Швеллер является частью самых разных металлических конструкций. Обычно его роль заключается в восприятии различных механических нагрузок – на сжатие, растягивание, изгиб, кручение, пр. Часто при требованиях конфигураций металлоконструкций требует сваривать жесткий рамочный каркас. При этом стальное изделие после сварки должно все также оставаться цельным изделием с неизменными механическими характеристиками.
Любые работы по сварке имеют способность ослаблять отдельные узлы швеллера. Именно для уменьшения сварных работ используется при возведении ответственных конструкций швеллерный сортамент, а также двутавровые балки. Сварка швеллера – это важный этап, который часто на объекте вызывает затруднение, невыполнение трудоемких условий государственного регламента.
Содержание
Что нужно знать
Расположение типоразмеров в местах стыковки выполняется несколькими главными способами: полками внутрь, гранями наружу, смешанное, со сторонами модели, перпендикулярными плоскости каркаса. Практикуется крестообразная стыковка швеллеров: профиля ставятся диагонально специальными связями.
Виды металлопрофилей – горячекатаный стальной профиль, гнутый типоразмер, сделанный холодной прокаткой – не сказываются на характер, выбор сварки. Самое прочное соединение получается у моделей с параллельными полками, которые имеют маркировку «П».
К сварке швеллеров предъявляются требования:
-
Свариваются сначала толстые элементы профиля, то есть полки, затем приступают к свариванию тонких элементов.
-
Нельзя сваривать внутренние грани полок – углы соединений сторон. Такой подход приведет только к ослаблению целостности детали, всей конструкции.
-
Два швеллера должны иметь зазор 2-3 мм. Это поможет исключить частую проблему возникновения «горки», после которой придется зачищать поверхность, а значит – существенно ослаблять сварочный шов.
-
Для неответственных легких металлоконструкций, где не важны требования надежности, минимальный вес элементов строения, можно проводить соединение швеллеров встык сваркой с двух сторон.
-
Кромки торцов, где протекает сваривание, закручиваются V-, X- образно, для толстого, тонкого края, соответственно. Угол при этом от 30 до 60 градусов.
-
Исключаются переломы по вертикали, горизонтали на стыке свариваемых элементов.
-
Стыковка по правилам проводится при помощи листовых накладок. Они располагаются только симметрично продольной оси сечения.
-
Создавая проект, необходимо учитывать, что зона сварного шва слабее других частей типоразмера на 5-20%.
Несколько советов
Листовые накладки лучше всего варить сразу по всему контуру прилегания. Это исключит проникновение между ними швеллерной поверхностью влаги, других ненужных составов. Влажность всегда губительна для металлов, особенно при сварочных работах, она грозит возникновением коррозии. Часто используются антикоррозийные материалы.
Проблемами здесь могут быть разные факторы: техника сваривания, человеческий фактор (отсутствие опыта, специализации), неправильно выбранный шов. Следует помнить, что сварка по ГОСТу всегда будет прочнее, рекомендациями пренебрегать нельзя.
Какая сварка бывает?
-
Электродуговая. Самый предпочтительный тип соединения. Здесь применяется короткая дуга средней мощности. Обязательно проводить проверки на внутренние дефекты.
-
Газовая кислородная. Применяется в редких случаях из-за получения большой зоны нагрева. Негативное термическое влияние ослабляет большую поверхность детали, приводит к внутренним напряжениям металла, сильной деформации всего металлопрофиля.
Где заказать швеллерный металлопрокат?
Металлобаза «Сталь-Инвест» предлагает услуги по продаже, доставке, резке металлических профилей. К вашим услугам – большие объемы металлопродукции на складах, отсутствие долгого ожидания доставки, детали в соответствии ГОСТ. Позвоните по телефону +7 (863) 308-94-58, уточните все детали заказа, получите экспертную консультацию.
Способы сварки швеллеров между собой по ГОСТу
Швеллер – один из главных элементов из которых состоит металлоконструкция. Для формирования нужной структуры каркаса требуется сварка швеллеров. Сварной узел имеет хорошую надежность, но любые нарушения в технологии сварки могут привести к ослаблению всей конструкции. В связи с этим сварка является самым сложным и контролируемым этапом при производстве металлоконструкций.
Виды стыковки швеллеров
Выбор соединения прямо пропорционально зависит от размеров конструкции и действующих на нее сил.
Различают следующие варианты взаимного расположения швеллеров:
- полки швеллеров обращены внутрь;
- полки швеллеров обращены наружу (образует двутавр);
- смешанное расположение полок;
- полки швеллера перпендикулярны плоскости каркаса;
- диагональное размещение (размещение «стоя» или «лежа).
Выбор определенного варианта связан с:
- условиями наложения шва;
- протяженности места сваривания и количества задействованных рабочих для его наложения;
- вида сил и мест их воздействия;
- типа и габаритных размеров швеллера;
- требуемой расчетной устойчивостью и полной нагрузки на сооружение.
Данное соединение применяют для не ответственных конструкций. Сварка выполняется с лицевой, тыльной стороны и с условием хорошей толщины провара. Монтажный шов сперва выполняют на тонкой, а после на более толстой части швеллера. Допускается выполнение данного шва с одной стороны изделия с обязательной подваркой корня шва.
Последовательность наложения швов
Потребность в снятие кромок определяется исходя из толщины полок швеллера:
- 6 мм и менее-скос кромок не требуется.
- 6-12 мм – скос делают под углом 30 .
- 12 мм и более-скос кромок выполняется под тупым углом на внутренней стороне заготовки. Шов выполняют V и Х-образным.
Алгоритм сварки:
- Швеллер размещается стенками горизонтально.
- Снимают кромки в зависимости то толщины металла.
- Производится стыковка двух балок с зазором не больше 3 мм.
- Производится временная прихватка заготовок между собой точками с шагом в 40 мм.
- Анализируется правильность созданной конструкции.
- Окончательная обварка поверхности стыка проводится непрерывно от середины стенки в сторону полок.
Для улучшения сварных характеристик и предотвращения появления трещин в местах сварки советуется выполнить усиление проката подкладками сразу после установки изделия. При приварке П-образного проката только в стык, без накладок, сваренное соединение будет слабее чем сам швеллер.
Зазор при стыке двух свариваемых деталей устанавливают не больше 8 мм. Накладка размещается со стороны сварного шва. Толщина усиления зависит от режима сварки и размеров проката.
Накладки усиления обязательно обойти электродом по всей плоскости. При невозможности кругового обвара все зазоры заполнить веществом, препятствующим коррозии.
Алгоритм сварки:
- Швеллера привариваются торцами друг к другу согласно технологических норм ГОСТа.
- Шов внутри швеллера зачищается к плоскости.
- Во внутреннюю часть швеллера приваривается усиление – лист стали имеющий длину равную 5-ти кратной ширине швеллера. Ширина листа ровна ширине швеллеров, толщина листа берется равноценной толщине материала швеллера. Полоса заваривается лишь по продольным сторонам.
- Вторая полоса крепится в качестве ребра и заваривается по обеим сторонам от полосы. Ребро должно быть хорошо проварено по контуру с двух сторон и вплотную к полосе.
Прочностные характеристики срощеного данным методом изделия уступят монолиту на малость.
Для создания усиленной пустотелой балки можно соединить два изделия полками внутрь. Выполнение такого соединения одинаково со сваркой двух швеллеров встык. Данное соединение применяют при требовании конструкций средней мощности.
Алгоритм сварки:
- Заготовки установить полками горизонтально напротив друг друга.
- Скрепить струбцинами.
- Шов выполнить либо по ГОСТу с разделением кромок, либо оставить зазор.(величину зазора выбирают в зависимости от толщины швеллера, но не менее 3 мм).
- Шов необходимо производить по методу прихвата либо от середины к краям.
Внимание Зачистка швов болгаркой в данном соединении категорически запрещена и может привести к ослаблению всей конструкции.
Собрать данную конфигурацию в непригодных для данной работы условиях при сборке конструкции реально лишь при проведении сварочных работ в горизонтальной плоскости и нижнем положении. В иных случаях боле разумным и простым будет использование стыковых швов с усилением их листами-подкладками.
Такая сварная конструкция производится несколькими сварщиками и применяется для объединения швеллеров с различными геометрическими размерами. Сварку начинают с мест, имеющих более толстый металл. Соединение встык производят, руководствуясь стандартными нормами, а угловые соединения требуется производить синхронно двумя сварными (от края к середине). Продольные швы нельзя накладывать до конца балки. Это расстояние зависит от соединяемых материалов и площади полки проката. Для углеродистых сталей данное расстояние приравнивается к ширине полки, а для легированных металлов приравнивается к двукратной ее ширине.
При сборе металлоконструкций различной степени сложности и конфигурации используются выше перечисленные нами методы и типы сваривания швеллеров. Любая металлоконструкция может быть разбита на отдельные небольшие самостоятельные узловые соединения, в которых будут применимы вышеописанные методы.
Самым прочным способом соединением среди всех видов считается соединение равнополочного проката с параллельными полками.
Любая сварка швеллеров или двутавров требует соблюдения заранее определенного ряда действий и точного порядка проведения монтажных работ. Сборку любой металлоконструкции всегда нужно начинать с середины и продвигаться к краям, одновременно сварку начинают со швеллеров имеющих более толстый профиль металла. При компоновке не рекомендуется размещать сварные швы близко друг к другу, данные места лучше укреплять применяя подкладные листы из металла и вспомогательные усилительные конструкции. Любой сварной шов сам по себе уменьшает прочность всей металлоконструкции на 5-7 процентов, хотя материал сварного шва обладает более лучшими прочностными характеристиками, чем материал основной детали. Сварочный режим и быстрота наложения сварного шва напрямую зависит от выбранного вами вида соединения, но наилучший при работе ручной электросваркой считается 20 м/ч.
Чтобы создать отличное прочное соединение необходимо перед сваркой хорошо зачистить места будущих соединений, и обработать кромки согласно рекомендациям ГОСТа. Полосы укрепления после приварки встык нужно размещать только снаружи швеллеров. Сварка во внутренних углах швеллера приведет к ослаблению всей конструкции, поэтому проводить работы во внутренних углах узла не желательно.
Швеллер – разновидность фасонного проката с поперечным сечением П-образной формы. Для соединения швеллеров между собой в единую конструкцию используют различные способы, но самым прочным и долговечным является сварка, чаще всего применяется электродуговая, реже – газовая. Правильно проведенный сварочный процесс позволяет получить соединение, прочность которого практически не уступает прочности тела металлопродукции.
Сварка встык
Этот способ применяется для создания малонагружаемых соединений в неответственных конструкциях.
Изделия свариваются следующим образом:
- Если толщина полок менее 6 мм, скос кромок не делают, 6-12 мм – угол скоса 30°, более 12 мм – скос имеет тупой угол на внутренней стороне профиля.
- Сначала стык формируется прихватками, расположенными с шагом 40 мм, проверяют правильность размеров, затем сваривают с обеих сторон – лицевой и тыльной. Сварка швеллеров может производиться и с одной стороны с проваркой корня шва.
- Направление финишной обварки – от середины стенки к полкам.
Соединение, выполненное подобным способом является менее прочным, по сравнению с телом самого профиля.
Сварка с применением накладок
Этот способ позволяет создавать прочные швы. Используется при монтаже конструкций, предназначенных для эксплуатации при высоких нагрузках. Этапы:
- Отрезки швеллера сваривают торцами встык. Шов внутри профиля зачищают до плоской поверхности.
- Изготавливают накладку. Для нее применяют ту же сталь, которая использовалась при производстве П-образного проката. Толщина усиливающей накладки должна быть не менее толщины стенки швеллера. Существует несколько вариантов формы таких накладок. Один из них – многоугольник (6- или 8-угольник).
- Один многоугольник приваривают изнутри профиля, второй – на наружной стенке. Второй имеет несколько большую площадь, по сравнению с внутренним.
- Накладки проваривают по полному контуру.
Как сваривать швеллер «в коробку»?
Этот способ сварки позволяет получить балку усиленной конструкции с полым сечением. В данном случае продольные края двух швеллеров соединяют встык. Стыки выполняют либо с разделкой кромок, либо с сохранением зазора, ширина которого зависит от толщины свариваемого металла.
Для осуществления сварки профили закрепляют струбцинами. Шов выполняют от середины к краям. Зачистка полученного соединения с использованием углошлифовальной машины («болгарки») категорически запрещается, поскольку это ослабляет прочность стыка. Для использования таких «коробок» в ответственных конструкциях швы усиливают накладками.