая разделка должна выполняться на две трети толщины металлической детали. Разделка кромок может выполняться болгаркой или плазменным резаком.

Варим раму автомобиля

Как уже было сказано выше, такие сварочные работы необходимо выполнять полуавтоматами. Сварка выполняется в несколько проходов, причем следует учитывать определённые правила выполнения данной работы.

При первом проходе горелки выполняется проварка корня. В данном случае рекомендуется использовать в качестве электрода проволоку с толщиной в 1,2 миллиметра с индексом Св08. Показатели рабочего тока составляют 100 Ампер. Необходимо качественно проварить корень, не допуская при этом перегрева металла.

Второй и третий проход выполняется с показателем тока в 110 Ампер. Используется аналогичная сварочная проволока, при этом валики должны быть максимально тонкими и перекрывать собой друг друга.

Выполняя четвертый проход, следует увеличить ток до 120 ампер. Валики выполняют максимально плотно с небольшим выходом на основные элементы. При этом используют с током в 120 ампер, причём варка выполняется без прерывания дуги. Это позволит получить ровный выпуклый шов.

При необходимости выполнения вертикальных соединений сварка ведётся сверху вниз. В данном случае имеется возможность сокрытия факта сварки, для чего пятый проход не выполняется, поэтому определить факт сварки в данном случае крайне сложно. В каждом конкретном случае технология сварки может изменяться в зависимости от конкретного повреждения. Только опытный сварщик сможет определить как правильно выполнить данную работу и сможет сварить раму без потери такой силовой конструкции своей прочности.

Необходимо ли выполнять сварочные накладки

В том случае, если рама имеет серьезные повреждения, то дополнительно усилить такую конструкцию можно путем использования соответствующих накладок на раму. Такие накладки могут иметь форму эллипса или ромба. Отметим, что их лучше всего не приваривать внахлёст, а вваривать в конструкцию рамы. Такую накладку необходимо выбирать из металла, аналогичного сплаву силовой конструкции.

Обработка шва после сварки

Все имеющиеся швы после завершения сварки следует правильно обработать. Металл защищают от воздействия агрессивной среды. Место соединения следует отмыть, обработать пескоструйкой, обезжирить, прогрунтовать и покрасить. Можем также порекомендовать использовать специальные защитные покрытия, которые позволят обеспечить полное отсутствие коррозии в месте соединения.

Стоимость ремонта

В каждом конкретном случае стоимость ремонта зависит от различных факторов. Необходимо учитывать место повреждения, конкретные особенности сколов и трещин, а также необходимость демонтажа различных кузовных и силовых элементов. В то же время отметим, что куда проще и дешевле выполнить сварку рамы, нежели чем полностью менять такую силовую конструкцию.

Как сварить раму в грузовом автомобиле — техника, оборудование, материалы

Кузов являет собой неотъемлемую часть автомобиля. Он выполняет функцию защиты внутренних узлов. Особенно важно следить за состоянием кузова у грузовых автомобилей.

Замечать малейшие дефекты и своевременно устранять их. Часто запрашиваемой к ремонту деталью является рама автомобиля.

В этой статье мы разберём то как происходит сварка и ремонт рамы грузовика.

В каких случаях стоит прибегать к сварке

Рама грузового авто – это основание к которому крепятся все звенья кузова. Другими словами это скелет связывающий между собой такие важные детали как двигатель, коробки, приводы и т.д.

К сварке рамы грузового автомобиля прибегают только при незначительных деформациях детали. Самое главное – придерживаться всех этапов технологии. Состояние рамы грузовика – это прежде всего безопасность автомобиля.

Нюансы при сваривании рамы грузового автомобиля

Профилактика повреждений и регулярный осмотр кузова очень важны. Лучше своевременно делать ремонт данного элемента. Так поломка не застанет вас в расплох на дороге.

Сварка рамы грузовика имеет свои нюансы.

Следование последующим пунктам — залог крепкого и безопасного соединения.

Нужно следить за температурой металла во время сварки. Если перегреть, место соединения получится не надёжным. Варить нужно по частям. Важно чтобы длинна отрезков не превышала 5 мм.
Самое подходящее средство для обработки кромок — болгарка или плазменный резак.
При использовании дополнительного металла стоит обращать своё внимание на переходы к основе. Нужно следить за тем чтобы они максимально ровными. Не допускайте подрезов. Именно это повреждение приведёт к разрушению рамы грузового авто в будущем. А самое главное – чтобы корень проваривался во всю длину. Не то все предыдущие действия окажутся бессмысленными.
Для большей надежности лучше укрепить место поломки с помощью швеллера и болтового соединения.

Как самому выполнить сварку рамы грузовика

Чтоб вычислить повреждённый участок надо снять все элементы кузова для осмотра. Далее, определяем место окончания трещины. Его нужно засверлить. Только после этого мы можем приступить непосредственно к варке рамы грузового авто.

Саму сварку осуществляют полуавтоматом. А свёрла лучше использовать диаметром 5 мм.

Корень проваривается во время первого прохода. Сварка совершается с помощью электродов в роли которых идёт проволока толщиной 1,2 мм и индексом Св08. Во время первого раза сила тока должна быть 100А.

При следующих двух этапах сварки рамы грузового авто — 110А с этой же проволокой. Причём валики должны быть максимально тонкими и взаимно перекрываться. Вследствие следующего хода ток стоит увеличить до 120А.

Большое значение имеет непрерывная дуга. Это залог предельно ровного первоклассного шва.

Как обработать шов после сварки

Качественная обработка шва после сварки – залог хорошо проделанной работы.

На завершающем этапе нужно обеспечить защиту металла. В этом нам поможет отмывка и шлифовка пескоструйкой. Потом нужно покрасить, предварительно обезжирив и прогрунтовав.

Немаловажен опыт работы исполнителя. Новичкам браться за данное дело не стоит. Ведь в ваших руках прежде всего безопасность машины во время вождения.

А так же, не стоит забывать о безопасности и при выполнении сварочных работ.

Технология изготовления рам

Рамы представляют собой объемную пространственную конструкцию, предназначенную для соединения отдельных деталей и механизмов в единый агрегат. Одно из главных требований, предъявляемых к рамам,— жесткость конструкции. Поэтому входящие в состав сварной рамы балочные заготовки соединяют друг с другом жестко либо непосредственно, либо с помощью вспомогательных элементов жесткости. Размеры рам и их конструктивное оформление весьма разнообразны, поэтому различны и методы получения балок для рам. Например, в тяжелом машиностроении рамы клетей мощных прокатных станов собирают и сваривают из балочных заготовок в виде массивных стальных отливок.

В рамах тележек железнодорожного подвижного состава нередко наиболее сложные элементы выполняют в виде стальных отливок с относительно тонкими стенками. Рамы тележек испытывают многократное воздействие динамических нагрузок, поэтому их конструктивное оформление и технология сборки и сварки

должны обеспечивать в этих условиях минимальную концентрацию напряжений.

Поперечные балки также собирают до общей сборки. Сборку рамы полувагона осуществляют в перевернутом положении. В приспособление последовательно устанавливают все поперечные балки, а затем последней опускают хребтовую балку, заводя ее между вертикальными листами поперечных балок до опирания элемента Z-образного профиля на верхние горизонтальные листы этих балок. Общую сварку собранной на прихватках рамы выполняют в кантователе.

В серийном производстве рамных конструкций в зависимости от числа изделий одного типоразмера сборочно-сварочная оснастка может быть либо переналаживаемой, либо специализированной. Например, серийное производство мостовых кранов предусматривает широкую номенклатуру типоразмеров при небольшом числе каждого изделия.

Сборка и сварка решетчатых конструкций

Решетчатые конструкции представляют собой систему стержней, соединенных в узлах таким образом, что стержни испытывают главным образом растяжение или сжатие. К ним относятся фермы, мачты, арматурные сетки и каркасы.

Фермы, как и балки, работают на поперечный изгиб. Конструктивные формы балок проще, однако при больших пролетах применение ферм оказывается более экономичным. Характерные схемы выполнения решеток ферм показаны на рис. 5.15.

Треугольная (рис. 5.15, а) и раскосная (рис. 5.15, б) схемы являются основными. Фермы, воспринимающие нагрузки по верхнему или нижнему поясам, с целью уменьшения длины панели изготовляют по схемам (рис. 5.15, в, г). Иногда применяют безрас- косные фермы с жесткими узлами (рис. 5.15, д). По очертанию поясов фермы могут быть с параллельными поясами или с поясами, образованными ломаной линией (рис. 5.15, е).

По назначению фермы разделяют на стропильные и мостовые. Стропильные фермы работают при статической нагрузке. В качестве стержней используют главным образом прокатные и значительно реже гнутые замкнутые сварные профили и трубы.

Стержни в узлах соединяют либо непосредственно, либо с помощью вспомогательных элементов главным образом способами

Рис. 5.15. Схемы решеток ферм:

а — треугольная; б — раскосная; в — с укороченным нижним поясом; г — с укороченным верхним поясом; д — безраскосная; е — с поясом, образованным ломаной линией; И — высота фермы; /— пролет фермы

дуговой сварки. Перспективным является применение точечной контактной сварки.

При сборке ферм особое внимание уделяют правильному центрированию стержней в узлах во избежание появления изгибающих моментов, не учтенных расчетом.

Разнообразие типов и размеров ферм иногда не позволяет использовать преимущества их сборки в инвентарных кондукторах. В этих случаях нередко применяют метод копирования. Первую собранную по разметке ферму закрепляют на стеллаже — она служит копиром. При сборке детали каждой очередной фермы раскладывают и совмещают с деталями копирной фермы. После скрепления деталей прихватками собранную ферму (пока с односторонними уголками) снимают с копира, укладывают на стеллаже отдельно и ставят на нее недостающие парные уголки. Когда сборка требуемого количества ферм закончена, копирную ферму также дособирают и отправляют на сварку.

Такой способ сборки прост и эффективен, но не обеспечивает необходимой точности размеров ферм и правильного расположения монтажных отверстий, например, для крепления ферм к колоннам. Для увеличения точности сборки на концах копира укрепляют специальные съемные фиксаторы, которые определяют положение деталей с монтажными отверстиями и ограничивают геометрические размеры конструкции в пределах заданных допусков.

Использованию механизированных поточных методов при изготовлении ферм препятствует не только разнообразие типоразмеров и небольшое число изделий в серии, но и низкая технологичность типовых конструктивных решений. Большое количество деталей, составляющих ферму, усложняет сборочные операции, приводит к необходимости выполнения множества швов, различным образом ориентированных в пространстве, и требует кантовки собранного изделия при сварке. Качество получаемых соединений в значительной мере зависит от квалификации сварщиков и ряда других факторов, характерных для ручного производства.

Уменьшить массу фермы позволяет использование трубчатых профилей. Однако для труб круглого сечения непосредственное соединение элементов в узле получается весьма трудоемким. Иногда концы труб относительно небольших диаметров сплющивают, что упрощает их соединение в узлах способами дуговой сварки. Значительно проще оказывается соединение в узлах труб прямоугольного или квадратного сечения.

При значительных размерах решетчатую конструкцию изготовляют на заводе по частям и отправляют на место монтажа отдельными секциями. Размеры секций назначают в зависимости от способа транспортировки; при перевозке по железной дороге исходят из габарита подвижного состава. Секции обычно представляют собой пространственные конструкции; в случае их серийного производства для сборки используют специальные кондукторы. Пространственные решетчатые конструкции башенного типа (радиомачты, радиобашни, конструкции буровых вышек и др.) имеют большую высоту и подвергаются значительным ветровым нагрузкам, поэтому их изготавливают преимущественно из трубчатых элементов.

Ремонт и Сварка рамы грузовика

Частая проблема – перегруз машин по весу вследствие больших объёмов груза. Случаются ситуации, когда грузовики выходят из строя на дальних трассах, с большим количеством груза, зачастую скоропортящегося. Это приводит к большим денежным потерям и простоям.

Чтобы такого не происходило, важно следить за состоянием рамы и вовремя её чинить. Но тут есть один важный момент: если ремонт произведён неправильно, через некоторое время рядом с местом сварки появляется трещина, и нужен повторный визит в сервис.

Совет 1

Самое важное условие: ни в коем случае нельзя перегревать металл в месте шва. Правильнее всего будет варить небольшими отрезками длиной примерно по 5 мм, после этого давая остыть месту сварки. Да, процесс из-за этого получается очень долгим, но результат стоит затраченных усилий. Перекалившийся металл станет слишком хрупким, вследствие чего и будет трескаться.

Фотоотчёт ремонта рамы грузовика

Ремонт рамы тягача Рено

Толщина основной рамы 6 — 4 мм., накладка 5мм., проволка 0,8 + сварочная смесь.

Используемый в работе сварочный аппарат — Циклон ПДГ 240Д-1

Ориентировочная цена аппарата — 13000-14000р.

Совет 2

Для обработки кромок используйте плазменный резак. Он будет лучшим вариантом для резки металла. Это поможет соблюсти первое условие, касающееся перегрева.

Совет 3

При варке шва обязательно следите за аккуратными и ровными переходами с дополнительного на основной металл. Избегайте образования подрезов, поскольку именно с подреза впоследствии начинает снова трескаться рама. Околошовная зона важна не меньше самого шва.

Кроме того, корень обязательно проваривать по всей длине, в противном случае вся работа пойдёт насмарку. Если нет возможности варить корень, то лучше вообще не беритесь за ремонт рамы.

Сварка рамы грузовика

Совет 4

С некоторыми небольшими грузовиками очень непросто работать, и рама снова и снова ломается, как её ни вари. Можно воспользоваться немного другим методом и усилить место поломки. Придётся немало попотеть, но есть возможность усилить лопнувшее место швеллером и болтовым соединением. Иногда это единственный способ спасти машину.

Совет 5

И напоследок технология – вариант надёжной сварки:

Первый проход – проварка корня. Ток 100А, газовая смесь Ар + СО2 20%, проволока 1,2 мм Св08. Слева направо проходимся поперёк трещины, прерывая дугу и образуя обратный валик
Второй и третий проход. Ток 110А. Делаем тонкие валики, перекрывающие друг друга.
Четвертый проход. Ток 120А. Валик на полную ширину разделки, немного заходя на основной металл. Валики должны быть плотными. В зависимости от теплопотери можно варить основным швом (от 3 до 5 валиков, затем дуга прерывается). Пятый валик должен перекрыть не меньше 5 мм в каждую сторону. Техника как такая же, только не прерывая дугу.

Таким способом шов выйдет довольно ровным. Вертикальные швы выполняются только сверху вниз. Если клиенту необходима сварка без следов, то пятый валик не выполняется.

Особенности производства и преимущества сварных балок

Для постройки многоэтажных домов, мостов, технический сооружений применяются балки. Их изготавливают из различных металлических сплавов, а для производства чаще всего применяется сверхпрочная легированная сталь. В зависимости от технологии производства различают несколько видов балок. В России популярность получила сварная балка, которая создается методом сварки отдельных стальных элементов друг с другом. При соблюдении всех сварочных правил получившая деталь получится прочной и надежной, с ее помощью можно возвести любое строение (мост, дом, навесную конструкцию). Но как они создаются? Какие у них есть конструктивные преимущества?

Общие сведения

Посередине детали располагается длинная плоская деталь-перемычка, обладающая постоянной шириной. Для получения сужающихся двутавров могут применяться металлические перемычки переменной ширины, когда ширина одного края меньше ширины другого края. Такие запчасти используются для монтажа навесных конструкций или креплений.
По бокам к перемычке перпендикулярно привариваются две детали, которые выполняют роль своеобразных «стенок». Стенки обладают постоянной шириной, хотя иногда могут использоваться сужающиеся стенки, если нужно создать перекрытие.
Для маркировки может наноситься «штамп», который будет отражать основные сведения о запчасти. Ключевая информация — марка металла, тип запчасти, категория детали, дата производства, информация о заводе-изготовителе.

Особенности и преимущества

Двутавровая сварная балка изготавливается из листовой стали, которая нарезается на отдельные пластины. Чтобы скрепить пластины, выполняется следующие операции — зачистка краев, фрезерование и металлосварка. Главное преимущество сварных балок — невысокая металлоемкость и простота. Для производства отдельной запчасти не нужно оборудование, а затраты листовой стали будут минимальными. Сварная балка обладает высокой прочностью и надежностью, не деформируется под действием высоких нагрузок, хорошо переносит воздействие химических реактивов и высоких температур.

Основной сферой применения двутавров является строительство различных объектов — домов, складов, заводских помещений, каркасных конструкций. Двутавры подходят для создания длинных пролетов, эстакад, мостов, перекрытий, площадок, подкрановых конструкций. В зависимости от типа конструкции различают несколько разновидностей двутавровых балок — нормальные, широкополочные, колонные, с уклоном, армированные. Применение сварных балок в строительстве обладает множеством плюсов:

Снижение общей массой конструкции на 10-20%. Это достигается за счет того, что сварные двутавры выпускается в различных сечениях. Это позволяет подобрать деталь для создания любой конструкции.
Универсальный состав. Метод металлосварки позволять соединить практически любые разновидности стали, поэтому двутавр можно сделать даже из разнородных материалов. Это упрощает подбор стали, а удешевляет производство запчастей.
Возможность создания несимметричных стенок. С помощью сварки можно соединить любые металлические поверхности. Поэтому с ее помощью можно соединить даже такие металлические стенки, которые несимметрично располагаются друг относительно друга.
Минимум обрезок, мусора. Сварной двутавр делается из плоских заготовок, которые создаются методом нарезки металлических листов. Во время сварки образуется минимум мусора. Поэтому эта технология производства является экономной, а обрезок во время работы образуется по минимуму.

Сварка балок

Для соединения отдельных балок применяется сварочная технология. Для соединения двутавровые концы соединяются друг с другом — после этого выполняется их сварка с помощью соответствующего оборудования. Чтобы повысить прочность шва, металлосварку выполняют с помощью устройств-автоматов, которые обеспечивают равномерную подачу проволоки в активную зону. Целесообразно применение флюсов — они улучшают качество швов, которые будут хорошо выдерживать воздействие серьезных нагрузок или высоких температур.

При расправлении стали флюс минимизирует разбрызгивание металла (все компоненты остаются в активной зоне). Благодаря этому становится возможной высокоэнергетическая металлосварка (при силе токе до 4.000 ампер).
Флюсы надежно изолируют активную зону от воздействие внешней среды (это минимизирует риск образования оксидов, снижающих прочность шва).
Применение флюсов позволяет снизить экономические затраты на выполнение работ. Скажем, для защиты активной зоны можно применять инертные газы — однако их потери будут достаточно значительны из-за того, что двутавр обладает большой площадью сечения.

Металлосварку можно выполнять и с помощью ручной или полуавтоматической сварки без применения защитных флюсов. Для сборки отдельных элементов рекомендуется использовать установки-кондукторы, которые будут надежно фиксировать запчасти во время сварочных работ. Возможно применение прихваток, хомутов и другого подобного оборудования для фиксации. Главный недостаток ручной и полуавтоматической сварки заключается в более низком качестве шва. Во время работ повышается разбрызгивание металла с образованием угара (общие потери могут доходить до 20% и выше).

Технология производства

Российские производители сварных балок

Если сварка проведена правильно, то получившийся шов будет очень прочным, надежным. В России основными производителями балок являются отечественные компании, которые работают согласно нормам ГОСТ 26020 или СТО АСЧМ 20-93. Основные российские производители сварной балки — Амурметалл, Абинский электрометаллургический завод, Ашинский металлургический завод, Горьковский комбинат, завод «Красный Октябрь».

Заключение

Сварная балка представляет собой двутавровую длинную запчасть, которая в сечении имеет вид буквы «Н». Производство сварной балки выполняется в несколько этапов. Основные этапы — нарезка листового металла на отдельные заготовки, фрезерование заготовок, монтаж элементов, проведение сварки, ультразвуковая проверка, финальные замеры. Двутавры сварные применяются в строительстве — из них делают дома, мосты, навесные конструкции, каркасные помещения.

Преимущества — низкие металлозатраты, простота производства, низкий вес готовой конструкции, минимум мусора. Для соединения отдельных элементов применяется автоматическая сварка в среде расплавленных флюсов. Альтернативные технологии — ручная или полуавтоматическая сварка в среде защитных газов или без них. В России основными производителями являются концерны — Амурметалл, Ашинский завод, Горьковскй комбинат, завод «Красный Октябрь».

Практическое занятие "Технологическая последовательность сборки-сварки двутавровых и коробчатых балок"

ознакомиться с технологической последовательностью сборки-сварки балок двутаврового и коробчатого сечения.

Изучите материал:

Балки – это конструктивные элементы, работающие в основном на поперечный изгиб. Типы поперечных сечений и размеры сварных балок весьма разнообразны.

Если нагрузка приложена в вертикальной плоскости, то чаще всего используют балки двутаврового сечения.

При приложении нагрузки в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также при действии крутящего момента, более целесообразно использование балок коробчатого сечения.

Типы профильных балок

Основные параметры сечения коробчатой балки

И в тех и в других балках горизонтальные листы (полки) соединяют с вертикальными листами (стенками) поясными сварными швами.

Наиболее широкое применение имеют двутавровые балки.

Обычно такие балки собирают из трех листовых элементов. При сборке нужно обеспечить симметрию и взаимную перпендикулярность полок и стенки, прижатие их друг к другу и последующее закрепление прихватками. Для этой цели используют сборочные кондукторы с соответствующим расположением баз и прижимов по всей длине балки.

На установках с самоходным порталом (рис.1) зажатие и прихватку осуществляют последовательно от сечения к сечению.

Рис.1. Схема самоходного портала для сборки двутавровой балки:

1 – портал; 2 – вертикальный пневмоприжим; 3 – горизонтальный пневмоприжим; 4 – стенка балки; 5 – пояса балки

Для этого портал 1 подводят к месту начала сборки (обычно это середина балки), включают вертикальные 2 и горизонтальные 3 пневмоприжимы. Они прижимают стенку балки 4 к стеллажу, а пояса 5 – к стенке балки. В собранном сечении ставят прихватки. Затем прижимы выключают, портал перемещают вдоль балки на шаг прихватки, и операция повторяется. Вертикальные прижимы 2 позволяют собирать балки значительной высоты, не опасаясь потери устойчивости стенки от усилий горизонтальных прижимов. При больших размерах двутавровой балки ее пояса и стенки могут быть составными. Такие балки нашли применение при сооружении пролетных строений автодорожных мостов.

При изготовлении двутавровых балок поясные швы обычно сваривают автоматами под слоем флюса. Приемы и последовательность сварки швов могут быть различными. Наклоненным электродом можно одновременно сваривать два поясных шва, однако имеется опасность возникновения подреза стенки или полки.

Общая технология изготовления симметричных двутавровых балок

Последовательность сварки продольных швов

Выполнение швов в лодочку обеспечивает более благоприятные условия их формирования и проплавления, зато приходится поворачивать балку после сварки каждого поясного шва. Для этого используют позиционеры-кантователи различных типов.

В кантователе в центрах (рис.2, а) предварительно собранную на прихватках балку 3 закрепляют зажимами в подвижной (задней) 1 и неподвижной (передней) 2 опорах.

Рис.2. Схемы позиционеров-кантователей для сварки балок:

а – в центрах: 1 – подвижная опора; 2 – неподвижная опора; 3 – балка;

б – цепной: 1 – ведомое зубчатое колесо; 2 – цепь; 3 – балка; 4 – ведущее зубчатое колесо; 5 – рама; 6 – блок;

в – на кольцах: 1 – зажимы; 2 – откидные болты; 3 – откидывающаяся часть; 4 - кольцо

В требуемое положение балку устанавливают, вращая опоры с помощью червячной передачи. Подвижность задней опоры позволяет сваривать в таком кантователе балки различной длины.

Цепной кантователь (рис.2, б) состоит из нескольких фасонных рам, на которых смонтировано по два зубчатых колеса (ведомое 1 и ведущее 4) и блок 6. Свариваемую балку 3 кладут на провисающую цепь 2. Вращением ведущих звездочек балку поворачивают в требуемое положение.

В некоторых случаях применяют кантователи на кольцах (рис.2, в). Собранную балку укладывают на нижнюю часть кольца 4; откидывающаяся часть 3 замыкается с помощью откидных болтов 2 и балку закрепляют системой зажимов 1.

При раздельной сборке и сварке двутавра в универсальных приспособлениях доля ручного труда на вспомогательных и транспортных операциях (установка элементов, их закрепление, прихватка, освобождение от закрепления, перенос в сварочное приспособление, закрепление и поворот в удобное для сварки положение, снятие готового двутавра) оказывается весьма значительной. Использование поточных линий, оснащенных специализированным оборудованием и транспортирующими устройствами, существенно сокращает затраты ручного труда. Поточные линии сварки балок двутаврового сечения могут оснащаться либо рядом специализированных приспособлений и установок, последовательно выполняющих отдельные операции при условии комплексной механизации всего технологического процесса, либо автоматизированными установками непрерывного действия.

Технологическая схема № 1

1 : раскладка деталей балки

2 : сборка балки на электроприхватках

3 : одновременная сварка двух прилежащих продольных швов с кантовкой балки на 180°

4 : правка деформаций грибовидности полок балки

Технологическая схема № 2

1 : раскладка деталей балки (стенка, полки)

2 : автоматическая сборка балки и фиксация в сборочном приспособлении (кондукторе)

3 : одновременная сварка одного из проходов двух противолежащих продольных швов

4 : последовательная кантовка балки на 180°

5 : одновременная сварка второго прохода двух противолежащих продольных швов

6 : правка деформаций грибовидности полок балки

Пример последовательности изготовления сварных балок

Балки коробчатого сечения сложнее в изготовлении, чем двутавровые, поскольку между стенками и полками находятся листы (диафрагмы), которые обеспечивают большую жесткость на кручение (рис.3, а).

Рис.3. Изготовление балок коробчатого сечения:

А – сечение балки; б – сборка П-образного профиля; в – сварка диафрагмы с боковиной.

Поэтому такие балки находят широкое применение в конструкциях крановых мостов. При большой длине балок их полки и стенки сваривают стыковыми соединениями из нескольких листовых элементов.

Сначала на стеллаж укладывают верхний пояс (полку), расставляют и приваривают к нему диафрагмы. Такая последовательность проведения операций определяется необходимостью создания жесткой основы для дальнейшей установки элементов балки и обеспечения прямолинейности боковых стенок, а также их симметрии относительно верхнего пояса. После приварки диафрагм устанавливают, прижимают (рис.3, б) и прихватывают боковые стенки. Затем собранный П-образный профиль кантуют и внутренними угловыми швами приваривают стенки к диафрагмам (рис.3, в). Сборку заканчивают установкой нижнего пояса. Сварку поясных швов осуществляют наклонным электродом после завершения сборки. Это объясняется тем, что для балок коробчатого сечения подрез у поясного шва мене опасен, чем для двутавровых балок, поскольку в балках коробчатого сечения сосредоточенные силы передаются с пояса на стенку не непосредственно, а главным образом через поперечные диафрагмы.

При изготовлении полноразмерных балок моста крана все основные операции по заготовке листовых элементов и последующей общей сборки и сварки выполняют в механизированных поточных линиях с использованием автоматической сварки под слоем флюса. Наибольшую трудность при производстве балок коробчатого сечения представляет выполнение таврового соединения диафрагм и стенок угловыми швами. Небольшое расстояние между стенками затрудняет автоматическую сварку в горизонтальном положении (см. рис.3, в), и сварщику приходится выполнять эти швы вручную в крайне неудобном положении.

Сварные элементы коробчатого сечения применяют для стержней ферм железнодорожных мостов. В отличие от балок у них нет диафрагм, что затрудняет сборку, и поэтому в серийном производстве для их сборки используют специальные кондукторы, фиксирующие детали по наружному контуру. Для этого в полках балок предусмотрены технологические отверстия, через которые стенки в процессе сборки поджимают к внешним опорам кулачковым механизмом. Кроме того, для предотвращения винтообразного искривления этих элементов сварку осуществляют наложением Lнаклонными электродами.

При монтаже конструкций нередко возникает необходимость стыковки балок. Типы стыков балок двутаврового сечения показаны на рис.4.

Рис.4. Типы стыков двутавровых балок:

а – стыки стенки и полок совмещены в плоскости; б – стыки стенки и полок не совмещены в плоскости; L – длина участков поясных швов балки

При монтаже обычно стыковые швы стенки и полок совмещены в одной плоскости *(рис.4, а). Их выполняют ручной дуговой или механизированной сваркой в среде углекислого газа. Стык балки с не совмещенными в плоскости стыковыми швами полок и стенки (рис.4, б) применяют как технологический. Назначая последовательность выполнения швов поясов и стенки, необходимо иметь в виду следующее. Если в первую очередь сварить стыки поясов, то стык стенки придется выполнять в условиях жесткого закрепления, что может способствовать образованию трещин в процессе сварки. Если вначале сваривают стык стенки, то в стыках поясов возникает высокий уровень остаточных напряжений растяжения, что может снизить усталостную прочность при работе балки на изгиб.

Для облегчения условий сварки стыка участки длиной L поясных швов балки (см.рис.4, а) иногда до конца не заваривают, а выполняют их после сварки стыковых швов. Так как поперечная усадка свариваемого последним шва будет восприниматься элементом длиной L , то величина остаточных напряжений окажется меньше, чем при жестком закреплении. Однако в элементах, свариваемых в первую очередь, появление свободного участка L может вызвать коробление из-за потери устойчивости под напряжением сжатия. Для каждого конкретного случая в зависимости от перечисленных факторов (опасности возникновения трещин при сварке, условий работы стыка балки в конструкции, размеров поперечных сечений элементов) оптимальная технология выполнения стыка может быть различной.

Непосредственная сварка стыковых соединений с полным проплавлением всего сечения профильных элементов требует высокой квалификации сварщика и тщательного контроля качества полученных соединений. При изготовлении конструкций, работающих при статических нагрузках, часто применяют соединения с накладками, привариваемыми к соединяемым элементам угловыми швами. Такое соединение технологически проще, хотя и требует дополнительного расхода металла. Для конструкций, работающих при вибрационных нагрузках, соединения с накладками непригодны

2. Порядок проведения работы

2.1. Используя материал, представленный для изучения, материалы лекций 6 «Технологичность сварных конструкций. Общие понятия о технологическом процессе изготовления сварных конструкций» и 7 «Технология заготовительного производства. Правка, гибка металла, механическая и термическая резка», материалы интернет-ресурсов, основную и дополнительную литературу, ознакомиться с технологической последовательностью сборки-сварки двутавровых и коробчатых балок.

2.2. Изучить и описать технологическую последовательность сборки-сварки двутавровой балки.

Материал – Сталь 09Г2С.

Лист 6 200 х 8 000 – 2 шт.

Лист 10 150 х 1 000 – 1 шт.

3. Содержание отчета.

Отчет должен содержать:

3.1. Описание технологической последовательности сборки-сварки двутавровой балки согласно заданию.

4. Контрольные вопросы.

· Какую оснастку используют для сборки и сварки балок двутаврового сечения в условиях мелкосерийного производства?

· Какова последовательность выполнения сборочно-сварочных операций при изготовлении балок двутаврового и коробчатого сечения?

· Какие существуют характерные типы стыков балок двутаврового сечения и в чем заключаются особенности их сборки и сварки на монтаже?

Читайте также: