Как приварить швеллер

Особенности изготовления

Швеллеры, как опорный элемент многих конструкций, очень востребованы. Их не только производят из разных сортов стали, включая нержавеющую, но и применяют разные технологии изготовления.


Швеллер марки 16п

Технология может быть горячекатаной или холоднокатаной. Имеются различия в геометрии полок. У одних изделий грани полок внутри параллельны между собой, у других — выполнены наклонно.

Независимо от конструкции полок, сортамент стальных швеллеров отличается высокой жёсткостью и небольшим весом. Эти качества дают возможность широко использовать их в строительстве и других отраслях промышленности для создания прочных конструкций, выдерживающих большие нагрузки.

Процесс изготовления металлоизделий происходит поэтапно. Внешний вид и характеристики готовых изделий зависят от технологических особенностей конкретного производства. От способа профилирования зависит последовательность работ:

  • при непрерывном способе отформованный отрезок необходимой длины обрезается самим станком;
  • при поштучном профилировании сначала производится нарезка заготовок и последующая обработка в агрегате.

В любом случае на выходе должно получиться качественное изделие, соответствующее ГОСТ 11475. Равнополочный гнутый профиль должен изготавливаться в соответствии с ГОСТ 8278-83, неравнополочный — по ГОСТ 8281-80.

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.

Маркирование и габариты балок

Согласно ГОСТ двутавр широкополочный 8239-89, размер изделия определяется высотой его стенки. Как это понять? Например, если взять профиль номер 14, то его высота (расстояние между полкой) будет составлять 140 мм, значит, балка под номером 55 будет иметь высоту 550 мм. Но это далеко не все параметры, которые прописаны в ГОСТ и характеризуют материал. Каждый номер балки имеет свои размеры, площадь сечения, массу и величины для осей. Балки можно отличить по таким параметрам:

  • расположение полок. Изделия бывают параллельными или имеют уклон внутренних граней;
  • принцип изготовления. Балки делаются сварными из листов стали, и горячекатаными. Горячекатаные представляют собой монолитную конструкцию из металла;
  • точность производства. Маркой «Б» обозначаются двутавры, выполнены с повышенной точностью, а марка «В» указывает на обычную точность.

Для начала рассмотрим параметры горячекатаного двутавра, его размеры и сечение указаны в таблице согласно ГОСТ 8239-72:

Дополнения:

  1. Вес 1 м балки и площадь ее поперечного сечения вычислялись по номинальным размерам, при плотности стали в 7850 кг/м3.
  2. Значения в таблице, предоставленной выше, определяются так: «І» обозначает момент инерции, «W» говорит о моменте сопротивления, «S» о статическом моменте полусечения. Что касается значения «і», то оно говорит о радиусе инерции.

В ГОСТ также указываются предельные отклонения массы и габаритов. Их можно увидеть на данном фото:

Обозначения расшифровываются так:

  • b1 – ширина части, которая укорочена;
  • b2 – ширина части, которая удлинена;
  • ∆ – уровень перекоса;
  • f – уровень прогиба у стенки двутавра.

Нормальными принято считать металлические двутавры, которые имеют уклон граней внутри от 6 до 12%. По своему назначению их можно разделить на два вида: обычные и специальные. Сортамент двутавров указан в ГОСТ 19425-74. Он подходит в качестве балок подвесных путей, а также может быть использован для армирования шахтного ствола. В первом случае это серия «М», во втором серия «С».


ГОСТ 26020-83 указывает на изготовление двутавров с расположением граней внутри параллельного типа. В зависимости от особенностей, можно отметить такие виды изделий:

  1. Балочные, высота которых достигает 1 м, а ширина полок составляет 32 см. Обозначаются буквой «Б».
  2. Широкополочные изделия, высотой до 1 м, а шириной полок до 30 см. Обозначаются буквой «Ш».
  3. Колонные профили, ширина полки которой близка к его высоте. Обозначаются буквой «К».

Обратите внимание! Стандартный металлопрофиль имеет длину 4–12 м. В наличии есть изделия длиной 13 м

Но размер может быть обговорен согласно требованиям заказчика.

Если говорить о размерах и параметрах широкополочных двутавров, то можно обратить внимание на это фото. Двутавр широкополочный ГОСТ 26020-83 таблица

Процесс изготовления

Изготовление сварной балки это достаточно сложная процедура, при выполнении которой необходимо учесть большое количество требований, таких как прочность, жесткость, плотность и другие. Однако самой главной характеристикой любой металлической балки является ее плотность, она должна быть максимально высокой. На данный момент ведутся разработки по созданию металлических балок, которые требуют меньший объем металла при одинаковых характеристиках прочности и жесткости.

Технология производства сварных балок очень проста и весьма экономична, в результате чего способна на конкуренцию с балками, изготовленными прокатным методом. Данная технология включает в себя следующие этапы:

  1. В качестве первой операции происходит расчет на прочность и жесткость, проверяются стали, которые идут на изготовление;
  2. Подготовка элементов двутавра, а именно резание металла на полосы, примерная скорость резания металлического листа равна 1 метру в минуту;
  3. Осуществление процесса фрезерования торцов элементов, входящих в конструкцию. Данная операция проводится для того, чтобы каждый свариваемый элемент легко и эффективно скреплялся с другим, образуя прочное и жесткое соединение, обработка торцов осуществляется на специальном торцфрезерном стане;
  4. Далее происходит сборка. Она должна быть очень точной, все детали должны располагаться строго перпендикулярно друг по отношению к другу, а также необходимо соблюдение симметрии стенок. Сборка может осуществляться вручную, если говорить о небольшом производстве, либо же с помощью автоматизированных машин, как это происходит на массовом производстве. В производстве применяется стан для сборки балок модели Z15, который имеет высокую производительность. Сборка в данном агрегате осуществляется в два этапа. Первый представляет собой сборку «Т» -образной балки, а на втором этапе к ней присоединяется дополнительная стенка и получается двутавр.
  5. Затем происходит процесс сварки балки. Технология сварки двутавровой балки может быть различна, поэтому на вопрос: «Как правильно сварить двутавровую балку?» существует много ответов. Сущесвуют приемы наложения швов в разной последовательности. Наиболее частыми способами являются:
    • Сварка балки с наклоненным электродом. Данным методом может быть осуществлена одновременная сварка двух швов, однако швы получаются неглубокими;
    • Метод «лодочки». Если сваривать балку этим способом, то будут обеспечены благоприятные условия для формирования глубокого шва, однако времени этот метод занимает гораздо больше, чем предыдущий;
  6. Сам процесс осуществляется с помощью промышленного сварочного аппарата, который сваривает детали под высоким давлением, существует некоторое количество вариантов агрегатов для исполнения процесса сварки на производстве. Это могут быть сварочные манипуляторы, отличающиеся высокой степенью автоматизации, самоходные трактора для сварки – самый надежный и простой способ, однако его применение в условиях массового производства нежелательно. На малых производствах сборка и сварка балок может осуществляться вручную, из-за чего их продукция зачастую очень дорогая.
  7. 6.После всех вышеописанных процессов происходит корректировка геометрии конструкции. В процессе сварки угол наклона между стенками может измениться, поэтому необходима их правка. Почти готовая металлическая конструкция подается в специальный правочный стан, который похож на прокатный, деталь проходит через систему роликов и на выходе получается готовый товарный продукт.

Возможные дефекты

Во время сварки двутавровой балки из-за несоблюдения технологии возникает кристаллизация стали от высокой температуры. Из-за расхождения по фазам в металле возникают внутренние напряжения. Снижается прочность и жесткость, увеличивается риск корродирования.

При сварке стальных листов возможны и другие дефекты:

  • нарушение формы шва отклонение от формы наружных поверхностей или геометрии стыка;
  • прожоги, когда расплав вытекает из ванны, образуются дырки в шве;
  • подрезы – канавки вдоль границы соединения;
  • трещины, образующие в местах разрыва шва;
  • шлаковые или вольфрамовые включения в диффузионном слое, при высокой скорости сварки образуются тугоплавкие оксиды.

Способы соединения двутавров

При осуществлении монтажа балочных конструкций выполняются сварные соединения элементов в различных сочетаниях. Среди них можно выделить типовые способы соединение двутавровых балок.

Встык

Для соединения способом «встык» свариваемые фрагменты стыкуют предварительно обработанными торцами. Обработка состоит в том, что на торцевых срезах выполняют угловые скосы для более глубокой проварки соединения.

Учитывая несущие функции двутавровых балок, их соединение не ограничивается выполнением торцевых швов. Для усиления участка стыковки обычно применяют четыре накладки – по одной на каждую из полок, и по одной на каждую из сторон стенки.

Накладки представляют собой прямоугольники из листового металла. Они накладываются поверх соединительного шва, затем привариваются по периметру. Накладки на полки делают на всю ширину полки двутавровой балки, накладки на стенку – на всю высоту стенки.

Под прямым углом

Такое соединение осуществляется между главной и второстепенной несущими двутавровыми балками каркасной конструкции, находящимися на одном уровне. В этом соединении главная балка служит опорой второстепенной.

Сварочные работы выполняются в следующей последовательности. В верхней полке главной двутавровой балки делают вырез в форме равнобедренного треугольника с углом, близким к прямому.

Верхняя полка второстепенного двутавра вырезается под вставку в треугольный вырез главнойдвутавровой балки, а нижняя его полка срезается на величину половины ширины.

В результате должно получиться следующее. Плотное совмещение вырезов верхних полок двутавров, стыковка торца стенки второстепенной двутавровой балки с боковой поверхностью стенки главного двутавра и прилегание среза нижней полки второстепенной двутавровой балки к полке главного двутавра.

Полученное таким образом совместное закрепление заподлицо двух перпендикулярных двутавровых балок усиливается привариваемой снизу листовой накладкой.

Сваривание двутавра со швеллером под прямым углом

Это соединение выполняется, если второстепенной двутавровой балкой служит швеллер. Если стенки двутавра и швеллера одинаковы по высоте, можно поступить следующим образом.

Верхняя полка швеллера срезается род углом 45 °, на верхней полке двутавровой балки делается аналогичный по форме вырез. Нижняя полка швеллера отрезается с таким расчетом, чтобы при стыковке срез совместился с нижней полкой двутавра, а стенка швеллера уперлась в стенку двутавра. Так же, как и в предыдущем случае, соединение укрепляется накладкой снизу.

Инженерная мысль не стоит на месте. Кроме описанных технологий сварки могут применяться вновь созданные, на смену устаревающему сварочному оборудованию приходит обновленное, модернизированное или принципиально новое. Не исключено, что и традиционная сварка когда-нибудь уступит место другой технологии неразъемных соединений.

Распространенные соединения

Сварка встык

Сварка встык швеллера — любимое соединение всех новичков. Оно применяется для практики или для сварки неответственных конструкций. Может выполняться как с лицевой, так и с внутренней стороны. Но при сварке с внутренней стороны нужно следить, чтобы не было непроваров. Также шов можно сформировать только с одной стороны, но при этом необходимо подваривать корень шва.

Если толщина стенок швеллера превышает 6 миллиметров, то необходимо разделать кромки. Разделка может быть V или X-образной. Оптимальный угол — 30 градусов, если толщина не более 12 миллиметров.

Приступим к сварке. Для начала состыкуйте два швеллера стенками друг к другу. Стыковка должна быть максимально точной, лучше делать ее не на глаз, а с помощью специального центратора. Зазор между двумя швеллерами не должен превышать 3 миллиметров. Чтобы заготовки не расходились в разные стороны во время сварки нужно сделать временную прихватку. Прихватка приваривается к обеим деталям с помощью сварных точек.

Шов необходимо вести от середины швеллеров к краям. Примите к сведению, что такое соединение не очень надежное. Чтобы его усилить можно использовать накладки. Далее мы поговорим об этом подробнее.

Сварка с применением накладок

Сварка швеллеров с накладками уже надежнее, чем обычная сварка встык. Это доказывает и тот факт, что зазор между швеллерами может доходить до 8 миллиметров. Саму накладку нужно разместить со стороны сварного соединения. Накладка выбирается исходя из толщины и размера швеллеров. Чем больше и толще швеллера, тем прочнее должна быть накладка. При сварке необходимо проварить две стороны накладки.

Теперь подробнее. Чтобы выбрать накладку нужно знать примерные размеры швеллеров, которые вы собираетесь варить. Мы рекомендуем делить длину швеллера на 5. Так вы получите рекомендуемую длину накладки. Толщина накладки должна быть такая же, как и толщина швеллера. Всего должно быть две накладки. С внутренней, и с наружной стороны. При этом наружная накладка должна быть длиннее, чем внутренняя.

Соединение внутрь

Иногда швеллера сваривают «полками» внутрь. Техника та же, что и при сварке встык, только зазора либо нет, либо он очень маленький. Сварку внутрь выполнить сложнее, чем встык. Так что такое соединение может стать следующим в вашей учебной практике.

Сварка выполняется следующим образом. Перед сваркой тщательно подготовьте металл. Не используйте болгарку, иначе соединение будет непрочным. Состыкуйте два швеллера горизонтально и симметрично. Закрепите их с помощью струбцин. Желательно сделать шов с разделкой кромок, но иногда допускается небольшой зазор. Сварка выполняется от середины швеллера к его краям.

Главный недостаток такого метода сварки швеллеров — необходимость работы в идеальных условиях. Вы не сможете выполнить сварку в труднодоступных местах. Чтобы шов получился качественным, нужно варить строго в горизонтальном нижнем положении. Если варить в других условиях, то вы просто нерационально потратите время, силы и комплектующие. Логичнее варить встык или с применением накладок.

В целом, такое соединение применяется нечасто. Но если у вас есть возможность варить в нижнем горизонтальном положении, и вы выбираете месту сваркой встык и сваркой внутрь, то рекомендуем выбрать второй вариант. Он все-таки более надежный.

Смещенное соединение

Смещенное соединение швеллеров — это сложная работа, которую выполняет целая команда из сварщиков. Такое соединение необходимо в случаях, когда нужно сварить разные конструкции из швеллеров, и при этом эти швеллера имеют разные размеры.

Сварку нужно начинать с тех мест, где швеллеры наиболее толстые. Необходимо комбинировать разные соединения: и встык, и угловые, и продольные. При этом каждое соединение будет иметь свои нюансы. Соединение встык выполняется просто и без проблем, а вот угловое должны выполнять два сварщика сразу. А при выполнении продольных швов нельзя формировать их до конца швеллера.

Сваривание стыков балки автоматами под флюсом.

Скажем несколько слов об автоматической сварке стыков. Если сваривание балки осуществляется под флюсом с применением сварочных автоматов, то могут применяться разные приемы, также как и последовательность может отличаться.

Сварка может осуществляться наклоненным электродом, что позволяет делать одновременно два шва. С другой стороны у этого способа есть и недостатки. При наклоненном электроде увеличивается риск подрезать полки или стенки балки.

Кроме того, швы могут выполнять в положении, называемом специалистами, «лодочка». Это создает лучшие условия для образования шва, проплавления и пр. Однако, среди минусов такого способа – необходимость проворачивать изделие после выполнения каждого сварного соединения. Данный недостаток решается использованием специальных позиционеров-кантователей.

Процесс сваривания стыков балки требует тщательной подготовки, проведения и проверки расчетов моментов инерции, изгибающего момента и пр

Важно соблюдать технологию сваривания балок, неправильность которой может повлиять на будущую металлоконструкцию в целом

Распространенные варианты соединения швеллеров

Для соединения двух швеллеров между собой используют два основных варианта. Выбор варианта соединения зависит:

  • от условий выполнения шва;
  • от длины сварного соединения и количества сварщиков для его исполнения;
  • от вида нагрузки и зоны ее влияния (чаще всего это сжатие, приложенное к середине центра сечения);
  • от толщины и типа швеллера;
  • от максимальной общей нагрузки на конструкцию, от необходимой прочности.

Основные типы соединений и самые распространенные металлоконструкции из швеллеров на практике получают при использовании наиболее удобного метода сваривания.согласно ГОСТу. Используется электродуговая сварка (ГОСТ 11534) или сварка под флюсом (ГОСТ 15164) с электродами УОНИ. Для начала необходимо сваривать более толстые элементы — полки швеллеров, а только потом менее толстые — стенки.

Сварка встык

Используется чаще всего, так как является наиболее экономичной. Если главные критерии для соединения швеллеров — простота и скорость работы, а не качество и надежность, то стоит остановиться на таком шве. Сварку необходимо выполнять с двух сторон с достаточной глубиной провара.

В монтажных условиях и при учете не использования такого соединения для сборки отдельных элементов конструкции допускается односторонняя сварка с подваркой корня шва.

Особое внимание на обработку кромок:

Описание процесса сваривания встык:

  1. Устанавливается балка, так чтобы стенки были в горизонтальном положении.
  2. Проводится скос кромок согласно толщине металла.
  3. Устанавливается вторая балка для сварки швеллера встык с зазором до 3 мм при помощи крана.
  4. Выполняется прихватка швеллеров между собой точечным швом с шагом в 40 мм.
  5. Проверяется прямолинейность получаемой конструкции.
  6. Основную необходимо провести без перерыва, от середины стенки по направлению к полкам.

Для уменьшения и внутренних напряжений и общей деформации балок так же рекомендуется провести усиление конструкции непосредственно после монтажа балки.

Сварка с накладками

Во избежание распространенного дефекта — трещин необходимо при сваривании встык добавить и подкладки. Зазор с обработанными кромками в собранном стыке должен быть не более 8 мм и при этом подкладка крепится со стороны свариваемых кромок. Толщина подкладки зависит от режима сварки и толщины исходного металла. Для данного типа соединений рекомендовано использовать автоматическую сварку под флюсом.

Все накладки лучше тщательно обварить по контуру с использованием всех рекомендаций при выполнении швов внахлест. В ситуациях, когда обварить со всех сторон не получается, необходимо все зазоры заполнить антикоррозионной жидкостью.

Описание процесса сращивания двух швеллеров:

  1. Швеллера свариваются торцами друг к другу согласно ГОСТу или с предварительной обработкой кромок.
  2. Изнутри сварной шов тщательно зачищается до ровной плоскости.
  3. Внутри швеллера приваривается первая подкладка — стальная полоса той же марки длинной равной ширине швеллера умноженной на коэффициент 5. Ширина полосы должна соответствовать ширине швеллеров (до начала округления к полкам), толщина полосы равна толщине металла конструкции.
  4. Полоса соединяется только швами по продольным сторонам.
  5. Вторая подкладка на роль ребра и приваривается по двум сторонам от полосы.
  6. Ребро необходимо тщательно проварить по контуру с двух сторон и обязательно приварить вплотную к полосе.

Такой метод сращивания подходит и для двутавровых балок, только необходимо все продублировать с двух сторон. По прочности сращенная таким образом конструкция будет только на несколько процентов (до 10%) в зависимости от общей длины, уступать монолитному изделию.

Для получения усиленной полой балки несущей конструкции часто соединяют два швеллера полками внутрь, образовывая так называемую коробочку. Технология подобного соединения схожа со сваркой швеллеров встык.

Описание процесса соединения:

  1. Шов выполняют либо согласно ГОСТу с разделением кромок, либо оставляют зазор.
  2. Ширину зазора выбирают исходя из толщины металла балки (минимум 3 мм), который необходим для предотвращения наплавки металла шва горкой.
  3. Зачищать полученные швы болгаркой категорически нельзя, это приводит к ослаблению соединения.
  4. Два швеллера необходимо закрепить струбцинами.
  5. Соединительный сварной шов выполняют от середины к краям либо методом прихвата, когда работает один сварщик, либо одновременно продвигаются к краям два сварщика.

Выполнить такое соединение в полевых условиях при монтаже конструкции на месте возможно только при сваривании в горизонтальном нижнем положении. В других случаях рациональней и надежней будет использовать стыковые швы с последующим усилением подкладками.

Применяемые виды сварки

Электродуговая сварка

Огромный выбор типов электродов по их номинальным характеристикам и особенности работы ими обеспечивают неоспоримое преимущество перед остальными видами сварки и делают его предпочтительным для данной задачи. Самый лучший шов мы получим в случае применения электродов УОНИ. При работе данными электродами следует учесть их особенности и рекомендации:

  1. По возможности соединения должны быть выполнены внахлест.
  2. Для использования данного электрода нужен предварительный опыт работы с ним.
  3. Перед применением электрод подлежит прокалке в спец. печи на протяжении часа. Температура прокалки 250 С.
  4. Места соединений изделий должны быть очищены от загрязнений, ржавчины и подготовлены согласно ГОСТу 5264-80.
  5. Сварщик должен работать короткой дугой средней мощности, постоянным током и обратной полярностью.
  6. Металлоконструкция сваренная данным электродом не должна использоваться при температуре ниже — 40 С.

Газовая сварка

Данным типом при сварки швеллеров зачастую не пользуются из-за огромной области и температуры нагрева. Данные факторы являться источником образования внутренних напряжений в структуре металла и общих деформаций негативно влияющих на всю металлоконструкцию. Тем не менее газовую сварку часто используют для устранения изъянов готовых конструкций или порезки заготовок с последующим снятием кромок.

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 при помощи накладок

Метод обеспечивает прочность соединения немногим уступающий монолиту. Перед сваркой двух швеллеров их допускается располагать с зазором до 8 мм. Накладку размещают на стороне шва. Ее длина должна быть в 5 раз больше ширины профиля, а толщина не меньше чем у стенок. Накладку проваривают с двух сторон, не прилегающих к боковым полкам. Оставшиеся зазоры заполняют антикоррозийным материалом. При установке накладок с обеих сторон, наружная делается длиннее внутренней.

Соединение внутрь

Для создания усиленных балок швеллеры попарно сваривают в коробочки, соединяя боковые полки между собой. Технология аналогична стыковому методу, но выполняется с минимальным зазором или без него. Швеллеры устанавливают горизонтально и скрепляют струбцинами. Соединение начинают с середины, продвигаясь к концам. Шов нельзя зачищать болгаркой, так как это снижает его прочность.

Сборка коробочки возможна только в нижнем положении, когда швеллеры размещены горизонтально. Если это условие невыполнимо соединение выполняют стыковым швом усиленным накладками.

Смещенное соединение

Метод применяется для соединения швеллеров между собой, если они разного размера. Работа выполняется бригадой сварщиков. Сначала соединяют стыки с толстым металлом. Сварку встык проводят по стандартной схеме. Угловые соединения выполняются одновременно двумя сварщиками, ведущими швы от краев к середине. Продольные стыки не доваривают до края балки на ширину профиля из низкоуглеродистой стали, на легированных размер увеличивается вдвое.

Сварка швеллеров: способы стыковки, как варить швеллера


Сварка швеллеров: виды и способы, как варить швеллера

Швеллер — это популярный на сегодняшнее время металлопрокат, который используется для строительства всевозможных конструкций. Для соединения швеллеров чаще всего применяется сварка, поскольку именно она способна обеспечить требуемую надежность металлоконструкции. Однако, при несоблюдении технологии сварки швеллеров, может произойти её ослабление.

Именно по этой причине к сварке швеллера предъявляются особые требования. В данной статье сайта про ММА сварку mmasvarka.ru будет рассмотрена технология сварки швеллеров, которая включает в себя различные нюансы, например, виды стыковки, алгоритмы осуществления сварочных работ, а также другие нюансы.

Виды стыковки швеллеров

От того, каким именно видом будет осуществлена стыковка швеллеров, всецело зависит прочность и надежность металлоконструкций. Всего различается пять видов стыковки:

  • Стыковка швеллеров, когда их полки обращены вовнутрь;
  • Смещенное размещение полок;
  • Перпендикулярное и диагональное размещение;
  • Стыковка швеллера с расположением полок наружу. В данном случае образуется такой металлопрокат, как двутавр.

Выбор того или иного вида стыковки швеллеров зависит от многих особенностей конструкции, а также, от условий проведения сварочных работ.

Как правило, определиться с выбором какого-то конкретного вида, позволяют следующие моменты:

  • Как именно будет происходить наложение сварочных швов;
  • Общая нагрузка на металлоконструкцию и её требуемая устойчивость;
  • Протяженность сварочного шва и его другие особенности.

Итак, разобравшись с видами стыковки швеллеров, можно перейти непосредственно к способам сварки этого популярного и востребованного металлопроката на сегодняшнее время.

Сварка швеллеров: электроды и способы соединения

Соединение швеллеров может быть осуществлено как газовой сваркой, так и электросваркой. Что касается ручной дуговой сварки, то для соединения такого металлопроката как швеллер, следует отдавать предпочтение только качественным и проверенным временем электродам. Одними из таких, являются электроды УОНИ, которые как раз и предназначены для сварки серьезных металлоконструкций.

Когда осуществляется сварка швеллеров электродами УОНИ, следует учитывать такие особенности проведения работ:

  • Рекомендуется варить швеллера внахлёст;
  • Перед использованием электродов УОНИ, их рекомендуется прокалить перед работой в специальной печи, не менее одного часа при температуре в +250 градусов;
  • Варить швеллера без маломальского опыта не рекомендуется;
  • Обязательно нужно надлежащим способом подготовить место соединения швеллера, очистить его от грязи и ржавчины;
  • Для сварки швеллеров необходимо выдерживать короткую дугу средней мощности, а варить швеллер, лучше всего используя для этих целей сварку на постоянном токе и с обратной последовательностью.

Также следует понимать, что металлоконструкция из швеллеров, сваренная электродами УОНИ не должна подвергаться в процессе эксплуатации температурам ниже сорока градусов.

Способы сварки швеллеров между собой

Рассмотрим самые популярные способы сварки швеллеров между собой. Ну а те начинающие сварщики, кого интересует вопрос, в чем отличие электродов УОНИ от МР-3, могут получить информацию в предыдущей статье на канале. Самыми ходовыми способами соединения швеллеров между собой, являются: сварка встык, с накладками, внутрь, смещённое соединение.

Сварка швеллера встык — данный способ используется преимущественно для конструкций, которые не будут подвергаться чрезмерным нагрузкам в процессе эксплуатации. Способ соединения швеллера встык, предполагает хорошую толщину провара с тыльной или лицевой стороны швеллера.

Сварка швеллера с накладками — для этих целей используется специальная накладка из металла, которая располагается с той же стороны, что и сварочный шов. При этом между двумя швеллерами делается минимальный зазор в 5-8 мм.

Соединение швеллера вовнутрь — прибегают к данному способу соединения швеллеров, как правило, в том случае, если нужно собрать усиленную пустотелую балку. Сварочный шов выполняется согласно ГОСТу, с образованием небольшого зазора или же с разделением кромок.

Смещённое соединение швеллера — наиболее сложный способ, для осуществления которого требуется сразу два электросварщика.

Распространенные варианты соединения швеллеров

Для соединения двух швеллеров между собой используют два основных варианта. Выбор варианта соединения зависит:

  • от условий выполнения шва;
  • от длины сварного соединения и количества сварщиков для его исполнения;
  • от вида нагрузки и зоны ее влияния (чаще всего это сжатие, приложенное к середине центра сечения);
  • от толщины и типа швеллера;
  • от максимальной общей нагрузки на конструкцию, от необходимой прочности.

Основные типы соединений и самые распространенные металлоконструкции из швеллеров на практике получают при использовании наиболее удобного метода сваривания.согласно ГОСТу. Используется электродуговая сварка (ГОСТ 11534) или сварка под флюсом (ГОСТ 15164) с электродами УОНИ. Для начала необходимо сваривать более толстые элементы — полки швеллеров, а только потом менее толстые — стенки.

Сварка встык

Используется чаще всего, так как является наиболее экономичной. Если главные критерии для соединения швеллеров — простота и скорость работы, а не качество и надежность, то стоит остановиться на таком шве. Сварку необходимо выполнять с двух сторон с достаточной глубиной провара.

В монтажных условиях и при учете не использования такого соединения для сборки отдельных элементов конструкции допускается односторонняя сварка с подваркой корня шва.

Особое внимание на обработку кромок:

Описание процесса сваривания встык:

  1. Устанавливается балка, так чтобы стенки были в горизонтальном положении.
  2. Проводится скос кромок согласно толщине металла.
  3. Устанавливается вторая балка для сварки швеллера встык с зазором до 3 мм при помощи крана.
  4. Выполняется прихватка швеллеров между собой точечным швом с шагом в 40 мм.
  5. Проверяется прямолинейность получаемой конструкции.
  6. Основную необходимо провести без перерыва, от середины стенки по направлению к полкам.

Для уменьшения и внутренних напряжений и общей деформации балок так же рекомендуется провести усиление конструкции непосредственно после монтажа балки.

Сварка с накладками

Во избежание распространенного дефекта — трещин необходимо при сваривании встык добавить и подкладки. Зазор с обработанными кромками в собранном стыке должен быть не более 8 мм и при этом подкладка крепится со стороны свариваемых кромок. Толщина подкладки зависит от режима сварки и толщины исходного металла. Для данного типа соединений рекомендовано использовать автоматическую сварку под флюсом.

Все накладки лучше тщательно обварить по контуру с использованием всех рекомендаций при выполнении швов внахлест. В ситуациях, когда обварить со всех сторон не получается, необходимо все зазоры заполнить антикоррозионной жидкостью.

Описание процесса сращивания двух швеллеров:

  1. Швеллера свариваются торцами друг к другу согласно ГОСТу или с предварительной обработкой кромок.
  2. Изнутри сварной шов тщательно зачищается до ровной плоскости.
  3. Внутри швеллера приваривается первая подкладка — стальная полоса той же марки длинной равной ширине швеллера умноженной на коэффициент 5. Ширина полосы должна соответствовать ширине швеллеров (до начала округления к полкам), толщина полосы равна толщине металла конструкции.
  4. Полоса соединяется только швами по продольным сторонам.
  5. Вторая подкладка на роль ребра и приваривается по двум сторонам от полосы.
  6. Ребро необходимо тщательно проварить по контуру с двух сторон и обязательно приварить вплотную к полосе.

Такой метод сращивания подходит и для двутавровых балок, только необходимо все продублировать с двух сторон. По прочности сращенная таким образом конструкция будет только на несколько процентов (до 10%) в зависимости от общей длины, уступать монолитному изделию.

Для получения усиленной полой балки несущей конструкции часто соединяют два швеллера полками внутрь, образовывая так называемую коробочку. Технология подобного соединения схожа со сваркой швеллеров встык.

Описание процесса соединения:

  1. Шов выполняют либо согласно ГОСТу с разделением кромок, либо оставляют зазор.
  2. Ширину зазора выбирают исходя из толщины металла балки (минимум 3 мм), который необходим для предотвращения наплавки металла шва горкой.
  3. Зачищать полученные швы болгаркой категорически нельзя, это приводит к ослаблению соединения.
  4. Два швеллера необходимо закрепить струбцинами.
  5. Соединительный сварной шов выполняют от середины к краям либо методом прихвата, когда работает один сварщик, либо одновременно продвигаются к краям два сварщика.

Выполнить такое соединение в полевых условиях при монтаже конструкции на месте возможно только при сваривании в горизонтальном нижнем положении. В других случаях рациональней и надежней будет использовать стыковые швы с последующим усилением подкладками.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий