Все о сварке

Сварка конструкций


Сварка конструкций — способ сделать надежное изделие

В современном мире технологий существует много различных способов для соединения различных частей в единое целое. Таким образом, можно сделать цельным изделием разрозненные материалы: металл, пластмассу и прочее. Способов много, чтобы сделать металлические конструкции, включая сварку, но она является лучшим решением. Сварка конструкций – это процесс соединения прочных материалов в единое целое посредством местного плавления и деформирования частей, которые необходимо сделать единым целым. Любой процесс состоит из нескольких основных этапов. Для сварки таковыми являются сборка и непосредственно соединение.

Процесс сборки сварных конструкций является достаточно сложным и очень трудоемким. Чтобы сварка конструкций была на высококачественном уровне, необходимым условием является соблюдение всех требований при сборке. Этот процесс может занимать до пятидесяти процентов общего времени, затраченного на создание конструкции. Это время можно значительно сократить, если применять различные вспомогательные механизмы.

Обеспечение правильной сборки

Требования, которых необходимо придерживаться во время проведения сборки:

Особенно важным является соблюдение этих требований в случае, если сварка будет проходить в автоматическом режиме. С ее помощью можно получить различные изделия из металла, а также различных неметаллических материалов: керамики, стекла или пластмассы. При этом регулировка режима сварки позволяет соединить металлы различной плотности, толщины и химического состава (алюминий, дюраль, чугун, сталь и многое другое). Подобные свойства позволяют создавать толстостенные конструкции.

Преимущества сварки

Сварка обладает рядом преимуществ по сравнению с другими видами соединений:

Дефекты при сварке, а также причины их возникновения

Для сварки характерно наличие различных дефектов в местах соединений. Они могут возникать по целому ряду причин.

Прожоги представляют собой сквозное проплавление, в результате которых образуются подтеки металла.

Непровар представляет собой несплавление отдельных листов локально, на каком-то участке. То есть основной материал не соединен с наплавленным.

Наплывы представляют собой натекание металла, который расплавлен на основной материал. Возникает в результате плохого прогрева основного материала.

Пористость образуется в результате медленного выхода наружу газов, которые растворены в жидком металле.

Трещины в сварном шве могут возникнуть и во время сварки, и в процессе остывания, и после затвердевание.

Подрезы могут возникнуть в результате невнимательного проведения сварочных работ и значительно ослабить в целом конструкцию.

Шлаковые включения могут появиться в результате низкокачественной очистки свариваемых материалов. Также причиной может стать неправильный выбор режима сварки, особенно при сплавлении разных по плотности материалов, например, алюминиевых и стальных составляющих.

Классификация сварных конструкций

Существует огромное количество различных конструкций, которые представлены на современном рынке строительных материалов. Это значительно усложняет процесс их классификации. Но все равно их можно объединить по определенным схожим параметрам:

Балочные металлические конструкции представляют собой элементы, которые работают в основном на изгиб поперек. Жесткое соединение балок между собой позволяет создать рамные конструкции.

Решетчатые конструкции – это специфическая система стержней, которые соединяются в узлах таким образом, что главное усилие они испытывают при растяжении или сжатии. Решетчатые конструкции включают в себя мачты, фермы, каркасы, сетки.

Особенности сварки ферм

Металлические фермы нашли широкое применение в строительстве гражданских и промышленных зданий, вышек, мостов, мачт и многого другого. Такое большое количество сфер применения обусловлено повышенной прочностью и маленькими затратами металла, который используется для их изготовления.

Сварка ферм проводится по определенному алгоритму. Сначала создаются основные элементы: уголки, косынки, швеллера по определенным чертежам. Далее, созданные элементы собирают в общую конструкцию на стеллажах или в стапелях, скрепляют маленькими сварными швами. При сборке на стеллаже существует необходимость закрепить конструкцию при помощи фиксирующих винтовых прихватов, прижимов и фиксаторов. Они и определяют конкретные геометрические размеры итоговой фермы.

Как только ферма собрана, ее снимают и сваривают конечными сварочными швами. Стеллаж в это время используют для того, чтобы собирать следующую ферму. Стоит помнить, что швы должны наноситься в соответствии с технологией, которая должна предусматривать получение самых маленьких короблений. Это необходимо для того, чтобы избежать необходимости рихтовать ферму в дальнейшем.

Металлические фермы относятся к решетчатым конструкциям.

Технологические образцы. Особенности сварки

Сварка образцов происходит в следующей последовательности. Пластины, которые используются для создания технологических образцов, должны быть прямоугольной формы. В одной из пластин просверливают специальное отверстие к которому приваривают трубку. Итоговые образцы должны в полной мере соответствовать деталям, которые предполагается сваривать. Это касается химического состава, состояния поверхности, толщины и термообработки. Сварочный контур также должен полностью соответствовать реальным условиям сварки. Шовная сварка для образцов должна производиться исключительно по замкнутому контуру.

В дальнейшем каждый образец необходимо проверить сжатым воздухом (давление порядка 4-5 атмосфер). Для этих целей к штуцеру присоединяют специальный шланг и погружают технологический образец в воду. С увеличением давления образец начинает деформироваться и становится поход на подушку. Если в результате всех этих действий со швов образца не появляется воздух (не идут пузырьки), то качество сварки и материала полностью удовлетворяет требованиям по плотности.

Алюминиевые конструкции, сферы применения

На современном рынке строительных материалов и рекламных конструкций все больше появляется алюминиевых вариантов. И это неудивительно, ведь свойства этого материала поистине великолепны для применения строительными организациями.

Что же такое алюминиевые конструкции? Логично, что это изделия, которые выполнены из этого материала. Алюминиевые конструкции прочные, но в то же время поразительно легкие. Из них можно создать изделие любой сложности и форма: гнутое, вальцованное, сварное и много-много других.

Стоимость алюминиевых изделий невысока, ведь это один из самых встречающихся материалов на земле. Его активно добывают, и он прочно вошел в жизнедеятельность человека. Сферы применения алюминиевых изделий поразительно широки.

Преимущества этого природного ресурса очевидны: легкость, феноменальная пластичность и податливость. Он также является отличным проводником, как электричества, так и тепла. Неудивительно, что у нас так много алюминиевых кабелей и проводов. Благодаря своему приятному внешнему виду, он широко применяется в оформлении дизайна помещений. Его широко используют в машиностроении, промышленности и строительстве.

Справедливости ради стоит отметить, что в чистом виде алюминиевых изделий очень мало. В него, как правило, добавляют другие металлы, чтобы получить достаточно прочный сплав. В результате его используют для создания сложных сварных конструкций. Кроме того, его экологичность позволяет применять его в быту.

Сварка конструкций различных форм и сложности позволяет решить большинство задач, которые выдвигаются современным рынком строительства и создания деталей. Сегодня оборудование позволяет воплотить в жизнь самые невероятные идеи и замыслы.

Похожие статьи

goodsvarka.ru

Подготовка конструкций к сварке - Cварочные работы

Для строительных металлоконструкций применяют низкоуглеродистые и низколегированные стали с временным сопротивлением 370—590 МПа. При укрупнении и монтаже стальные строительные конструкции подразделяют на шесть групп: сварные конструкции, работающие в особо тяжелых условиях и подвергающиеся непосредственному воздействию динамических и вибрационных нагрузок, а также работающие под давлением и при повышенных температурах; сварные конструкции, находящиеся под непосредственным воздействием динамических или вибрационных нагрузок, кроме указанных в группе I, а также сварные конструкции кожухов доменных печей, вытяжных и телевизионных башен сварные конструкции перекрытий покрытий и сварные конструкции цилиндрических вертикальных и траншейных резервуаров; сварные конструкции, не подвергающиеся непосредственному воздействию динамических и вибрационных нагрузок (IV)] конструкции I—IV групп, монтируемые при расчетной температуре ниже —40 °С и эксплуатируемые в отапливаемых помещениях; изготовляемые и монтируемые с применением сварки вспомогательные конструкции зданий и сооружений и слабонагруженные конструкции и элементы, напряжение в которых не превышает 0,4 расчетного сопротивления.

Доставленные на монтажную площадку конструкции подвергают тщательному осмотру для определения правильности подготовки кромок соединяемых элементов под монтажную сварку и качества сварных швов, выполненных при изготовлении конструкций. Кроме того, особенно конструкции из сталей с временным сопротивлением 590 МПа проверяют на отсутствие расслоений, вырывов от кислородной резки, вмятин и других поверхностных дефектов. Особенно тщательно следует осмотреть места наложения монтажных сварных швов и прилегающие к ним поверхности металла. При обнаружении нарушений в подготовке конструкций монтаж и сварку их не производят до устранения этих дефектов.

В стыковых соединениях неодинаковой толщины обеспечивают плавный переход от элемента большей к элементу меньшей толщины. При разнице в толщинах не более 30% толщины более тонкого элемента и не превышающей 5 мм, переход осуществляется за счет наклона поверхности шва. При большей разнице толщин на более толстом элементе должен быть сделан скос с уклоном не более 1 :5. При выполнении скоса кромок на свариваемом элементе необходимо, чтобы толщина этого элемента на всем протяжении скоса не выходила за пределы минимально допустимой расчетной толщины данного элемента.

Скос кромок в монтажных условиях осуществляют абразивным инструментом или ручной кислородной резкой. В конструкциях из сталей с временным сопротивлением 590 МПа после ручной кислородной резки требуется зачистка кромок абразивным инструментом. Для обеспечения равномерного зазора в стыковом соединении неровности металла в зоне притупления после ручной кислородной резки следует устранить зачисткой абразивным инструментом.

Свариваемые элементы в местах наложения швов, прилегающие к ним кромки шириной не менее 20 мм и места примыкания выводных планок должны быть зачищены до металлического блеска с удалением окалины, ржавчины, жиров, краски, грязи, влаги, льда. В конструкциях из сталей с временным сопротивлением 590 МПа, кроме того, зачищают места приварки приспособлений и примыкающие к ним поверхности. Продукты очистки необходимо удалить из зазора между кромками соединения.

Грунтовку на кромках соединяемых элементов не удаляют, если они покрыты на заводе-изготовителе специальными защитными грунтами, позволяющими вести сварку без их удаления.

При ручной дуговой сварке покрытыми электродами в качестве основных рекомендуется применять монтажные сварные соединения типа С-1—С-10; Т-1—T-4; У-1— У-4; Н-1; Н-2.

Сварные соединения типа С-1—С-9, Т-2, T-3, У-1, У-4 следует выполнять с полным проплавлением. При двусторонней сварке корень шва должен быть вышлифован. В вертикальном и потолочном пространственных положениях рекомендуется сваривать соединения типа С-1 при толщине свариваемых элементов мм. Несимметричные соединения типа С-4 и С-6 следует применять при сварке в неудобных пространственных положениях или труднодоступных местах. В стыковых, тавровых и угловых сварных соединениях с увеличенными номинальными зазорами в корне шва до 4 мм для снижения массы наплавляемого металла можно уменьшать угол скоса кромок на 3°. Величина нахлестки в нахлесточных сварных соединениях не должна составлять менее пяти толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов.

В конструкциях I и II групп, воспринимающих динамические и вибрационные нагрузки, в конструкциях, возводимых в районах с расчетными температурами ниже —40 °С, и в конструкциях из стали с временным сопротивлением 590 МПа угловые швы следует выполнять с плавным переходом к основному металлу. Плавный переход обеспечивается ослаблением углового шва в допустимых пределах. Усиление или ослабление углового шва может составлять до 30 % величины его катета, но не должно превышать 3 мм при условии, что ослабление не приведет к уменьшению расчетного катета.

Процесс сборки сварных соединений включает две операции — временное закрепление монтируемых элементов и подгонку соединения под сварку. Конструкция сварного соединения должна обеспечивать последовательное осуществление этих операций.

В стыковых соединениях трубчатых элементов на стальной остающейся подкладке, выполняемых ручной сваркой, зазор в корне шва молено увеличить до (7± ±1,5) мм. Местные зазоры в сварных стыковых соединениях после их сборки, превышающие величины (но не более 10 мм), указанные в табл. 1, можно устранить наплавкой слоя металла на внутренние кромки, применяя сварочные материалы, рекомендуемые для сварки стали данной марки. После этого механическим способом зачищают наплавленную кромку до заданной геометрической формы.

Сборку под сварку следует осуществлять без деформаций основного металла в подготовляемом сварном соединении. Сборку элементов в стыковых сварных соединениях листовых конструкций рекомендуется производить с использованием сборочно-стяжных приспособлений, обеспечивающих возможность непрерывной сварки каждого стыка. Качество сварных швов, с помощью которых элементы сборочных и стяжных приспособлений приварены к монтируемой конструкции, должно быть не ниже качества швов основных соединений конструкций. При сборке стыковых соединений конструкций I и II групп в начале и конце стыка необходимо устанавливать начальные и выводные планки длиной не менее 100 мм, имеющие те же сечения и те же разделки кромок, что и свариваемый стык.

При отрицательных температурах конструкции следует собирать без ударов, натяжения и деформации элементов. Запрещается холодная правка. При температуре ниже —30 °С конструкции собирают без прихваток с помощью сборочно-стяжных приспособлений.

Сборка элементов в нахлесточных сварных соединениях производится с помощью прихваток дуговой сваркой или на болтах нормальной или грубой точности. Приварку элементов сборочных и монтажных приспособлений и прихватку при сборке элементов конструкций следует выполнять ручной дуговой сваркой покрытыми электродами марок, указанных в проекте производства сварочных работ или технологической документации. При отсутствии указаний для конструкций и деталей из низкоуглеродистых сталей рекомендуется использовать электроды марок МР-3 или УОНИ-13/45, для элементов из низколегированных сталей — электроды марки УОНИ-13/55, в соединениях низкоуглеродистой стали с низколегированной сталью — электроды марок МР-3 или УОНИ-13/45. Прихватки при сборке конструкций из сталей с временным сопротивлением 590 МПа осуществляют электродами УОНИ-13/55 на максимальных режимах, обеспечивающих получение качественного сварного шва.

Сборочные прихватки размещают в местах наложения сварных швов за исключением мест их пересечения. Длина прихваток в конструкциях из сталей с временным сопротивлением 490 МПа включительно не должна превышать 50 мм при расстоянии между прихватками не менее 500 мм, а в конструкциях из сталей с временным сопротивлением 590 МПа не должна превышать 100 мм при расстоянии между прихватками не менее 400 мм. Катеты прихваток должны быть не менее минимальных катетов сварного соединения. Прихватки в сварных соединениях без разделки кромок и остающихся подкладок рекомендуется выполнять со стороны, противоположной первым слоям шва. Прихватки в сварных соединениях на стальных остающихся подкладках делают со стороны разделки соединяемых элементов. Катет прихваток в соединениях из сталей с временным сопротивлением 490 МПа включительно должен быть 2—4 мм.

Поверхность сборочных прихваток тщательно очищают от шлака и подвергают внешнему осмотру. Забракованные прихватки удаляют только механизированным шлифованием абразивным инструментом и делают их вновь.

Монтажную сварку стальных конструкций должны выполнять электросварщики, имеющие специальное удостоверение, выданное в соответствии с «Правилами аттестации сварщиков», утвержденными Госгортехнадзо-ром СССР или соответствующим подразделением Мин-монтажспецстроя СССР.

К монтажной сварке конструкций из сталей с временным сопротивлением 590 МПа допускаются сварщики с квалификацией не ниже 5-го разряда, имеющие удостоверение на право производства работ по сварке сталей этого вида.

При наличии соответствующего требования в проекте производства работ или технологической документации на монтажную сварку конструкции проводится дополнительная аттестация, при которой сварщики должны сварить пробные стыковые образцы. Образцы сваривают из той же стали в том же пространственном положении и с использованием тех режимов сварки, материалов и оборудования, которые будут применяться при монтажной сварке конструкций. Только при удовлетворительных результатах механических испытаний образцов сварщик допускается к сварке монтируемой конструкции. Пробный образец стыкового сварного соединения подвергают следующим механическим испытаниям: статическое растяжение (3 вырезанных образца), статический изгиб (2 вырезанных образца), ударный изгиб металла шва стыкового соединения (3 вырезанных образца, при наличии в проекте производства сварочных работ или технологической документации на монтажную сварку конструкции). Размеры свариваемых пластин, а также форма и размеры образцов для механических испытаний, вырезанных из пробного образца, после внешнего осмотра и измерения стыкового шва, должны соответствовать ГОСТ 6996—66.

Читать далее:

Сварочные флюсыСварочные электродыОбщие сведения о сварке арматурыПротивопожарные мероприятия при сваркеБезопасность труда при сварке технологических трубопроводовБезопасность труда при сварке строительных металлических и железобетонных конструкцийЗащита от поражения электрическим током при сваркеТехника безопасности и производственная санитария при сваркеУправление качеством сваркиСтатистический метод контроля

stroy-server.ru

Сварка стальных строительных конструкций

Главная » Статьи » Профессионально о сварке » Сварка различных конструкций

Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе! Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе! Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России!

Первые металлические конструкции выполнялись с помощью клепки. Инженером  Шуховым Б.Г в 1883 году в г. Баку был предложен первый цилиндрический  резервуар для нефтепромыслов. Далее им были созданы перекрытия зданий Нижегородской выставки,  ГУМа в Москве,  мартеновских цехов, мостов  и др.

Началом применения  сварки в строительстве является  1920 год, когда  в г. Владивостоке была  сварена строительная ферма длиной 25 м.

В начале 30-х годов стали проводиться планомерные научно-исследовательские работы в области сварки строительных конструкций. Были разработаны конструкции сварных ферм, колонн, подкрановых балок  и др. В 30…40-х годах были разработаны и построены сварные каркасы зданий мартеновских и конверторных цехов (Новокузнецкий ,Магнитогорский и  Макеевский металлические комбинаты, завод «Азовсталь» и др.)

В 1930 г в Магнитогорске были сварены газопроводы горячего дутья и  воздухонагреватели домны. В 1941 г. Шуховым В.Г. был построен первый  11-и  км нефтепровод.

Первые стальные резервуары емкостью 300 м 3  были построены в 1929 г. тоже Шуховым В. Г. Начиная с 1938 г сварные резервуары более 5000 м3 широко применяются  в нефтяной промышленности. В 1950-х годах был разработан индустриальный метод изготовления резервуаров (на заводе сваривают и сворачивают в рулоны  полотна  днища и стенок резервуара. На строительной площадке рулон разворачивают и сваривают между собой. Кровля также  может  изготовляться на заводе в виде отдельных элементов.

В 1939 г. был построен первый   арочный цельносварной железнодорожный мост через реку Исеть (140 м длиной). Однако конструктивно сварные мосты не были достаточно обоснованы по выбору основного  и сварочного материала, по условиям внешнего  воздействия. Поэтому часто применялись клепанные мосты. В 1946 г были разработаны серии пролетов мостов сварных автодорожных (21,6 м; 32,4 м; 42,5 м ) и клепано-сварных (52,5 м и 83,2 м). Мосты конструировались из стали повышенной прочности и с предварительным напряжением.

С 1948 г были созданы цельносварные конструкции высотных зданий в Москве (Министерство иностранных дел, гостиница «Украина»).В 1936 г была построена первая стальная радиомачта из рельсов (200 м).

Стальные конструкции по условиям работы делятся на 4 группы:

1 - работающие в особо тяжелых условиях (подкрановые балки, эстакады, опоры транспортных средств,…);2 - работающие при статических нагрузках (фермы, балки перекрытий, опоры,…);

3 - вспомогательные конструкции ( трапы, площадки, ограждения,…).

В зависимости от этих групп и климатических зон выбираются материалы (марки сталей, флюсы, электроды, …) и режимы наплавки.

Сварные конструкции изготовляют из проката. Его правят на вальцах, грунтуют, размечают и режут. На автоматических поточных линиях производится резка и сварка без предварительной разметки.

Сварку элементов конструкций проводят на стеллажах, стендах, кондукторах, вращателях и  манипуляторах. В процессе сварки  кроме широко распространенных   кувалды и лома, используются струбцины, эксцентриковые зажимы, домкраты, винтовые распорки, клиновые стяжные приспособления и другая оснастка.

При  сварке   резервуаров   эффективен метод рулонирования, но в трудно доступных местах проводят  и полистовую  их сборку.

Рулонные заготовки днищ и корпусов цилиндрических резервуаров сваривают из листового проката на 2-х ярусной установке механизировано сварочными тракторами под слоем флюса. На верхнем ярусе проваривают швы с другой стороны листа. На контрольной площадке проверяют качество швов и грунтуют полотнища. Далее наметывают его на шахтную лестницу резервуара или кольцевые каркасы и транспортируют на место установки. Листы днища укладываются от центра к краям и укрепляют сборочными приспособлениями. По окружности делают прямые (до объемов  менее 5000 м 3 ) или  сегментные ( при объемах  более 5000 м3 ) окрайки. Сварку выполняют   ручной электродуговой сваркой  в 2 слоя, или механически  порошковой проволокой ПП-АН3, или сварочными автоматами.

Сварка решетчатых  конструкций (стропильные фермы, опоры линий электропередач,  мачты,…) выполняется в среде  защитных  газов  или  применяется порошковая  самозащитная  проволока, во многих случаях используется  электроконтактная сварка. Сборка элементов конструкций выполняется  с помощью кондукторов, пневматических и винтовых прижимов  и  фиксаторов.

После прихватки ручной электродуговой сваркой соединений освобождают прижимы и переносят форму в кантователь для основной сварки конструкции.

Сварка при низких температурах.  В зависимости от марки  стали и толщины  металла и вида металлоконструкции устанавливается минимально допустимая температура сварки без нагрева.  Углеродистые стали допускают более низкую температуру сварки, чем низколегированные. Чем тоньше металл, тем может быть допустима более низкая температура сварки.

При очень низких температурах (менее -50 С) для выполнения сварочных работ необходимы специальные укрытия (тепляки, пневматические оболочки).

Источник: Н.В. Храмцов. Металлы и сварка (лекционный курс)

См. также: Технология сварки стальных конструкций промышленных зданий и сооружений

www.autowelding.ru

Классификация сварных конструкций

Высокое качество сварного шва – это один из главных факторов, от которых зависит надежность и прочность всего сварного соединения и полученной металлоконструкции при эксплуатации. Поэтому при ведении сварки крайне важно соблюдать все правила и тщательно следить за тем, насколько соответствует поставленной задаче сварное соединение.

Что такое карта технологического процесса сварки и как её составлять? Об этом и другом вы сможете узнать, прочитав данную статью. Также вы сможете узнать, что имеет наибольшее значение в технологической карте, а также чего лучше избежать во время её составления. 

Качество сварных соединений очень важно. При сваривании емкостей для жидкостей, некачественные соединения могут давать течь, трубопроводы просто выйдут из строя, металлоконструкции станут ненадежными. Поэтому процесс сваривания изделий тщательно контролируется. Какими способами производится этот контроль, расскажем в этой статье.   

stalevarim.ru


Смотрите также