Все о сварке

Технология сварки двутавровой балки


Производство сварных балок. Особенности и технология производства

Различные изъяны в сварочных швах понижают устойчивость сварных металлоконструкций и при неблагоприятной ситуации могут приводить к разрушению отдельных швов или даже всей  металлоконструкции. Следует отметить, что прочность сварного шва должна быть не ниже прочности основного металла. Именно поэтому, проверка сварочных швов является очень ответственным моментом после завершения сварки. Из этой статьи вы узнаете про нормы на сварные швы, особенности и виды контроля.

Сварочное производство плотно укоренилось в жизни человека, и теперь работа сварщика необходима практически во всех отраслях общественной жизни. В последнее время приобрело важность условное обозначение сварочных швов на чертеже. Это важно для того, чтобы сварщик качественно осуществил свою работу и не нарушил технологию производства. В данной статье Вы узнаете основные обозначения сварочных швов на бумаге.

Сварка плавящимся электродом в защитных газах благодаря своей универсальности и возможности практически полной автоматизации все чаще используется в современном мире. Статья знакомит с общими особенностями и описывает основные типы и преимущества этого метода сварки.

stalevarim.ru

Технология изготовления сварных двутавровых балок

Технология изготовления сварных двутавровых балок, помимо прочности и надёжности, к ним предъявляются и другие требования.Одной из основных характеристик балок является их плотность. Для любых видов работ, плотность металлических балок должна быть максимально высокой. Из основных задач для разработчиков балок, является снижение их металлоёмкости. Это значит, что постоянно ведутся работы по разработке балок, требующих меньшее количество металла при сохранении характеристик прочности.

О сварной двутавровой балке и её производстве

Двутавровые балки экономически выгодны в строительстве. Использование сварных двутавровых балок, в качестве строительных металлоконструкций каркасов, даёт возможность не только облегчить элементы конструкции, имеющие неоправданно большой коэффициент запаса прочности, но и создать более экономичную форму опор и сечения отдельных элементов, тем самым уменьшить массу металлической конструкции.

Изготовление сварных двутавровых балок.

Технология изготовления сварнной балки, экономичен и успешно конкурирует с изготовлением балок способом прокатки, по другому называют горячекатанная двутавровая балка. Изготавливаются двутавровые балки, конечно же, из металла. Чаще всего для производства балок применяются углеродистые стали. В частности, довольно распространены двутавровые балки из низкоуглеродистых сталей.

Среди всех видов балок, наибольшее распространение получили балки двухтаврового сечения. В основе этих балок лежит двухтавровый профиль, имеющий поясные швы. Профиль двухтавровых балок состоит из трёх элементов, соединяемых друг с другом посредством сварки. Cварка балки двутавровой происходит под действием флюса. Изготовление профиля для балок, происходит с помощью автоматов для сварки. Для увеличения надёжности балки, соединяемые элементы балки подвергаются сварке с двух сторон. Чтобы гарантировать максимальную прочность сварки балок, при создании сварного шва, балки применяются выходные и заходные планки. Так же следят за перпендикулярностью расположения элементов балки и за качеством их прилегания.

При изготовлении сварных двутавровых балок мелкими партиями, заводы вынуждены использовать примитивную малопроизводительную оснастку, и такие профили обходятся сравнительно дорого. Серийное производство сварных балок в поточных линиях или автоматических станах, которые выполняют весь цикл производства двутавра, на предлагаемом нами современном оборудовании, позволяет поднять производительность труда и снизить стоимость двутавровых балок. Такие поточные линии могут оснащаться либо автоматизированными установками непрерывного действия, либо рядом специализированных приспособлений и установок, последовательно выполняющих отдельные операции при условии комплексной механизации всего технологического процесса.

Наиболее широкое применение имеет двутавровый профиль с поясными швами, выполняемыми обычно сварочными автоматами под флюсом. Двутавр собирают из трёх листовых элементов. При их заготовке, помимо правки, резки и зачистки кромок, часто предусматривают сборочную и сварочную операции для получения листового элемента требуемой длины и ширины. В этом случае к стыковым соединениям предъявляется требование полного и надежного проплавления с хорошим формированием усиления шва.

Технологический процесс изготовления сварной двутавровой балки.

01Раскрой листового металла на полосы - штрипс нужной длины и ширины изготавливается на установке термической резки с ЧПУ, которая позволяет распускать лист одновременно несколькими резаками. Скорость резки, в зависимости от толщины металла, доходит до 1 метра в минуту.

02Фрезеровка торцов - для улучшения провара шва между полкой и стенкой двутавра производится фрезерная обработка торцов на торцефрезерном станке.

03Сборка балки двутавровой должна быть достаточно точной, особое внимание уделяется симметрии расположения и взаимной перпендикулярности полки и стенки. Сборка на стеллаже с помощью простейших приспособлений является трудоёмкой и может применяться только в единичном производстве. Использование станов для сборки двутавровых балок позволяет повысить производительность сборочных операций в несколько раз.

С помощью стана для сборки двутавровых балок Z15, достигается симметрия расположения стенки относительно полок балки, обеспечивается взаимная перпендикулярность полки и стенки балки. Сборка двутавровой балки осуществляется в 2 этапа: сборка профиля T-образной формы, затем балка кантуется на 180° и собитается двутавр.

Эффект использования сборочного стана, обеспечивается быстродействием и надёжностью механизма позиционирования элементов. Закрепление и освобождение элементов балки по всей длине с помощью винтов занимает много времени. Значительно производительнее и удобнее в работе приспособления, оснащенные гидравлическими прижимными механизмами.

xn----7sbabec1clej3cj.xn--p1ai

Технология сборки и сварки двутавровых балок.

Двутавровые балки в сварном варианте изготавливают высотой до 2000мм при толщине стенке 10…16 мм и толщине полок 16…50 мм. Балки высотой более 800 мм имеют на стенке поперечные ребра жесткости, обеспечивающие местную устойчивость ее при эксплутационных нагрузках. Качество двутавровой балки зависит от точности изготовляемых заготовок. Все элементы балки могут быть изготовлены на гильотинных ножницах, газокислородной, воздушно-плазменной или плазменной резкой. После правки кромок полок и стенки механически обрабатывают на кромкострогальных станках для придания им прямолинейности, при необходимости на кромках стенки образуют фаски.

При сборке двутавровой балки необходимо обеспечить симметрию и взаимную перпендикулярность полок и стенки, прижатие их друг к другу с допускаемыми по чертежу местными зазорами в стыках и закрепление прихватками. Для этого используют сборочные приспособления с винтовыми и пневматическими прижимами.

При изготовлении двутавровых балок сварные швы соединения полки и стенки выполняют автоматической сваркой под флюсом или в среде защитных газов. Наклонным электродом можно сваривать одновременно два шва, однако имеется опасность образования подреза полки и стенки. Выполнение швов «в лодочку» позволяет получать более качественные сварные соединения, но приходиться поворачивать изделие после сварки каждого шва. Для поворота используют двухстоечные, цепные и кольцевые кантователи. В поточных линиях по изготовлению двутавровых балок часто используют кантователи рычажные челночного типа, позволяющие не только поворачивать изделие, но и транспортировать его между рабочими местами.

При установке балки в горизонтальный вращатель необходимо обеспечить надежное крепление и совмещение оси изделия с горизонтальной осью вращателя. Собранную балку с прихваченными выходными планками в виде тавриков укладывают мостовым краном во вращатель при горизонтальном положении грузозахватов с открытыми откидными зажимами при нижнем положении пластинчатых упоров. После закрепления стенки и полок винтовыми зажимами балку поворачивают и устанавливают а положение для сварки «в лодочку». Сварку стыка лучше проводить двумя аппаратами в направлении от середины балки к ее концам, причем в тавровом соединении в первую очередь выполняют шов на стороне без прихваток. Этот прием позволяет избежать поворота полок при формировании сварных швов.

Ребра жесткости на стенку балки устанавливают по разметке и прихватывают. В первую очередь выполняют швы, соединяющие ребро со стенкой. Причем сварку ведут начиная с ребер в середине балки последовательно в направлении к краям. Для предотвращения изгиба балки концы ее следует закрепить жестко к стенду или плите болтовыми или клиновыми хомутами. Приварку ребер к верхней полке также производят в нижнем положении, предварительно закрепив концы балки.

Технология сборки и сварки балки коробчатого сечения.

Наиболее технологичной является балка коробчатого сечения, поэтому эта конструкция является более предпочтительной в тяжело нагруженных сварных узлах машин. По характеру эксплуатации элементы балки от сосредоточен­ной нагрузки испытывают в верхней части сжатие, а в нижней - растяже­ние. Это условие может быть выполнено лишь при наличии строительно­го подъема (¦с) в среднем равного 0,001 длины.

Диафрагмы выпол­няют по всей высоте балки либо чередуют с короткими длиной до 1/3 высоты и приваривают к верхнему поясу сплошными угловыми швами, а к вертикальным листам - чаще всего прерывистыми швами. Раскрой поясов и вертикальных стенок делают так, чтобы в центре балки не было сварных швов. Заготовки вырезают на гильотинных ножницах из листов толщиной до 25 мм и газовой резкой при большей толщине. Кромки заготовок по контуру обрабатывают на кромкострогальном станке. Кромки диафрагм, соединяемые с поясом и вертикальными стенками, механи­чески обрабатывают при строгом соблюдении углов 90°. Отверстия в диафрагмах вырезают газовой резкой.

Рис.4.17. Схема балки мостового крана: 1 - верхний пояс (сжат);

2 - ребра жесткости; 3 - верти­кальные стенки; 4 - диафрагмы; 5 - нижний пояс (растянут).

Сборку и сварку поясов осуществляют на хорошо выверенных стен­дах. Сварные швы выполняют автоматической сваркой под флюсом. Швы двухсторонние, причем до толщины металла 40 мм соеди­нение делают без разделки кромок, а свыше - с симметричной Х-образной фаской. С каждым поясом сваривается на том же режиме образец-свидетель, изготовленный из партии металла, используемого для изде­лия. Проводят гамма- или рентгеновский контроль всех сварных швов. Из образца-свидетеля вырезают плоские контрольные образцы и опреде­ляют механические свойства сварного соединения (sВ, a°, кси). Верти­кальные стенки собирают на аналогичном по конструкции рабочем мес­те. Сварные швы вертикальных стенок контролируют неразрушающим методом дефектоскопии в объеме 25% от их длины. Размечают верхний пояс, нанося меловой струн­кой продольные линии положения стенок и поперечные линии положения диафрагм. Устанавливают по инструментальному угольнику диафрагмы и прихватывают их. Приварку диафрагм к поясу выполняют ручной или ме­ханизированной дуговой сваркой. Сборку вертикальных стенок с верхним поясом и диафрагмами проводят с использованием самоходной скобы, оснащенной горизонтальными и вертикальными пневмо- или гидрозажимами. Сварные швы, соединяющие диафрагмы с вертикальными стенками, выполняют механи­зированной сваркой в среде углекислого газа или ручной дуговой сваркой в нижнем положении. Особое внимание при выполнении этой опе­рации следую обратить на обеспечение эффективной вытяжной местной вентиляции практически замкнутого пространства внутри балки. Размечают нижний пояс, устанавливают и прихватывают косынки-ловители и укладывают пояс на П-образный профиль. После­довательно прижимают пояс к вертикальным стенкам самоходной ско­бой с прижимом и прихватывают в потолочном положении. Поясные швы балки выполняют в положении «в лодочку» автоматической сваркой под флюсом. Сварку ведут одновременно двумя сварочными трак­торами в направлении от середины балки к ее краям, первыми сварива­ют швы нижнего пояса. Хорошо подобранные режимы и каче­ственно выполненная сварка обеспечивают получение швов с мениском, т.е. плавным переходом от стенки к поясу. При приварке ребер жесткос­ти, а также боковых ферм, площадок под механизмы и других элементов конструкции, устанавливаемых на вертикальные стенки, предварительно выгибают балку в обратную сторону ожидаемой деформации при сварочных работах. Усилия создают грузами или грузозахватами.

cyberpedia.su

§ 116. Балочные конструкции [1979 Рыбаков В.М. - Сварка и резка металлов]

Балки широко применяют в конструкциях гражданских и промышленных зданий, в мостах, эстакадах, гидротехнических и других сооружениях.

Балки со сплошным сечением стенки изготовляют из листового металла. Применяют в основном балки двутаврового сечения, реже - коробчатого.

В условиях единичного производства балки собирают по разметке и сваривают вручную покрытыми электродами или полуавтоматами. При массовом и серийном производстве сборку производят в кондукторах, а сварку ведут автоматами под флюсом или для швов катетом 4 - 6 мм - в защитном газе.

Ручную или полуавтоматическую дуговую сварку применяют в балках также и при установке ребер жесткости. Неудобства при выполнении этой операции не позволяют применить автоматическую сварку.

Удлинение балок соединением встык коротких секций производится ручной дуговой сваркой покрытыми электродами. В массовом производстве на этой операции возможна также и автоматическая дуговая сварка.

При монтаже балок в первую очередь сваривают стыковые, а затем угловые швы. Порядок сварки монтажных стыков прокатных балок показан на рис. 150, а. Сначала стыковые швы выполняют на толстом металле, а затем на тонком. Обычно полки двутавровых балок толще стенки. Поэтому для обеспечения минимальных напряжений в металле стыка следует сначала накладывать стыковые швы в полках и в последнюю очередь стыковой шов в стенке.

Сварные балки на монтаже соединяют с совмещенным (рис. 150, б) или со смещенным (рис. 150, в) стыком.

Рис. 150. Порядок сварки монтажных стыков балок: а - прокатных, б и в - сварных; 1 - 4 - последовательность выполнения сварки

Последовательность сварки в этих случаях аналогична последовательности сварки встык прокатных балок; в первую очередь выполняют стыковой шов полки с увеличенной толщиной (если двутавр с различными толщинами полок), затем накладывается второй стыковой шов второй полки, третьим швом сваривается стык стенки (самый тонкий в двутавре) и четвертым - угловые поясные швы (рис. 150). Продольные швы обычно не доводят до концов балки на величину, равную одной ширине полки (из низкоуглеродистой стали) или двум (из легированной стали). В этих случаях деформирование и напряжение металла в стыковых соединениях полок и всего стыкового соединения балки будет равномерным и минимальным. Угловые швы в монтажном стыке выполняются в последнюю очередь. При этом желательно, чтобы угловые швы накладывались одновременно двумя сварщиками - от концов к середине шва.

Ребра жесткости можно приваривать как к стенке, так и к полке балки в любой последовательности после предварительной их прихватки. Прихватки размещаются в местах расположения сварных швов. Высота прихваток должна быть не более 2/3 высоты шва, чтобы при последующей сварке они были перекрыты швом, и не менее 4 - 6 мм для прихватываемых ребер жесткости толщиной 6 мм и более. Длина каждой прихватки должна быть равна 4 - 5 толщинам прихватываемых элементов, но не менее 30 мм и не более 100 мм, а расстояние между прихватками - в 30 - 40 раз больше толщины свариваемого металла.

metallurgu.ru


Смотрите также