Установка металлоконструкций с помощью сварки
Обновлено: 20.09.2024
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.
Рекомендации
Очень важно перед началом работы иметь полный комплект чертежей. Это позволяет точнее определить вид сварки, вариант соединений. Стоит вникать в требования к каждому узлу металлоконструкции. Категорически следует избегать местных непрочностей. Если есть хотя бы два проявления местной непрочности, рассчитывать на долговечность изделия не приходится.
Распространенная ошибка неопытных сварщиков — игнорирование жестких требований при работе на неответственных позициях.
Практика показывает, что созданные таким образом конструкции стремительно разрушаются. Бояться сложностей не нужно — те, кто один раз выполнили всю работу от и до, вскоре начнут делать ее «на автомате». Перед началом сварки стоит принимать все меры против смещения отдельных частей. Но эти меры не всегда эффективны, и потому следует обязательно давать свариваемым частям свободно двигаться без деформации.
Подробнее о том, как осуществялется сварка металлоконструкций, смотрите в видео ниже.
Технологии сварки металлоконструкций
Виды сварки
Сварка металлоконструкций – технология соединения деталей из металла различной степени сложности в единое целое при помощи специального оборудования.
Она может активно применяться в промышленном масштабе на крупных производствах опытными специалистами, а также для выполнения бытовых операций сварщиками-любителями. В любом варианте, соединения металлоконструкций характеризуется определенными особенностями, которые важно понимать при работе.
Требования к сварке металлических конструкций
Процесс сварки в технологическом плане должен обеспечить выполненным соединениям требуемые геометрические параметры, размеры и высокое качество. Конструкция должна получиться прочной и долговечной, а риск ее деформации – нулевым.
Сварка металлических конструкций.
Именно поэтому технология сварки металлоконструкций должна реализовываться с учетом некоторых требований, что во многом определит качество созданных сварных швов:
- Если создаются простые соединения без применения кондуктора, а также при создании сложных швов перед включением данного инструмента важно оставить зазор между скрепляемыми деталями.
Тогда при смещении элементов шов не пострадает. Но размеры зазора должны соответствовать допустимой норме, иначе система не будет прочна и долговечна. - При выполнении сварки ответственных металлоконструкций сварщики проверяют строгое соответствие установленной детали своему местоположению, согласно карте.
При поступлении заготовки на стапель стоит подготовить каждую из них к завершающему этапу. - Все детали должны строго соответствовать по виду и размеру, указанным в проекте частям будущей конструкции.
Это позволит сохранить функциональные возможности изделия. - Корневые слои шва при ручном методе выполнения дуговой сварки важно накладывать электродами с диаметром, не превышающим 3-4 мм.
- Металлоконструкции при укреплении потребуется располагать так, дабы можно было накладывать швы преимущественно в нижнем положении.
Это необходимо для обеспечения сварщика безопасными условиями работы. - Важно взять под строгий контроль углы металлоконструкции, для чего стоит воспользоваться специальными инструментами и кондуктором.
Все углы между плоскостями должны быть прямыми, если это предусмотрено проектом. Иначе произойдет перекос деталей, что повлечет за собой нарушение целостности механизма, потере им своей функциональности. - Готовая конструкция должна иметь минимальные усадочные напряжения и деформации, для чего сварные работы нужно осуществлять в стабильном режиме с отклонениями от заданных значений величины тока и напряжения на дуге не более ±5 %.
Описанные рекомендации важно учитывать уже на этапе сборки деталей в целостную конструкцию, а не только перед непосредственным выполнением сварочных работ. Особенно, если выбран автоматический режим, при котором не выйдет откорректировать допущенные ошибки.
В целом же, именно этот вид сварных работ и считается наиболее приемлемым, так как при автоматизировании сварных процессов влияние человеческого фактора на качество выполненных швов сводится к нулю.
На заметку! Если при испытании образца на статическое растяжение предел прочности изготовленного шва оказался меньшим, чем предел прочности основного металла, то изделие браковано.
Также важно заварить технологическую пробу в условиях, которые полностью совпадают с условиями сварки конструкций на месте производства.
Если работать сварочным аппаратом придется при низкой температуре воздуха, стоит сварить стыковые образцы перед началом операций при отрицательном температурном режиме, предусмотренном технологическим процессом. Это позволит в дальнейшем провести их механические испытания.
Если нужно выполнить сварные работы с особо ответственными металлоконструкциями из новых марок сталей или с применением новых сварных расходников, мастеру потребуется изготовить контрольные образцы в таком же пространственном положении и с теми же материалами, оборудованием, что и при сварке монтируемых конструкций.
Это позволит сварщику оценить ситуацию со всех сторон перед началом работы и не допустить ошибок в процессе ее выполнения.
На заметку! Качество созданных соединений металлоконструкций во многом зависит не только от мастерства сварщика, но и от качества сварочного аппарата, примененного в работе. Лучше остановить свой выбор на модели известного бренда, качество которого проверено временем.
Классическая технология сварки конструкций из металла
Сварка – уникальный способ получения неразъемных металлических соединений, открывающих человеку широкие возможности по снижению трудоемкости создания и установки металлоконструкций.
Она позволяет использовать рациональные типы сечений в металлоконструкциях, что приводит к снижению показателей металлоемкости в несколько раз, по сравнению с применением иных технологий.
Сегодня сварные работы выполняются с помощью разных методов, но все они создавались на основе знаний о классической технологии. Она проста и может реализовываться, как для бытовых целей, так и в промышленных масштабах.
Углы сварки металлоконструкций.
Если изготавливать сварочные металлоконструкции по классической технологии, потребуется применить следующие источники энергии:
Оба варианта предполагают три метода выполнения сварных швов:
Автоматический
Не подразумевает человеческое вмешательство в процесс выполнения сварных работ. Сварочный аппарат настраивается на актуальный режим функционирования с учетом конкретного вида выполняемой операции единственный раз перед началом работы.
Поэтому важно понимать основную цель приобретения сварного оборудования при выборе в магазине. Используя автоматический режим, можно применять контактную и электрошлаковую сварку.
Полуавтоматический
При использовании данного метода сварные швы формируются вручную, а электроды подаются в автоматическом режиме. Такое положение дел позволяет повысить производительность работы без ущерба для качества создаваемых металлоизделий.
При полуавтоматической сварке можно применить газовый флюс, неплавкие электроды, сварочную проволоку.
Ручной
Все действия методом ручной дуговой сварки осуществляются сварщиком без применения автоматизированного оборудования: от контроля подачи электрода до формирования самого соединения.
Зачастую при ручном режиме применяют обыкновенную сварку под флюсом, электродуговую сварку или пайку газосварочным устройством. Данный метод рационально использовать в бытовых целях, а не на крупном производстве, потому что он чрезмерно затратный и характеризуется низкой производительностью.
На заметку! Полуавтоматический метод дуговой сварки металлических конструкций наиболее востребован на отечественном рынке. Он активно применяется в строительстве при монтаже железобетонных строений, в машиностроении при конструировании автомобилей, а также в быту.
Инновационные сварочные технологии
Со временем классический метод выполнения сварных работ совершенствовался, опытные специалисты разрабатывали инновационные способы соединения металлических деталей в единую конструкцию: сварка с применением лазерных установок, ультразвука, теплового эффекта и т. п.
Подобные новаторские идеи могут помочь сварщику в работе, облегчив выполнение некоторых задач и ускорив весь процесс сборки металлоконструкций в целом. По этой причине и сегодня в этой области не прекращаются научные разработки и исследования.
Способы сварки металлоконструкций.
Также применение инновационных технологий выполнения сварных работ позволяет сварщику получить ряд преимуществ:
- снизить показатели коробления металла;
- повысить скорость выполнения работы;
- сократить расходы зачистку сварного шва;
- снизить траты на закупку расходных материалов;
- выполнять соединения тонколистового металла.
Особенно интересны, с точки зрения продуктивности, качества полученных швов и экономичности, следующие технологии сварки:
- Электронно-лучевая сварка применяется при работе с глубокими соединениями – до 20 см, но только при условии определенного соотношения ширины шва и глубины погружения инструмента – 20:1.
Процесс формирования шва осуществляется в вакууме, поэтому использовать такую технологию в быту практически невозможно. Она применяется в сфере узкопрофильных производств. - Термитная сварка подразумевает нанесение особой смеси на контуры соединения деталей в процессе горения.
Технологию применяют для ответственных конструкций из металла в готовом виде, когда с помощью наплавки металла надо устранить имеющийся дефект в виде трещины или скола. - Плазменная сварка подразумевает применение ионизированного газа, проходящего сквозь электроды с высокими сварочно-техническими характеристиками и выполняющего функцию дуги.
Технология имеет более широкие возможности применения по сравнению с электронным типом, так как позволяет выполнить сварщику резку и сварку металлической конструкции с любой шириной металла. - Орбитальная аргонодуговая сварка с помощью вольфрамового электрода применяется для работы со сложными деталями из металла.
Например, для неповоротных стыков труб с диаметром 20-1440 мм. В процессе работы активирующий флюс наносится 1 г/м шва. Это позволяет решить ряд важных технологических задач: уменьшить объем и вес сварной ванны за счет ведения операций пониженным током; благодаря давлению дуги на жидкий металл шов получается качественным в любом пространственном положении; сварку можно автоматизировать без разделки кромки. - Щадящие технологии сварки в смесях защитных газов Ar+CO2 и Ar+O2+CO2.
При использовании такого метода выполнения сварочных работ можно получить более качественные соединения при сравнении со сваркой в СО2. При этом актуальный объем расходных материалов сократиться на 20 % за счет резкого снижения набрызгивания электродного материала, а переход к свариваемым частям металлоконструкции станет плавным.
На заметку! Каждая из них имеет ряд недостатков, отличается своеобразными особенностями и принципами осуществления, которыми важно овладеть до начала применения на практике.
Современная наука многогранна и непредсказуема.
Она предоставляет человеку возможности применить на практике достоинства нано-технологий, поэтому ближайшее будущее сварочных операций представляется связанным с совершенствованием схем компьютерного управления сваркой, а также применением новых сварных материалов.
Заключение
Если соблюдать все требования к сварке металлоконструкций, можно получить высококачественные швы: долговечные, прочные и стойкие к воздействию. Использовать при этом можно как классический вид сварки, так и новые технологии.
Несмотря на то, что они в большей степени касаются профессионального уровня сварки, но при желании развивать свои навыки в этой сфере, ознакомиться с такой информацией будет не лишним и для новичка в подобных вопросах.
Какие способы сборки металлоконструкций выбрать: сварка или болтовые соединения. Подробный разбор технологий
Существует два метода сборки металлоконструкций: с помощью болтов и с помощью сварки. В этой статье мы рассмотрим отличия способов, их преимущества и для каких целей они используются.
Общие сведения о металлоконструкциях
Металлоконструкциями называются любые конструкции, части которых состоят из металлов или их сплавов. Такие металлические конструкции используются в основном в строительстве – металлоконструкциями в таком случае будут называться несущие строительные элементы здания.
Разбираемся какое соединение лучше: сварное или болтовое
Всего есть два вида соединения металлоконструкций:
Сварное. Такое соединение отличается герметичностью и дешевизной. Однако стоит учесть, что из-за сильного нагрева во время соединения конструкции повышается подверженность материала коррозии.
Болтовое. По сравнению со «сварным», такую конструкцию после сборки можно легко разобрать. Болты и другие элементы придется периодически заменять или подкручивать. Из недостатков – все элементы должны идеально совпадать друг с другом для обеспечения герметичности.
Сказать точно, какой вид соединения лучше и надежнее, невозможно – все они идеально справляются со своими задачами, если установлены правильно. Выбирать вид соединения исходя из целей постройки металлоконструкции и достаточного опыта в строительстве.
Болтовое соединение металлоконструкций
Болтовое соединение подразумевает собой процесс скрепления частей металлоконструкции путем их скрепления болтами. Так металлическую конструкцию можно разобрать, просто открутив болты. Различают несколько видов болтовых соединений.
Виды болтовых соединений
Бывают как одноболтовые, так и многоболтовые соединения. Но в строительстве такие соединения обычно классифицируют на:
Несдвигустойчивые. Сила затяжки гайки обычно не учитывается при проектировании, а усилие передается не через трение соединяемых частей. Болты могут использоваться самых разных классов прочности, даже высокопрочные.
Сдвигоустойчивые, или же фрикционные. Силы передаются посредством трения между частями металлоконструкции, поэтому обязательно принимаются во внимание во время проектирования. Обычно используются высокопрочные болты.
Технология сборки болтовыми соединениями
Сама суть сборки предельно проста: в качестве скрепления конструкций используются болты, шайбы и гайки, которые вставляются в специальные скрепляющие отверстия. Фиксируются болты при помощи гаек, причем затягиваются гайки постепенно, перед этим разворачиваются для соприкосновения с шайбами и только затем аккуратно затягиваются. Причем делать это нужно не по порядку, а хаотично, то есть затягивать гайки равномерно: это обезопасит от обрыва болтов и смещения конструкции. Для качественной установки крепежа используют предельные ключи, которые можно регулировать на конкретную силу затягивания.
Преимущества металлоконструкций на болтах
К преимуществам болтовой сборки металлоконструкции можно отнести:
Долгий срок эксплуатации;
Быстрый срок сборки;
Возможность перестроить конструкцию, просто открутив болты;
Классы прочности крепежных изделий
Каждое крепежное изделие, будь это болт или шайба, при установке должны отвечать нужному кассу прочности – в ином случае крепеж со временем не выдержит нагрузку, а конструкция сломается.
Классы прочности болтов из углеродистых и легированных сталей
Болты производятся либо из углеродистых, либо из легированных сталей. По ГОСТу каждому присваиваются определенные классы. Углеродистая сталь отличается от легированной тем, что она в основном содержит добавки (титан, молибден) и по эксплуатационным характеристикам в принципе лучше: она тверже, плотнее и термоустойчивее легированной.
Для болтов из углеродистой стали соответствуют следующие классы:
Все от 3.6 до 6.8.
8, 9.8. Содержит хром, бром и марганец.
10.9. Содержит хром, бром и марганец.
Для болтов из легированных сталей соответствуют следующие классы:
10.9. Содержит марганец, бром и хром.
12.9. Без добавок.
Классы прочности гаек из углеродистых и легированных сталей
Стандарты прочности по ГОСТ предусмотрены и у гаек:
Гайки, у которых высота больше или равна 0,8d (d – наружный диаметр резьбы): 4; 5; 6; 8; 9; 10; 12;
Гайки, у которых высота больше или равна 0,5d, но меньше 0,8d: 04, 05.
Гайки, у которых высота меньше 0,5d – требования к прочности не установлены.
Болты и гайки из аустенитных нержавеющих сталей
У болтов и гаек из антикоррозийной стали несколько иной метод разделения на класс прочности:
50 – предел прочности на разрыв минимум 500 Н/мм²;
70 – предел прочности на разрыв минимум 700 Н/мм²;
80 – предел прочности на разрыв минимум 800 Н/мм²;
При этом рядом с классом прочности всегда указывается марка стали (A2 или A4). Например, A4-80. У аустенитных сталей наблюдается меньшая текучесть и выраженные антикоррозийные свойства.
Классы твердости шайб
Важное примечание: как такового класса прочности у шайб нет. Вместо него классы шайб обычно сортируются по твердости, которая в строительстве измеряется в единицах HV. Например:
Не менее 140 HV для шайб класса точности А;
Не меньше 100 HV для шайб класса точности C;
Классовый диапазон может варьироваться от 100 до 400 HV
Сравнение классов прочности болтов из углеродистых и нержавеющих сталей
По сравнению с углеродистыми, нержавеющие стали отличаются низкой границей текучести, поэтому их пластичность выше – риск крошения шпилек болта при затяжном усилии минимален. При этом у болтов из углеродистой стали при возникновении большой нагрузки в большинстве случаев крепёж полностью ломается.
Сочетание классов прочности болтов и гаек
При строительстве металлоконструкций важно, чтобы классы прочности болта и гайки совпадали – в таком случае нагрузка на крепеж будет распределяться равномерно. Это спасет конструкцию от развала, вызванного разрушением крепежа.
Сварное соединение металлоконструкций
Виды сварки
Видов сварки существует несколько, но непосредственно для сварки металлоконструкций широко используются два вида:
Механизированная дуговая. Для скрепления деталей используется сварной шов, образующийся из расплавленного металла. Дугу мастер перемещает самостоятельно. Для предотвращения взаимодействия жидкого металла от кислорода и азота используется защитный газ. Механизированная сварка проста и универсальна, а производить её можно где угодно.
Автоматическая дуговая. Сварной шов, скрепляющий материалы, появляется за счет автоматического движения электронной проволоки и дуги. Требует наличия специального оборудования, а также проводится в стационарно-цеховых условиях.
Технология сборки с помощью сварки
Технология изготовления сварных металлоконструкций подразумевает собой скрепление частей в единую конструкцию без дальнейшей возможности разборки – все компоненты «намертво» присоединяются друг к другу.
Для скрепления используется традиционная технология: с помощью специального оборудования вручную или автоматически образуется сварочный шов – он и скрепляет части конструкции.
Преимущества сварки металлоконструкций
К преимуществам метода сварки металлоконструкции можно отнести:
Уменьшение веса в конструкции за счет образования узлов;
Конструкция обретает правильную форму;
Низкая вероятность брака и припуски при замене литься сваркой;
Какой из типов соединений лучше
Некоторые путаются: какой вид скрепления металлоконструкции будет подходящим. В целом – нет разницы, ведь оба метода эффективны. Но у каждого метода соединения есть свои нюансы.
В каких случаях предпочтительнее сварка, а в каких болты
Сварные металлоконструкции – это удел профессионалов, ведь неопытный мастер вряд ли сможет сварить металл грамотно. Поэтому для простой и не затратной сборки конструкции идеально подойдут болты – особых знаний иметь не нужно, а монтаж производится просто. При этом срок службы у них будет меньше, а крепеж придется периодически обновлять. Если же скреплять конструкцию будут мастера, то лучшим вариантом будет именно сварка – она надежнее и прочнее.
Как определить самый подходящий вид сборки
Подходящий вид сварки следует определять исходя из того, для каких целей будет использоваться конструкция. Например, если это теплица, то использование болтов – сомнительная идея. Мало того, что они подвергаются коррозии – со временем болты расшатываются под действием ветра и трения, и теплица начнет разрушаться. Тем более болты придется периодически подкручивать или вовсе заменять. При сварке же дополнительных мероприятий не потребуется, и разрушить строение могут разве что стихийные бедствия.
В этой статье мы рассмотрели все методы сборки металлоконструкций, их отличия друг от друга и главные преимущества. Каждый метод хорош по-своему, поэтому выбирать способ следует исходя из бюджета, достаточного опыта и целей строительства.
Сварочные кондукторы: характеристика и применение
Сварка в промышленных условиях значительно отличается от сварки в гараже и дома. В промышленных цехах этот процесс должен проходить без остановки и в больших объемах. Все должно происходить точно и в ускоренном темпе, каждая деталь должна быть подготовлена, все характеристики рассчитаны. И при всем этом нужно исключить или свести к минимуму травмирование рабочего персонала.
Характеристика
Для выполнения этих задач в промышленности используются разного рода вспомогательное сборочно-сварочное оборудование. Его можно разделить на следующие основные группы.
- Сборочно-сварочные кондукторы.
- Сборочные стенды и установки.
- УСП (универсальные сборочно-разборочное приспособление).
- Переносные сборочно-сварочные приспособления.
Сварочно-сборочный кондуктор – это приспособление, предназначенное для предварительной сборки и фиксации материала, особенно для фиксации громоздких предметов. Это устройство позволяет надежно закрепить свариваемые части в нужном положении. Хороший и удобный кондуктор значительно повышает уровень производительности работ и качество товара, тем самым значительно увеличивает прибыль.
В зависимости от размера продукта, производства или места использования агрегаты делятся на такие варианты.
- Малые – в основном используют на дому для определенной малой конструкции. К примеру, это может быть сварка рамки с прямым углом или создание стоек для перил. Малые кондукторы легко транспортируются из-за относительно небольшого размера и легкого веса.
- Большие используются в цехах и на заводах для более масштабных целей. Например, такого рода кондукторы применяют в машиностроении. И в отличие от малых, их сложнее транспортировать, и по размеру они в несколько раз больше.
В зависимости от фиксации материала и возможности передвижения стола, на котором с ними работают, агрегаты делятся на следующие варианты.
- Полностью фиксирующие – это кондукторы, как и следует из названия, фиксируют материал, полностью обездвижив его.
- Полуфиксирующие – это кондукторы, которые фиксируют материал, но при этом они могут вращать одну его часть в фиксированном положении.
В зависимости от целей и задач, которые сварщики ставят перед собой, существует очень много видов кондукторов.
Назначение
Есть два основных назначения сварочных кондукторов.
- Упростить работу сварщика по максимуму.
- Свести к минимуму травмирование сварщика и его помощников.
Упрощение работы
Каким образом кондуктор упрощает работу сварщика? А упрощать он может разными способами.
- Фиксировать металлоконструкции в нужном положении. А это немаловажно для сварщика, потому что человек не может долго держать предметы в одном положении – при каждом прикосновении электрода к материалу тот рефлекторно отталкивается. В основном фиксация нужна для сварки материала под прямым углом. Потому что придерживать человеку предмет под прямым углом очень сложно, как и было выше сказано.
- Ускоряет ход работы. Скорость улучшается из-за быстрого фиксирования всего материала в финальной форме, не используя сам сварочный аппарат.
- Дает возможность осуществлять объемные работы.
- Почти в каждом большом кондукторе находится место для металлического сосуда или ведра, чтобы охладить металл в воде.
Уменьшение травмирования сварщика и его помощников
Самое преобладающее назначение кондуктора – это сохранение здоровья рабочего. В основном без кондуктора его функцию выполняет помощник сварщика. После такой работы он может получить серьезные ожоги или другие травмы.
На сегодняшний день также существуют роботизированные сварочные кондукторы для большей ликвидации физического контакта человека с этой работой. Это еще больше позволяет уменьшить риск травмирования рабочего персонала.
Такие устройства в основном используют в машиностроении, так как там нужна более высокая точность и механизация производства.
Правила использования
Правила использования зависят от модели кондуктора. Для начала это простые правила работы с любым оборудованием. Работать с обыкновенным столом с манипулятором несложно. Конечно, для работы со сложными и автоматизированными кондукторами лучше всего просмотреть прилагаемую инструкцию. Ну а если у вас обычный кондуктор, то нужно работать следующим образом.
- В первую очередь стоит разместить части будущей конструкции в нужной вам форме.
- Затем нужно укрепить все части прочно с помощью тисков. Если кондуктор автоматизирован – вам будет легче, ну а если он механический, то вам придется приложить чуть больше усилий. В нынешнее время большинство цехов оснащены всевозможным оборудованием, которое используется на автоматизированной основе. Но нельзя исключить и работу мастеров, которые взаимодействуют с металлом вручную. Для них самый лучший способ облегчить ручную работу – это оборудовать свой кондуктор гидравлическими, электромагнитными, пневматическими или вакуумными зажимами. Тогда будет легче фиксировать металл.
- Теперь уже можно варить материал как удобно.
- После сварки металла его нужно охладить. Ну а если у вас сварка с азотным приводом охлаждения, вам будет значительно проще, и охлаждение пройдет быстрее. Если у вас обычный сварочный аппарат, то лучше всего подождать, чтобы металл сам остыл, так изделие остается более прочным. В некоторых случаях металл можно охладить водой, однако, это может привести к его непрочности и недолговечности.
- Последнее, что нужно сделать после охлаждения – ослабить фиксаторы, и работа готова.
Далеко не все горят желанием приобрести сварочно-сборочный кондуктор себе в гараж или для использования в бытовых условиях. Все-таки это производственный уровень работы.
Но для цехов и заводов такое вспомогательное оборудование только будет улучшать качество и скорость работы. На сегодняшний день невозможно запускать производство без сварочно-сборочных кондукторов.
В следующем видео представлен обзор сварочного кондуктора.
Сварка металлоконструкций
Уже довольно длительное время для соединения любых металлоконструкций используется сварка. Ее применяют как любители, для домашнего использования, так и профессионалы. Вне зависимости от этого, имея большой опыт, ее можно успешно применять как в домашних условиях, так и в производственных целях.
Благодаря прогрессирующим усовершенствованиям методик, эффективность соединения даже крупных металлоконструкций, на сегодняшний день выросла в разы. В том числе благодаря инновациям и модификациям современных сварочных аппаратов. Об особенностях соединения конкретных конструкции из металла и пойдет речь в данной статье.
Следующие требования к монтажу металлоконструкций и сварке, в большей степени относятся к профессиональным работникам, но в случае если человек хочет развиваться в данном деле, то неплохо было бы ознакомиться со следующей информацией.
Для определенных видов металлоконструкций используются специальные виды материалов из которых изготавливаются элементы правильной геометрической формы. Также важно чтобы характеристики прочности и свариваемости соответствовали требуемым по регламенту СНИП II 23-81 и ГОСТу 27772-88. Также в этом документе присутствуют разделы посвященные схемам того как правильно создаются швы и каким образом их качество влияет на устойчивость и долговечность всей конструкции. Сложность работы зависит от количества и формы деталей.
Также не мало важным пунктом является квалификация работника. Так как существуют виды сварки металлоконструкций, собрать которые смогут исключительно работники с давних пор знакомые с таким ремеслом, и работа новичков в просто не допустима. Более подробный список подобных сооружений регламентирован документом РД 15.132-96 Минтопэнерго РФ.
Пример сварки металлоконструкций
Также по ГОСТам Российской Федерации — сварка ответственных металлоконструкций должна быть контролируемой.
Классическая технология
Классическая технология сварки металлоконструкций основана на проверенных временем методах, таких как газово-огневая и электрическая сварка. В обоих вариантах способы накладки швов делятся на :
- Автоматический.
- Полуавтомат.
- Ручной.
Автоматический способ основывается на отсутствии физического труда человека. Специальный роботизированной аппарат, в зависимости от проводимых работ, переводится в правильный режим и выполняет работу, тем самым заменяя собой человека. Подобные агрегаты имеют ограничения, прокомментированные в их инструкциях. Выгоднее всего использовать подобные машины в массовом производстве компаниями, продукция которых нуждается в большом количестве соединений.
Ручной метод подразумевает наличие физического человеческого труда. В него входят контроль над сварочными электродами и формированием соединения. Чаще всего под ручным методом подразумевается:
- Использование стандартной сварки с нанесением флюса.
- Пайка металлоконструкций газосварочным устройством.
- Электродуговая сварка.
Последний способ популярен при работе в домашних условиях под собственные нужды, либо на небольшом предприятии, так как крупное производство будет иметь большие затраты на поддержание подобного способа сварки конструкций.
Полуавтомат — подразумевает обработку швов вручную, но подача самого электрода осуществляется автоматически, благодаря чему возрастает производительность труда. И в совокупности человеческого фактора и автоматического способа сварки, роботизированный метод соединения имеет большую популярность, и получил развитие как среди любителей, так и профессионалов данного дела.
Виды сварки для сборки металлоконструкций
Серьезным вопросом является вид сварки, применяемый при соединении швов. Марка стального профиля, его состав и толщина не единственное что имеет вес в вопросе удачности обработки шва. Также большое влияние имеет вид сварки.
Механизация производства повлияла на выбор цеховой сварки в пользу основанных на порошковых проволоках или автоматическом процессе, который выполняется в среде инертных газов либо в слоях флюса. Разница в методах состоит в том что первый из них, в основном, распространяется на соединения угловых швов расположенных под потолком или вертикальные соединения, в то время как второй вариант подходит для соединения деталей в нижних положениях.
Ранее очень распространенным видом соединения была электрошлаковая сварка, которая на данный момент практически не используется, в связи с тем что исследование специалистов в данной области показало ненадежность металлоконструкций возведенных этим способом, и что при отрицательных температурах она теряет свою прочностные характеристики.
Ручная дуговая сварка
По этим фактам можно рассудить, что в рабочих помещениях и даже на открытых участках, работы можно проводить используя любой вид сварки. Любопытно то, что иностранные фирмы, предприятия которых оснащены современными автоматами, все же большее внимание уделяют ручной дуговой сварке металлоконструкций. Серьезным примером может послужить Япония, значимые предприятия которой используют более 60% ручной сварки для возведения важных металлоконструкций.
Температурный режим сварочного процесса
Температура воздуха имеет большое влияние на выбор применяемой технологии создания шва и на его качество.
Дело в том, что нельзя производить работы по возведению металлоконструкций если температура самих заготовок опускается ниже — 18 °С. В таких условиях температура должна контролироваться измерением в области соединения двух деталей. И если она окажется ниже критической сами заготовки перед созданием шва подвергаются термической обработке. Прогревается не весь элемент, а только на небольшое расстояние от края, равное толщине заготовки, либо на расстояние не менее 75 мм в любом направлении.
Если же шов должен быть создан между деталями, изготовленными из разных сплавов, то подогрев обеих производится по температурному режиму самой прочный из них (по прочности материала). Не стоит забывать также что температура прогрева зависит от некоторых характеристик самого материала.
Как пример послужит сталь марки А514, полотно которой при толщине превышающей 40 мм требует нагрева до 210 °С. Более толстые детали, изготовленные из данной стали, прогреваются уже до 235 °С.
Сварка конструкций — особенности
Само понятие сварки применимо не только к изделиям из металлических сплавов, но также и к изделиям из полимеров, то есть, например из пластмассы. Ведь данное понятие подразумевает термический процесс обработки, при котором две и более деталей объединяются в единую состовляющую.
Сами работы подразделяются на два шага — сборка и соединение. Первый имеет самую большую трудоемкость работы.
Ведь чтобы качество возведенной металлоконструкции было прочным, нужно чтобы все заявленные требования к заготовкам и материал из которого они были выполнены наблюдались до конца работы.
Выполнение сварочных работ
С объективной точки зрения на сборку будущей металлоконструкции и тратится более половины всего периода работ.
Обеспечение правильной сборки
Обеспечение высококачественного завершения работ также основывается на правильном следовании определенному перечню правил по сборке металлоконструкций:
- Подбирая детали из которых будет состоять металлоконструкция, стоит придерживаться чертежей, которые были обрисованы при составлении проекта. Иначе минимальными потерями будет несоответствие внешнего вида конструкции, а в худшем случае она не сможет выполнять возложенные на нее функции.
- Исходя из плана проекта каждый элемент должен находиться на своем месте.
- Ширина зазоров имеет не последнюю роль при возведении конструкций. Если в конечном итоге они будут иметь большие габариты, чем должны были по задумке, то данный факт очень сильно отразится на прочности изделия. Но в свою очередь чересчур мелкие зазоры могут негативно отразиться на правильной работе подвижных деталей.
- Любая конструкция имеет углы, уровень которых должен быть проконтролирован при помощи специальных инструментов. Там, где это требуется углы должны быть исключительно прямые, иначе это очень сильно отразится на положении конструкции и вызовет ее перекос, или даже приведет к полному разрушению.
- Стыковые соединения должны быть обеспечены зазорами с достаточным пространством для допустимого люфта элементов.
- На протяжении возведения всей конструкции данные моменты необходимо учитывать. Особенно в случае с автоматической сваркой, ведь при ручной технологии рабочий может проконтролировать и скорректировать направление детали, что практически невозможно сделать при использовании автоматических приспособлений. Но в тоже время роботизированное вмешательство в сварку практически исключает погрешности, вызываемые человеческим фактором.
Положительные стороны сварки
Помимо сокращения рабочего времени и качества, сварка положительно сказывается и на иных характеристиках:
- В связи с тем, что во время сварочного процесса задействуются лишь два элемента, исключая влияние иных факторов, то финальная спайка по массе никак не отличается от изначального варианта, что в свою очередь позволяет экономить количество материала.
- Из-за своих особенностей, сварка практически полностью лишена ограничений в работе по фактору толщины материала. Вся ответственность за это перекладывается только на использование определенного оборудования.
- Разносортные сварочные аппараты современных образцов позволяют производить соединительные работы практически с любыми материалами без потерь в прочности шва, учитывая даже фактор проведения манипуляций с таким сложным материалом как алюминий.
- Немало важным положительным моментом использования сварки является экономия денег и рабочего времени.
- Чем тяжелее вид сварки, тем сложнее может быть тип конструкции. Также она дает возможность использовать элементы, изготовленные при помощи штамповки или отлитые в формах. При этом материал, из которого они изготовлены не играет особой роли.
- Сварочные агрегаты, представленные на сегодняшнем рынке вполне доступны по цене, а также при использовании правильно подобранной методике можно повысить коэффициент по скорости производства.
- Если имеется возможность, а также желание предприятия возводить конструкции, при сборке которых будут использоваться нестандартные материалы, сварка поможет легко осуществить данную задачу.
- Сварка более чем применима даже для работы с очень мелкими деталями.
- Сварка в целях ремонта или приведения механизмов в рабочее состояние так же очень уместна.
- При применении сварки каждая конструкция будет иметь абсолютную герметичность. Из всех доступных способов соединений стыков — сварка имеет наивысший показатель надежности по этому параметру.
Сварные соединения и их виды
Сварные соединения классифицируются по наличию одного из следующих признаков:
- Месторасположение соединения 2 деталей.
- Тип применяемого сварного шва.
- Сварочные технологии, применяемые при соединении.
- Окружающими условиями, при которых проводился сам процесс
- По толщине деталей.
- Марка сплава, из которого изготовлены детали.
Сварной шов по алюминию
Касательно первого пункта плана, днетали, по геометрическому расположению, имеют четыре вида соединения:
- Встык, одноплоскостное соединение двух заготовок.
- Внахлест, когда заготовки привариваются при наложении края одной детали на край другой.
- Угловые соединения — объединение деталей под определенным углом.
- Тавровое соединения. Сварка при примыкании детали к другой торцевой плоскостью.
Стыковые соединения выполняются проваром по толщине элемента или при создании шва на выводных планках. Если сварочный процесс выполняется вне цехового помещения, то соединение можно организовать односторонней сваркой, с дальнейшей подваркой основания шва, что подразумевает собой заполнение пространства между элементами, производимое по одной из кромок.
Работа основывающаяся на выводных подкладках кардинально разнится с предшествующей. Подкладка должна прилегать к кромке объединяемых деталей — это раз. Образовавшееся пространство должно иметь размеры не более 6 мм. Данное условие распространяется на метод ручной сварки. Если же работа выполняется механизированным способом. То он не должен превышать 15 мм. Подкладки выбираются исходя из параметра толщины, чтобы во время рабочего процесса не случился прожог детали.
Сварной шов по титану
В возводимых конструкциях, основанных на стыковых соединениях, нередко объединяются заготовки, выполненные в разной толщине. В таком случае применяется метод обработки, при котором уменьшается угол наклона у стали с большей толщиной, который должен соответствовать 1/8 наклона растянутых заготовок металлоконструкции, или 1/5.для сжатых элементов.
Сварные узлы в металлоконструкциях
Все конструкции, выполненные из металла, держатся на основе из сварных узлов, являющихся основой стыковых соединений. При разработке проекта инженеры должны учитывать удобные условия для качественного проведения работ в этих узлах. К ним относятся:
- Условие на то, чтобы узлы были сварены угловым ли стыковочным соединением.
- Нижнее положение сварки является приоритетным.
- В основном использовать механизированную или полностью роботизированную сварку, дабы гарантировать качество выполненной работы.
Среди соединительных узлов есть много подвидов, к большинству из которых заявлены различные требования. Как хороший пример послужит — балочный узел. В нем самое большое внимание сконцентрировано на расстоянии между сварочными швами, так как оно не должно быть короче толщины самого толстого стального элемента деленного на 10, входящего в состав данного узла.
Читайте также: