Как правильно сварить металлоконструкцию?

Содержание

Как правильно сварить металлоконструкцию

Как правильно сварить металлоконструкцию?

Наиболее известным способом соединения металлических деталей является электросварка. Открыта она была в начале девятнадцатого века В. В. Петровым. Он впервые предложил использовать электрическую дугу для пайки металлов.

Электросварка — один из видов сварки, в процессе которого для расплавления металла используется электрическая дуга. Температура этой дуги достигает 7000 °С, что превышает температуру плавления любого металла.

Описание ручной электросварки

Процесс сваривания металлов между собой достаточно сложный и заниматься им могут только обученные специалисты. В основе процесса лежит действие теплоты электрической дуги. Для электросварки необходимо:

  • электрод
  • свариваемое изделие (основной металл)
  • сварочный трансформатор
  • источник электропитания

К свариваемому металлу и электроду подводится электроэнергия от сварочного трансформатора. Под действием температуры электрической дуги основной металл и электрод расплавляются, образую сварочную ванну. Некоторое время она находится в жидком состоянии.

Металл электрода смешивается с основным, а образующийся при этом шлак всплывает на поверхность, что создает защитную плёнку. После затвердения металла образуется сварной шов.

Для поддержания электрической дуги необходима значительная энергия, которую получают от источников постоянного либо переменного тока.

По степени механизации процесса электросварка разделяется на:

  • ручную дуговую
  • полуавтоматическую дуговую
  • автоматическую

Зависит этот параметр от того, как выполнено зажигание и как поддерживается длина дуги, а также каким образом производятся манипуляции электродом для придания шву необходимой формы. В данной статье рассмотрим ручную дуговую электросварку. Все операции при данном методе выполняются специалистом вручную (без применения механизмов).

Разновидности инверторов

Инвертор— приспособление для электросварки, значительно упрощающее работу с металлом. Это современный вид трансформаторов. С появлением инверторов стало возможным выполнять соединения, для которых раньше потребовались бы громоздкие и сложные агрегаты.

Электроэнергия, необходимая для его работы направляется исключительно на поддержание дуги. Так как инвертор является электронным сварочным аппаратом, то основная нагрузка приходится на электрическую сеть (напряжением от 220 до 380 Вт).

Принцип его работы в сдвиге фазы напряжения и увеличении сдвига тока и частоты. Сначала инвертор изменяет переменный ток на постоянный, потом он делает из него вновь переменный, но уже с уменьшенным напряжением и увеличенной силой тока и частотой.

Как же выбрать инвертор начинающему электросварщику?

Хороший инвертор отличает наличие вентилятора. Конечно, это помогает охлаждать прибор и защищает от перегрева. Но минусом является прилипание пыли. Так что не стоит покупать инверторы с самыми мощными вентиляторами. Они будут накапливать большое количество пыли внутри. В любом случае необходимо иногда очищать инвертор.

Так как принцип работы устройства основан на преобразовании электрического тока и удерживании его в нужном диапазоне, то важным показателем при выборе будет встроенный элемент, защищающий от скачков напряжения. Оптимальным будет уровень защиты 10-15%.

Также стоит обратить внимание на температурный диапазон использования. Если планируется только бытовая эксплуатация, то нет смысла переплачивать за европейский стандарт EN 60974-1, позволяющий эксплуатацию при температуре от -150 до +150°С.

Обычный инвертор будет приспособлен для работы в пределах от 0 до +30°С.

Еще одним показателем работы инвертора является его время бесперебойной работы. Так, например, бытовой агрегат способен сваривать полчаса с последующим часовым перерывом. Промышленные устройства рассчитаны на многочасовую смену с небольшими перерывами.

Также внимание при выборе инвертора стоит обратить на диапазон напряжения. Он должен быть не слишком большой. Лучший вариант, если указано, что аппарат будет работать при 220 — 230 В. Если нижняя граница меньше, то это свидетельствует о малой производительности при низком напряжении.

Какие бывают типы электродов

Электродом для сварки называется металлический или неметаллический стержень, подводящий ток к свариваемому изделию. Существует более двухсот марок, половина из которых предназначена для расплавки при ручном дуговом сваривании.

Электроды бывают металлические и неметаллические (всегда неплавящиеся). Металлические подразделяются на:

  • неплавящиеся (из тугоплавких металлов типа вольфрама)
  • плавящиеся (из сварочной проволоки).

В соответствии с ГОСТ, электроды плавящиеся для ручной дуговой сварки классифицируются по многим показателям, таким как:

  • наиболее распространенная класификация сварочных электродов — по назначению (для сварки низколегированных и углеродистых сталей (обозначаются буквой У), для легированных конструкционных сталей (буква Л), для легированных теплоустойчивых сталей (Т), для высоколегированных сталей (В), для наплавки поверхностных слоёв с особенными свойствами (Н))
  • по толщине покрытия (тонкое, среднее, толстое, особо-толстое)
  • по типу покрытия (кислое, основное, целлюлозное, рутиловое, смешанное и прочие виды)
  • по допустимому положению сварки
  • по полярности и роду сварочного тока

На вопрос «какие электроды лучше» ответ один :

Следует помнить, что не бывает универсальных электродов. Их необходимо подбирать каждый раз, исходя из материалов и конкретных условий работы!

Марки электродов можно посмотреть тут. Маркировки электродов написаны на упаковочной коробке.

Как правильно сваривать металлические конструкции сваркой

Перед началом работ свариваемый участок очищается шкуркой либо болгаркой. Далее нужно хорошо закрепить заготовку (привариваемую деталь).

Приступая к работе, первым делом необходимо подобрать электроды и установить силу тока. Диаметр электродов обычно 3,2 — 4 мм. Нужно замерить толщину заготовки. Для сварки заготовки из тонкого металла толщиной до 3 мм применяется электрод 3,2 мм и сила тока 90 А. Если заготовка от 3 до 4 мм, берется электрод 4 мм и устанавливается сила тока 120 А.

Начало сварочных работ — это формирование дуги между электродом и поверхностью привариваемой детали. Для этого держателем проводят по поверхности заготовки под углом около 60 градусов до появления характерных искр. После чего, электрод поднимается над поверхностью на 5 мм.

В месте между электродом и свариваемой деталью должна образоваться электрическая дуга. Она должна поддерживаться на протяжении всего процесса и не изменяться в размерах.

В процессе работ плавящийся электрод с покрытием под действием электрической дуги сам плавиться, таким образом расстояние между концом электрода и поверхностью заготовки увеличивается, сварочный ток падает и дуга пропадает.

Чтобы дуга не пропадала, электрод нужно постоянно подводить с равной скоростью в зону плавки, при этом нельзя уменьшать 5мм зазор между электродом и свариваемой поверхностью.

При формировании правильного шва, электрод нужно направлять под углом 70-80 градусов к поверхности изделия в направлении сварочной линии и строго под углом 90 градусов в направлении от неё.

Достоинства и недостатки электросварки, альтернативы

Рассмотрим явные преимущества ручной дуговой электросварки:

  • сваривание во всех положениях пространства
  • возможность сваривания в местах с ограниченным доступом
  • относительно быстрая смена свариваемых материалов
  • благодаря широкому выбору электродов, возможно сваривание различных сталей
  • простота технологии.

Однако, у такого вида работ есть и недостатки:

  • вредные условия при процессе
  • качество швов сильно зависит от квалификации работника
  • низкая производительность

Альтернативой электросварке может служить ковка. Однако, это кропотливый процесс, требующий большого мастерства. Также используют разъёмные соединения (болты, шурупы). Если необходимо соединить металл, а сварка невозможна, то прибегают к заклёпочному соединению. Оно также является неразъёмным.

Для соединения разнородных металлов используют газовые паяльные лампы.

Метод пайки пламенем отличается от сварки тем, что при нём основной металл не расплавляется, а только нагревается до очень высокой температуры.

Это даёт определённые плюсы: возможность многократного разъединения материалов без нарушения их свойств. Также плюсом будет то, что можно соединять более мелкие детали, чем при сварке.

Эффект коробления при сварке

В результате неравномерного прогревания, охлаждения и усадки металла при сваривании в нём возникают напряжения. Эти напряжения могут приводить к деформациям и снижениям прочностных характеристик шва.

Для уменьшения такого эффекта в процессе сваривания под место предполагаемого шва подкладывают медную пластину. Она служит для отвода чрезмерного тепла.

Чтобы уменьшить эффект коробления металла после сваривания еще применяют метод, когда сваривают участки таким образом, чтобы деформации были примерно равны по величине но противоположны по направлению.

Мероприятия для уменьшения деформаций при сварке:

  • рационализация сварного узла
  • припуск на усадку по форме и размерам изделия
  • рационализация сборки и подготовки к сварке
  • правильный выбор способа сваривания
  • подогрев изделия на всех стадиях работы
  • проковка зоны сварного шва
  • механическая правка
  • термическая правка
  • общая термическая обработка

Высокая эффективность в борьбе с коррозиями достигается путём отпуска стальных изделий (вид специальной термической обработки стали).

Итак, мы убедились, что ручная дуговая сварка — эффективный и очень популярный метод соединения металлических деталей. Зная все нюансы выбора инвертора и электрода, вы сможете реализовать любой сварной шов. Конечно, нужна практика и профессионализм для того, чтобы выполнить его качественно.

Читайте также  Обработка кузова после сварки

Источник: http://www.m-deer.ru/samodelkin/tehnologiya-ruchnoj-elektrosvarki-metallov.html

Сварка металлоконструкций

Тема сварка металлоконструкций – это обширная сфера, потому что разнообразие металлических конструкций огромно и по назначению, и по специфики проведения технологических процессов, и по проектированию.

Но есть в этой сфере один критерий, который присущ всем видам металлических конструкций, собираемых методом сварки. Это сама сварка.

Именно с ее помощью появляется возможность использовать в металлических конструкциях рациональные виды сечения металлических профилей, соединение элементов под разными углами и в разных плоскостях, снижение такого показателя, как металлоемкость.

К тому же появляется возможность использовать для сооружения конструкций металлов с разными техническими характеристиками.

Кстати, прокат, который используется для сборки металлоконструкций, должен соответствовать своду норм и правил под названием «Стальные конструкции».

Основной материал, который в них используется, это сталь, поставляемая в виде листов, профилей различной формы, труб, стержней, рулонов, гнутых профилей и так далее.

Но, как известно, сталь бывает разная. А для разных металлоконструкций, где учитываются нагрузки разного назначения (на разрыв, на изгиб, на давление), и стальные профили применяются разные.

К примеру, по ГОСТ 19281-89 для сталей повышенной прочности, есть девять классов показателей, определяющих прочность стальных изделий. И таких ГОСТов несколько.

Поэтому еще на стадии проектирования металлических конструкций определяется и выбирается тот или иной вид стальных изделий, которые станут основной металлоконструкции.

Если металлоконструкция соединяется сваркой, то необходимо учитывать показатели качества свариваемости металла. На это влияет содержание углерода в стали. Этот же элемент влияет на прочность металла. В общем, правильно подобрать стальной прокат для конструкции – это важная составляющая качества конечного результата.

Источник: https://ccm-msk.com/kak-pravilno-svarit-metallokonstruktsiyu/

Как своими руками сварить металлоконструкции?

Как правильно сварить металлоконструкцию?

Профессиональные сварщики подтвердят, что современный мастер должен уметь изготавливать любые типы металлических конструкций. При этом типов поистине много, предприятия и частные лица часто заказывают изготовление толстостенных конструкций. Поэтому любой уважающий себя сварщик должен знать, как происходит изготовление сварных конструкций.

В этой статье мы кратко расскажем, какие бывают сварные металлические конструкции, какова технология сварки металлоконструкций и какие особенности стоит учесть, чтобы вашу работу оценили по достоинству.

статьи

Виды металлоконструкций

Существуют различные виды сварных конструкций. Самые популярные — балки. Именно сварка двутавровых балок является самой часто запрашиваемой услугой. Запомните, что балки должны быть жестко соединены между собой. Это основное требование.

Второй тип — колонны. Колонны должны хорошо переносить сжатие. В целом, сварка колонн — это такая же популярная услуга, как и сварка двутавровых балок. Еще существуют решетчатые металлоконструкции. Для сварки решетчатых конструкций нужно убедиться, что они смогут выдержать существенное растяжение. К такому типу относится сетка из арматуры, металлический каркас или ферма.

Дополнительно выделяют оболочковые металлоконструкции. Зачастую это трубопроводы и различные емкости. Главное к ним требование — абсолютная герметичность и устойчивость к повышенному давлению. Не забывайте и о корпусных металлоконструкциях. К ним относятся составы поездов и кузова авто. Главное требование — устойчивость к перманентным динамическим нагрузкам.

Как вы понимаете, к каждому типу есть свои требования. Их обязательно нужно учитывать. Нельзя выполнять работу «наобум», основываясь лишь на своих соображениях. Нужно принимать во внимание среду, в которой будет эксплуатироваться металлоконструкция, и нагрузки, которые она должна выдерживать.

Технология сварки металлоконструкций

Технологичность сварных конструкций не так уж сложна. Здесь все просто: технология соединения деталей для той или иной металлоконструкции зависит от выбранного вами метода сварки. Например, вам предстоит сварка металлоконструкций полуавтоматом. Для этого вам необходим полуавтомат, защитный газ в баллонах, присадочная проволока и электроды.

Такой подход уместен вне зависимости от того, какая сварка конструкций вам необходима. Вам может быть поручена сварка двутавровых балок или коробчатых конструкций. В любом случае опирайтесь на особенности выбранного вами метода сварки. Впрочем, есть некоторые советы, которые подходят к любому типу сварки металлоконструкций. Далее мы подробно поделимся ими.

Выбор метода сварки

теперь, когда вам известна классификация сварных конструкций, вам будет проще выбрать тип сварки. может с уверенностью сказать, что сборка металлоконструкций может осуществляться с помощью любого оборудования. например, сварка строительных конструкций часто производится с помощью полуавтомата. это не удивительно, ведь сварка металлоконструкций полуавтоматом проста и удобна, она экономит время и ресурсы. мы рекомендуем выбирать метод сварки исходя из ваших умений, условий работы и предъявленных требований по качеству.

выбор режима сварки

чтобы правильно сварить конструкции из металла нужно настроить свой сварочный аппарат. проще говоря, выбрать режим сварки. здесь рекомендация одна: постарайтесь соблюдать золотую середину. не нужно устанавливать завышенное значение тока в надежде выполнить работу быстрее. и не нужно варить на малом токе просто из страха испортить шов.

сварка ответственных металлоконструкций (например, балок двутаврового сечения) требует от вас максимальной концентрации и опыта. поэтому полагайтесь на свои силы и устанавливайте настройки, рекомендуемые гостами для каждого метода сварки. что касается скорости, то постарайтесь варить примерно 20 метров шва в час. это усредненное значение.

выбор температурного режима

сварка конструкций должна производится при температуре металла не менее 17 градусов по цельсию. это особенно важно, если планируется изготовление сварных конструкций с повышенными требованиями к качеству швов (к примеру, упомянутая выше сварка балок). прогрейте место будущего шва до 20 градусов перед началом работ.

выбор типа сварного соединения

в большинстве случаев, для сварки металлических конструкций выбирают стыковое и угловое соединение. о каждом из них поговорим подробнее.

стыковой шов должен равномерно провариваться по всей длине и толщине металла. это оптимальный метод. также можно сварить шов на одной стороне, а затем с обратной стороны проварить корень шва. это особенно актуально, если предстоит сборка и сварка решетчатых конструкций.

с угловыми швами все сложнее. они больше подвержены деформациям, чем стыковые, поскольку не способны выдерживать такие большие нагрузки. если у вас есть возможность заменить угловой шов на тавровый, то лучше сделайте это. также запрещено использовать односторонний угловой шов при соединении толстостенных конструкций. двусторонний шов обязателен.

сборка и сварка металлоконструкций также требует понимания, каким нагрузкам будет подвержено изделие. если будет много статической нагрузки, то разделывайте кромки к-образно.

особенности сварки

Во-первых, перед работой у вас на руках обязательно должны быть чертежи сварных конструкций. Еще лучше, если будет полноценный пакет с технической документацией. Специалисты должны определить, какой тип сварки лучше подходит, и подобрать оптимальные типы сварных соединений.

Металлоконструкции сварные содержат множество узлов, и к каждому предъявляются свои требования. Например, при сварке стыков металлоконструкций расстояние между швами должно быть не более 10-ти кратной толщины самого металлического профиля. Это особенно важно при соединении балочных конструкций.

Есть еще одна особенность.

Профессионалы часто используют термины «местная прочность» и «непрочность». Местная прочность — это узлы, к которым были приварены ребра жесткости, например. А непрочность — это отверстия в металлических профилях, непроваренные швы, большие зазоры между деталями и так далее.

Считается, что если у конструкции замечено оба этих недостатка, то изделие уже нельзя называть долговечным.

Поэтому, если вам предстоит изготовление сварных конструкций постарайтесь избегать упомянутых выше «болячек». Даже если вы решили, что на неответственном участке можно сделать менее качественный шов, то вы ошибаетесь. В конечном итоге именно эта ошибка приведет к разрушению всей конструкции. Сварка конструкций не прощает даже мелких недочетов.

Вместо заключения

Технологичность сварных конструкций заключается лишь в разнообразии способов сварки. Непосредственный процесс сварки (он же технологический процесс) и изготовление сварных металлоконструкций — это не так сложно, как может показаться на первый взгляд.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/svarkaed/kak-svoimi-rukami-svarit-metallokonstrukcii-5bfd34eb4bba00210930c2dd

Современная технология сварки металлоконструкций

Как правильно сварить металлоконструкцию?

Сегодня сварка является очень популярным видом соединения. Она применима и для малогабаритных деталей, и для крупных изделий, и для массовых построек, причем с разной степенью сложности. Технология сварки металлоконструкций позволяет применять абсолютно любой вид стыков: угловой, тавровый, внахлест или торцевой. И это еще не все, ведь технологии не стоят на месте, они развиваются, значит, и сама сварка становится более усовершенствованной.

Методы стыковки труб.

Требования к сварке металлических конструкций

На сегодняшний день сварочные работы имеют свои нюансы. Одно дело, когда сваркой занимается любитель в домашних условиях, и совсем другое, когда идет профессиональное металлопроизводство. Во втором случае от многих факторов как раз и будет зависеть качество работы.

Есть определенные разделы, которые регулируют всю технологию:

Обучающий плакат по сварке металлоконструкций.

  1. СНИП ІІ 23-81 и ГОСТ 27772-88. Этот раздел посвящается деталям. Тут подробно описывается возможность применения тех или иных металлов для конструкций, геометрические формы, категории прочности, а также свариваемость каждого металла.
  2. Есть раздел, посвященный схемам. Тут можно ознакомиться с тем, как правильно создавать швы, ведь от их качества зависит и прочность всей конструкции. В зависимости от количества свариваемых деталей, будет зависеть сама сложность работы.
  3. Квалификация сварки. Есть уровни работ, которые под силу даже новичку, а вот есть категории, с которыми под силу справиться только профессиональному сварщику. С более подробным перечнем можно ознакомиться в документе РД 15.132-96 Минтопэнерго РФ.
  4. Контроль сварочных работ. По этому параметру квалифицируется раздел любого ГОСТа для сварки металлических конструкций.

Конечно, данные стандартные требования больше относятся к профессиональному уровню сварки, но если есть желание развиваться в этой сфере, то не лишним с этим ознакомиться будет и простому новичку. К тому же эти документы помогут правильно определиться с материалом для конструкции, видом соединения, людьми, которые смогут выполнить те или иные виды сварки, определиться с самим контролем над сваркой.

Читайте также  Принцип работы инверторного сварочного аппарата

Если же за этот вопрос берется новичок или просто любитель, то можно воспользоваться помощью проектировщика.

Классическая технология сварки металлоконструкций

Если действовать по старинке, то в такой технологии будет использоваться всего лишь два источника энергии: электрическая дуга и газовое пламя.

И дуговая, и газовая сварка делает шов в три способа:

  • своими руками;
  • автоматически;
  • полуавтоматически.

Схемы сварки: а – обратно ступенчатым способом; б -способом «двойного слоя»; в – горкой; г – каскадом.

Касательно первого режима нужно отметить несколько моментов. В таком варианте все работы выполняются вручную. То есть самостоятельно формируется сварочный шов, контролируется процесс сварки и подачи электрода. В этом методе используется технология простой электродуговой сварки, сварки под флюсом, сварки-пайки при помощи газосварочного аппарата. Но тут сразу есть нюанс, что ручная сварка приемлема только в домашнем обиходе.

Автоматическая сварка названа так потому, что весь процесс сваривания швов осуществляется без человеческого вмешательства. Сам используемый аппарат имеет специальный механизм, который каждый раз настраивается в зависимости от необходимого вида операции. Каждая модель такой автоматики имеет свои ограничения, которые в основном указываются в инструкции к технике. Больше всего автоматическую сварку применяют в массовых производствах, так как, благодаря ей, стоимость таких работ с металлом становится достаточно низкой.

Такое устройство позволяет работать с технологией контактной сварки, применять электрошлаковую сварку, все возможные варианты ручного типа. Касательно последнего варианта, сразу стоит отметить, что оператор заменяется роботом.

Полуавтоматический вариант имеет свою особенность. В этом случае шов накладывается вручную, но при этом проволока или электроды имеют автоматическую подачу. Такая технология позволяет повысить уровень производительности в несколько раз. А самое удобное в таких устройствах – это то, что они объединяют все способы автоматики и ручных технологий. Именно поэтому такой режим пользуется популярностью и среди «домашних» умельцев, и среди профессионалов.

Инновации в сфере технологии сварки

Сегодня мир не стоит на месте и постоянно развивается во всех направлениях. То же самое относится и к сварочным процессам. Сюда можно отнести и применение лазера, и теплового эффекта трения, и силу пучка электроном, и ультразвук.

Оборудование сварочного поста.

Каждая из новинок помогает операторам быстрее и легче работать с металлическими конструкциями. Особой популярностью пользуются следующие технологии:

  • термитная;
  • плазменная;
  • электронно-лучевая.

Каждая технология имеет свои особенности, благодаря чему ее используют на производствах.

Первый тип применим для сварки и монтажа металлоконструкций, когда контуры швов деталей обрабатываются специальной смесью, которая вводится на места соединения во время горения. Удобство такой технологии заключается в том, что она позволяет даже работать с трещинами в конструкциях. Для этого используется метод «наплыва» металла.

Плазменная технология используется только с применением ионизированного газа, который пропускается промеж двух электродов. Сам газ выполняет роль электрической дуги, но сам эффект намного сильнее. При помощи перегретого газа плавится металл абсолютно любой толщины, при этом есть возможность, при необходимости, и разрезать его. Таким образом, вокруг плазменного генератора создается многофункциональная, автоматическая сварочная система.

Сварка балок и ферм.

Последняя технология позволяет работать с глубокими швами, до 20 см. Но в таком случае должно присутствовать следующее соотношение глубины погружения луча и ширины шва – 20:1. Но для электронно-лучевой технологии важно наличие вакуума. Соответственно, в домашнем обиходе использовать такой генератор очень затруднительно. Поэтому-то их и применяют только в узкоспециализированных сферах.

Как понятно из всего вышесказанного, каждый вид сварки применим в той или иной сфере работ. Например, для «домашней» сварки не рационально применять автоматическую технику. Стоит она достаточно дорого, значит, и окупаться будет слишком долго. А вот для тех же самых фермерских работ, например, сооружения ангара или другой аналогичной постройки, полуавтомат или автоматика как раз дельный вариант.

Сварка конструкций: особенности

Технология сварки применима не только для металла, при помощи нее можно работать также и с пластмассой, и с другими полимерами. Сама сварка подразумевает такой процесс, во время которого происходит плавление и деформирование отдельных рабочих деталей, после чего они соединяются в единое целое.

Сварочные работы имеют два основных этапа: сборку и соединение.

Первый этап достаточно сложен и при этом трудоемкий. Чтобы финальная конструкция была действительно надежной, необходимо, чтобы все требования выполнялись в надлежащем порядке. Если объективно оценивать, то именно на сборку конструкции и приходится больше чем половина всего затраченного времени.

Но чтобы ускорить весь процесс, стоит лишь пользоваться рядом рекомендаций.

Как обеспечить правильную сборку конструкции?

Принципиальная схема организации участка сборки металлоконструкций.

Соблюдая определенные требования, выдвигаемые к сборке конструкций, обеспечивается высококачественное проведение и всех дальнейших работ:

  1. Выбирая детали, следует придерживаться всех размеров, которые изначально были заложены в проекте. В противном случае конструкция как минимум будет иметь несоответствующий вид, а как максимум не выполнять свое прямое функциональное предназначение.
  2. Ориентируясь на первоначальный проект, все элементы должны находиться на своих местах.
  3. Размер зазоров тоже играет очень важную роль. Если их сделать больше, то это существенно скажется на прочности изделия, а если меньше, то это может привести к неисправностям движимых деталей.
  4. Так как в конструкции всегда есть углы, их следует контролировать при помощи специальных инструментов. Очень важно, чтобы в процессе сборки все углы между плоскостями были прямыми, где это так необходимо. В обратном же случае это грозит перекосом всей конструкции, и даже такое изделие в прекрасный момент может сложиться, как карточный домик.
  5. Очень важно обеспечить стыковым соединениям пространство для допустимого смещения элементов.

Все эти моменты очень важно учитывать и контролировать на протяжении всей сборки, особенно если сварка будет проводиться в автоматическом режиме. Ведь собственноручную сварку в процессе выполнения работ можно подкорректировать, что очень трудно сделать с автоматикой. Хотя и автоматическая сварка удобна тем, что исключает влияние человеческого фактора, значит, погрешностей в готовой конструкции будет намного меньше.

Положительные стороны сварки

Кроме того что сварка значительно экономит время, а сам шов выходит намного качественнее, она обладает и другими положительными характеристиками:

Примеры расположения сварных швов металлоконструкций типа болок и стоек, а так же их исполнение.

  1. Так как в данном процессе задействуется только два рабочих элемента, без каких-либо дополнений, то масса готовой спайки остается такой, какая она была изначально. Также это позволяет экономить и рабочий материал.
  2. Сварка не имеет ограничений по толщине материала. Все зависит от применения той или иной аппаратуры.
  3. Многообразие современных сварочных аппаратов позволяет работать абсолютно с разными материалами, при этом они обеспечивают высокое качество шва, даже если работа производилась с таким сложным металлом, как алюминий.
  4. Во время сварки очень легко контролировать, а по необходимости и корректировать формы законченных конструкций.
  5. Очень важным преимуществом является экономия финансовых средств и затраченного на проведение работ времени.
  6. Чем сложнее тип сварки, тем сложнее можно выполнить тип конструкции. При этом есть возможность использовать литые или же штампованные детали, а вид металла не играет особой разницы, будь то алюминий или сталь.
  7. Само сварочное оборудование на сегодняшний день вполне доступно как с точки зрения цены, так и с точки зрения возможности его покупки. При этом при подборе правильной технологии можно иметь высокий показатель по производительности.
  8. При желании всегда есть возможность создать производство поточного типа.
  9. Если есть желание и возможность, можно создать конструкцию с применением нестандартных материалов: сверхчистых металлов, алюминиевых или стальных сплавов и т.д.
  10. Если возникает необходимость работы с мелкими деталями, сварка не будет этому препятствовать. Она применима и для них.
  11. Сварочные работы используются и с целью ремонта. Это позволяет быстро вернуть механизмы и оборудование к «жизнедеятельности».
  12. Если применяется сварка, то можно быть уверенным, что все стыки будут иметь высокую герметичность. Из всех способов соединения элементов только сварка имеет самый высокий показатель по этой характеристике.

Дополнительные моменты

Схема сварки неплавящимся электродом.

Но чтобы вся работа выполнялась качественно и на должном уровне, важно соблюдать все требования к технологии производства металлоконструкций.

Правильно подобранное оборудование и его комплектующие обеспечат высокое качество швов. Иначе же не только соединения, но и вся готовая конструкция может иметь непрезентабельный внешний вид.

Главное, неправильные швы грозят возникновением неприятных ситуаций: они могут разойтись, лопнуть, треснуть. А это в свою очередь приведет к дополнительным ремонтным работам. И это хорошо, если от такого «дефекта» никто не пострадает, но ведь может случиться и наоборот.

Вот поэтому, перед тем как браться за самостоятельную сварку, лучше проконсультироваться по этому вопросу с соответствующими специалистами.

Источник: https://moyasvarka.ru/process/texnologiya-svarki-metallokonstrukcii.html

Сварка металлоконструкций

Как правильно сварить металлоконструкцию?

Тема сварка металлоконструкций – это обширная сфера, потому что разнообразие металлических конструкций огромно и по назначению, и по специфики проведения технологических процессов, и по проектированию. Но есть в этой сфере один критерий, который присущ всем видам металлических конструкций, собираемых методом сварки. Это сама сварка. Именно с ее помощью появляется возможность использовать в металлических конструкциях рациональные виды сечения металлических профилей, соединение элементов под разными углами и в разных плоскостях, снижение такого показателя, как металлоемкость.

Читайте также  Технология сварки алюминия аргоном

К тому же появляется возможность использовать для сооружения конструкций металлов с разными техническими характеристиками. Кстати, прокат, который используется для сборки металлоконструкций, должен соответствовать своду норм и правил под названием «Стальные конструкции». Основной материал, который в них используется, это сталь, поставляемая в виде листов, профилей различной формы, труб, стержней, рулонов, гнутых профилей и так далее.

Но, как известно, сталь бывает разная. А для разных металлоконструкций, где учитываются нагрузки разного назначения (на разрыв, на изгиб, на давление), и стальные профили применяются разные. К примеру, по ГОСТ 19281-89 для сталей повышенной прочности, есть девять классов показателей, определяющих прочность стальных изделий. И таких ГОСТов несколько. Поэтому еще на стадии проектирования металлических конструкций определяется и выбирается тот или иной вид стальных изделий, которые станут основной металлоконструкции.

Если металлоконструкция соединяется сваркой, то необходимо учитывать показатели качества свариваемости металла. На это влияет содержание углерода в стали. Этот же элемент влияет на прочность металла. В общем, правильно подобрать стальной прокат для конструкции – это важная составляющая качества конечного результата.

Как правильно сварить конструкцию из металла? Вопрос на самом деле серьезный. И ответ на него зависит не только от выбранных стальных профилей, их толщины и марки стали. Большое значение имеет и вид выбранной сварки.

Если говорить о ручной сварке, то она применяется, и это качественный вид сваривания металлов, который все-таки зависит от квалификации сварщика. Единственный ее недостаток – низкая производительность. Поэтому все чаще ручную сварку в цехах заменяют механизированной (порошковыми проволоками) и автоматической в защитных инертных газах или в слое защитных флюсов. Обычно механизированный вид применяют для сварки угловых, потолочных и вертикальных швов. Автоматический для нижних положений.

Внимание! Применяемая ранее электрошлаковая сварка сегодня практически не используется. Исследования показали, что швы, выполненные данным видом сварки, при низких температурах теряют свои прочностные характеристики. А это снижает несущую способность самих металлических конструкций.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что для сборки металлоконструкций можно использовать любой вид сварки как в цеховых помещениях, так и на монтажных открытых участках. Самое интересное, что многие зарубежные компании, оснащенные современными видами сварочных видов оборудования, предпочтение отдают ручной дуговой электросварке. К примеру, в Японии многие крупные компании, занимающиеся возведением ответственных металлоконструкций, используют до 65% ручной сварки.

Температурный режим сварочного процесса

Температура окружающей среды сильно влияет на технологию проведения сварочных работ и на качество самого сварочного шва.

  • Нельзя проводить сварку металлоконструкций, если температура металлической заготовки ниже -18С. Температуру обычно контролируют вблизи стыка двух деталей. Для проведения сварки саму заготовку необходимо подогреть. Греть весь металл нет необходимости, достаточно на расстоянии толщины заготовки от края соединяемых кромок. Или на расстоянии не менее 76 мм во всех направлениях.
  • Если соединяются две заготовки из разных марок сталей, то подогрев производится по температуре более высокопрочной стали. Конечно, показатель нагрева будет зависеть и от толщины заготовки. К примеру, марку А514 при толщине детали не более 38 мм надо нагревать до +205С. Более толстые заготовки этой марки надо уже нагревать до +230С.
  • Оптимальный нагрев для всех видов сталей — +21С.

Классификация сварных соединений разделяется по нескольким признакам.

  • Расположение примыкания двух заготовок.
  • Тип сварного шва.
  • Технология сварочной операции.
  • Условия, при которых проводится сварочный процесс.
  • Толщина заготовок.
  • Марка стали заготовок.

Что касается первого пункта, то есть, геометрии расположения заготовок, то здесь четыре вида стыковых соединений.

  1. Встык, когда две заготовки примыкают друг к другу в одной плоскости.
  2. Внахлест, когда две детали перекрывают своими краями друг друга.
  3. Угловое соединение. Это когда две металлические заготовки соединяются под каким-либо углом.
  4. Соединение тавровое. Это когда одна из деталей примыкает к другой своей торцевой плоскостью.

Чаще всего в металлоконструкциях применяются соединения встык и угловые. Как правильно проводить эти соединения двух заготовок.

Что касается стыкового соединения, то его выполняют прямым полным проваром сварного шва на всю толщину заготовок. Или используют для сварки технологию с применением выводных планок. Если сварка проводится не в цеху, то соединение можно проводить с односторонней сваркой и с дальнейшей подваркой корня сварного шва. То есть, заполнение зазора между кромками производится по одной из кромок, постепенно заполняя весь зазор.

Технология с выводными подкладками сильно отличается от предыдущей. Во-первых, подкладки устанавливаются со стороны кромок свариваемых деталей. Во-вторых, зазор между кромками должен быть в пределах 7 мм – это при ручной сварке. При механизированной – 16 мм. В-третьих, придется выбирать толщину подкладки так, чтобы при проведении сварки на них не образовался прожог. При этом учитывается сам режим сварочного процесса с выставлением необходимой величины тока.

Нередко в металлических конструкций в стыковых соединениях стыкуются две заготовки разной толщины. При этом способом фрезеровки или строжкой выбирается угол наклона кромки толстого металла, который равен уклону 1:8 для растянутых элементов металлоконструкции (к примеру, подвески и консоли), и 1:5 для сжатых элементов (опоры и стойки).

Угловые сварочные соединения подвергаются большим нагрузкам, чем стыковые. Особенно необходимо отметить нагрузки на растягивание по толщине заготовки. Поэтому существуют определенные требования к этому виду сварного соединения.

  • Нельзя использовать односторонний угловой стык для нагружаемых металлических конструкций. Оптимальный вариант – двусторонний шов, с помощью которого уменьшается концентрация деформаций в самой верхней части валика.
  • Если по каким-то причинам двусторонний шов нанести не удается, то применяют односторонний. При этом разделку кромок не применяют, а количество наплавляемого металла должно быть как можно меньше. То есть, в этом случае полная проплавка шва не применяется.
  • Если металлоконструкция подвергается статическим нагрузкам, то применяется сварка неполным швом с разделкой кромок двух заготовок.
  • Лучше использовать К-образную разделку кромок, а не V-образную.
  • Если есть возможность, то лучше избегать углового соединения металлических деталей. Предпочтение нужно отдавать тавровому стыку.

Режим сварки также является важным фактором, который определяет качество сварного шва. Если говорить о токе, то его повышенная величина может создать неравномерное распределение металла в зоне стыка. Могут даже образоваться прожоги, если ток большой, а толщина свариваемых заготовок маленькая. Небольшой ток тоже является причиной низкого качества шва. Могут образоваться участки с недоваром, который ведет к снижению прочности соединения и образованию трещин внутри сплавляемого металла.

Скорость сварки также может повлиять на качество. К примеру, если скорость большая, то это гарантия непроварки стыка. Заполнение зазора может быть неполным. Если скорость маленькая, то могут образоваться прожоги, заполняемый зазор металл образует выпуклости и растекание. Поэтому контролировать скорость ручной сварки надо обязательно. Ее среднее значение 20 м/ч.

Сварные узлы являются основными стыковыми соединениями, на которых и держится вся металлическая конструкция. Поэтому еще на стадии проектирования инженеры стараются создать благоприятные условия для проведения сварки в стыковых узлах. А именно:

  • Чтобы в сварных узлах проводилось или стыковочное соединение, или угловое.
  • Чтобы положение сварки было нижним.
  • Использовать не ручную сварку, а механизированную или автоматическую, как залог гарантированного качества.

Существует много видов сварных узлов, к которым предъявляются разные требования. К примеру, балочный узел. В нем очень важно обращать внимание на расположение между собой сварочных швов, это к вопросу, как правильно варить стыки металлоконструкций. Расстояние между ними не должно быть меньше десятикратной толщины самого толстого металлического профиля, который входит в состав этого узла.

И еще один момент, который влияет на прочность металлической конструкции. Есть два термина: местная прочность и непрочность. К первой относятся именно сварочные участки, к которым приварены косынки, ребра жесткости, накладки и так далее. Ко второй относятся всевозможные вырезы на элементах металлоконструкций, отверстия, непровары швов, зазоры и щели в стыках. Если оба участка присутствуют в конструкции, то сама по себе она уже считается непрочной.

Все дело в том, что физические законы в сварочных соединениях действуют так:

  • Где больше жесткость и прочность соединения, здесь появляется большая концентрация сил, действующих на всю конструкцию в целом.
  • И, наоборот, где меньше жесткости, там меньше действующих сил.

То есть, если в металлоконструкции присутствует местная непрочность, то самый хорошо проваренный стык является местом большой опасности. Как не парадоксально, но это именно так. Вот почему необходимо избегать появления местной непрочности. То есть, непровары и низкое качество сварного шва даже на самых небольших участках или не на самых нагружаемых узлах все равно приведет к выходу из строя всей конструкции.

Поэтому вопрос, как правильно варить стыки в металлоконструкциях – это самый важный вопрос, который касается качества и надежности всей конструкции в целом.

Поделись с друзьями

Источник: https://svarkalegko.com/tehonology/kak-svarivat-metallokonstruktsii.html