За счет П-образного профиля швеллеры обладают высокими прочностными характеристиками при небольшом расходе металла. Поэтому их широко применяют для сборки несущих конструкций различного назначения. Технология сваривания выбирается независимо от способа изготовления (швеллеры сварные, горячекатаные, гнутые). Прочность создаваемой конструкции зависит от того, насколько надежно выполнена сварка швеллера с другими элементами.
Методы сварки
Способ сварки выбирают в зависимости от назначения создаваемой конструкции. При этом учитывают, что в зоне шва прочность уменьшается до 10%.
Электродуговая сварка
Эта техника сваривания применяется чаще других, так как позволяет проводить монтаж в труднодоступных и неудобных местах. Соединять небольшие перемычки можно обычными электродами, но для сборки узловых элементов применяют марку УОНИ. Однако из-за их специфики для работы нужен опыт. Поэтому новичкам предварительно полезно попрактиковаться на ненужных обрезках.
Приступая к работе, поверхности, примыкающие к стыку, очищают от грязи и ржавчины. Электроды подсушивают, так как качество шва зависит от влажности покрытия. Работа проводится постоянным током обратной полярности короткой дугой. Выполнение электродуговой сварки запрещено при температуре ниже -40°C.
Газовая сварка
Этот способ практически не применяется для сваривания швеллеров, так как сопровождается нагревом большой площади возле стыка. В результате увеличивается зона с пониженной прочностью на свариваемых балках. Помимо этого в металле возникают внутренние напряжения, приводящие к деформации конструкции. Газовую горелку применяют для устранения дефектов, нарезки заготовок и подготовки кромок.
Как варить швеллера без потери прочности
Для сварки швеллеров между собой чаще всего используется электродуговая сварка электродами с покрытием. При этом электроды должны обладать основным покрытием, а не рутиловым. Лучшим вариантом в данном плане являются электроды УОНИ.
Вот несколько рекомендаций, которые помогут варить швеллера без потери качества, улучшив при этом свойства сварного соединения:
- Итак, для сварки лучше всего использовать только электроды с основным покрытием;
- Сварные соединения лучше всего осуществлять внахлёст;
- Еще перед самим началом выполнения сварочных работ рекомендуется прокалить электроды при температуре не менее 250 градусов;
- Тщательная подготовка металлов перед свариванием является залогом успеха проделанной работы;
- Варить швеллер нужно только на короткой сварочной дуге средней мощности;
- Сварку следует осуществлять на прямой полярности, поскольку металл будет проплавляться глубже.
Особое внимание при этом уделяется способам соединения швеллеров. Сварка швеллеров встык не применяется там, где нужно получить максимальную прочность соединений. При создании прочной и усиленной балки из швеллеров предпочтительно соединять изделия только полками внутрь.
Поделиться в соцсетях
Варианты сварки швеллеров
В зависимости от требований и условий монтажа соединение швеллеров выполняется встык, внутрь, накладками, со смещением.
Сварка встык
Этот вариант применяют для создания швов, к которым не предъявляются повышенные требования по прочности. Сварку швеллеров встык выполняют с обеих сторон. Если накладывается односторонний шов его корень нужно подварить. При толщине полок 6 — 12 мм кромки разделывают под углом 30°. На более толстом металле угол делают тупым с V или X-образным профилем.
Для сварки швеллеров между собой их устанавливают горизонтально с зазором не больше 3 мм. Для точного совмещения применяют центратор, затем фиксируют прихватками с шагом 4 см. Сварку швеллера встык ведут от середины к краям. Однако такое соединение ненадежно. Поэтому когда наращивание балки закончено, ее необходимо усилить накладками.
Сварка швеллеров между собой
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.
Сварка швеллеров встык
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.
Требования, предъявляемые к сварке швеллеров
Для создания прочной конструкции сварные соединения должны выполняться в соответствии со следующими требованиями:
- сначала сваривают полки, затем более тонкие элементы;
- недопустимо сваривание внутренних углов профиля, поскольку это снижает прочность балки;
- между торцами должен быть зазор 2 — 3 мм, чтобы не пришлось счищать «горку» со шва, что приводит к снижению его надежности;
- легкие конструкции, не подверженные значительным нагрузкам в процессе эксплуатации, можно собирать двухсторонней сваркой встык;
- недопустимо появление на стыках горизонтальных и вертикальных изломов.
Независимо от метода соединения последовательность работ должна соответствовать ГОСТ. Если там указано, что разделка кромок проводится после очистки, это нужно неукоснительно выполнять. Кроме этого в документе указаны требования к материалу швеллеров, которые необходимы при расчете конструкции.
Металлоконструкц ии или любые сварные детали бывают различной формы. Это трубы всевозможного диаметра, швеллер, профильные трубы, двутавр и пр.
При сварке таких деталей как труба и швеллер целесообразней использовать усиливающие пластины-косынки . Эти пластины используют для жесткой связи между свариваемыми деталями. Приварка данных деталей производится следующим способом. Если трубы связываются между собой крест на крест, то на места предполагаемых соединений с трубами привариваются квадраты размером примерно 150х150 мм. или 200х200 мм. Далее к этим пластинам привариваются распорки, в качестве которых используют уголок размером не менее 65 или 73. Также на перекрестии между распорками приваривается пластина и на каждом примыкании пластины к уголками делается сварной шов.
Особенности сварки швеллеров
Стальной швеллер — это П-образное изделие из металла, которое изготавливается по технологии горячего проката на специальном станке. Благодаря особой П-образной конструкции, швеллер хорошо выдерживает всевозможные нагрузки.
При центральной нагрузке на изгиб, прочность швеллера очень высока. Неплохо выдерживает этот металлопрокат и большие осевые нагрузки. Сегодня заводы выпускают равнополочные, специальные, а также швеллера с параллельными гранями полок.
Чтобы добиться наибольшей прочности будущей металлоконструкции, чаще всего приходится сваривать равнополочные швеллера между собой. При этом даже самые малейшие ошибки во время этого процесса способны привести к нарушению прочности всей конструкции.
Следует знать, что само по себе сварное соединение уже ослабляет прочностные показатели металлоконструкций, не менее чем на 5%. При этом наваренный металл сварочного шва обладает несколько более высокой прочностью, чем тот, из которого изготовлена сама металлоконструкция.
Технологические требования по сварке двух швеллеров встык без накладок
Сварка встык без дополнительного усиления применяется только для неответственных конструкций, если важна скорость и простота процесса. Этапы:
- Подготовка торцов кромок. При толщине стенок до 6 мм скос кромок не требуется, при толщине 6-12 мм он составляет 30°, более 12 мм – скос выполняется под углом 60° с внутренней стороны соединяемых элементов.
- В первую очередь свариваются более толстые элементы – полки.
- Далее соединяются стенки.
- Обваривание – двухстороннее без накладок. В некоторых случаях может провариваться только одна сторона профиля.
Внимание!
Зона шва, выполненного встык, на 5-20% слабее, по сравнению с телом профиля, что обязательно учитывают при проектировании.
Типы сварки
Сварка швеллеров встык
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.
Сварка швеллеров с накладками
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.
Рекомендуем! Дефекты сварочных швов и причины их образования
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.
Соединение швеллеров внутрь
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.
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.
