Зварна балка — виробництво і технологія зварювання

Якщо раніше в будівництві використовувалися балки, елементи яких з’єднувалися між собою численними болтами, штирями і заклепками, що значно утяжеляло всю конструкцію, то зараз їм на зміну прийшли міцні і надійні зварні балки, що відрізняються невеликою вагою.

Готові двотаврові балки на складі

Переваги зварних двотаврових балок

У наш час дуже складно знайти будівельний об’єкт, який звели без використання зварних двотаврових балок. Балки, що мають таке перетин, широко поширені тому, що дозволяють значно знижувати витрати на будівництво споруд різного призначення, забезпечуючи при цьому високу надійність зведених конструкцій.

Зварна балка, перетин якої має форму двутавра, здатна витримувати значні статичні і динамічні навантаження, не втрачаючи при цьому, своїх експлуатаційних характеристик. Важливим фактором є і те, що використання таких зварних балок дозволяє знизити вагу будівельних конструкцій, що в результаті зменшує навантаження на фундамент будівлі і на його несучі конструкції.

Використання двотаврових балок при виготовлення каркаса будівлі

Зварений двутавр особливо незамінний в тих елементах будівельних конструкцій, де особливо важливі міцність і здатність успішно протистояти механічним навантаженням різної спрямованості. До таких елементів, зокрема, відносяться каркаси для різних конструкцій, колони, міжповерхові перекриття, естакади, робочі майданчики та інше.

Дуже затребувана зварна балка в різних галузях машинобудування і при будівництві споруд бистровозводімого типу, оскільки технологія її виробництва дуже економічна.

Незважаючи на те, що організувати виготовлення зварних балок двотаврового перетину досить нескладно, економічно більш вигідно виробляти їх з використанням автоматизованого обладнання. Автоматизовані лінії, на яких виробництво таких зварних балок поставлено на потік, дозволяють не тільки значно знизити собівартість продукції, але і строго дотримуватися технологію її виготовлення.

Перекриття по металевим двотавровим балках

Технологічний процес виробництва зварних балок двотаврового перетину

Технологія виготовлення зварних балок, що мають двотавровий перетин, складається з декількох послідовних процесів, кожен з яких на сьогоднішній день вже відмінно відпрацьований. Отже, виготовлення якісної і надійної звареної балки необхідного перетину складається з декількох процедур.

Створення заготовки за кресленням

Для її виготовлення використовується обладнання термічного різання, на якому листи металу необхідної товщини раскраиваются по заданих розмірах. Підсумком виконання такої технологічної операції є штріпси, що мають довжину і ширину, обумовлені в кресленні. На сучасних підприємствах для виконання такої операції використовуються верстати з ЧПУ, на яких розкрій металу може здійснюватися кількома різаками одночасно.

Обробка крайок методом фрезерування

Для даної операції вже не потрібно креслення і виконується вона на спеціальному обладнанні (крайкофрезерні верстаті). Це етап виробництва необхідний для того, щоб забезпечити кращу проваріваемость стінки балки двотаврового перетину і її полиць.

Складальна операція

На цій стадії майбутня зварна балка збирається в готову конструкцію, для чого використовуються спеціальні складальні пристосування, що дозволяють збільшити продуктивність процесу в 2-3 рази в порівнянні з ручним складанням. При здійсненні складальної операції перед зварюванням балки, що має двотавровий перетин, важливо забезпечити правильне взаємне положення стінки двутавра і його полиць (симетричність і взаємна перпендикулярність).

Найдоцільніше для виконання цих важливих вимог використовувати спеціальне складальне обладнання, оснащене швидкодіючими притискними елементами. Воно дозволяє не тільки точно позиціонувати складові елементи майбутнього двутавра, але і робити це оперативно і з високою надійністю. Технологія складання з використанням таких пристосувань складається з двох основних етапів: спочатку збирається тільки частина балки, складова Т-подібний профіль, потім зібрану конструкцію за допомогою пристосування перевертають на 180 градусів і комплектують її другий полицею. На сучасних підприємствах, як правило, використовуються складальні пристосування з гідравлічними притискними механізмами, що дає можливість скоротити час виконання даного технологічного процесу.

Сварка

На тонкощах даного етапу ми докладніше зупинимося в наступному розділі нашої статті.

Автоматичне зварювання елементів двотаврової балки

Виправлення конструктивних елементів готового виробу

Виробництво будь-яких конструкцій з використанням зварювання передбачає сильне нагрівання, що неминуче призводить до виникнення деформації окремих складових елементів виробу. Не є винятком і зварна балка, що має двотавровий розтин. Як правило, у таких балок після закінчення процесу зварювання спостерігається ефект «грибовидності», що виражається в порушенні геометрії полиць двутавра. Для того щоб виправити цей дефект, як раз і необхідна операція правки, яка полягає в прокочуванні зварної балки через ролики спеціального табору. Після виконання такої процедури отримують балку двотаврового перетину, геометрія якої чітко дотримана.

Як виконується зварювання балок двотаврового перетину

Конструкція складального обладнання, що використовується для виготовлення зварних балок, що мають двотавровий перетин, визначається способом зварювання для формування поясних швів. Вибір такого обладнання залежить також і від того, які пристосування планується використовувати в процесі виробництва. На сучасних підприємствах для формування довгих поясних швів двотаврових зварних балок найчастіше використовують автоматичне зварювання під шаром флюсу. Такий метод дозволяє отримати зварні шви, що відрізняються високою якістю і надійністю по всій їх довжині.

Сварка балки як етап її виготовлення

Використання для виробництва балок двотаврового перетину автоматизованого обладнання для зварювання під шаром рідкого флюсу дозволяє не тільки знизити собівартість готової продукції, а й забезпечити її високу якість і надійність. Принцип роботи такого обладнання передбачає, що нерозплавлений флюс, що захищає зону зварювання, знаходиться під тиском. Завдяки цьому мінімізується розбризкування рідкого металу із зони зварювання, що дозволяє якісно виконувати дану операцію навіть при високих значеннях сили струму (до 4 тисяч Ампер). Крім цього, флюс захищає розплавлений метал від швидкого охолодження, що сприяє більш ефективному відведенню газу з нього.

Тим часом, зварена балка можуть виготовлятися з використанням ручного дугового і напівавтоматичного зварювання. У таких випадках для їх складання використовують спеціальні кондуктори з затискними елементами, або звичайні прихватки і хомути. Однак слід мати на увазі, що в такому випадку доведеться зіткнутися з великими втратами розплавленого металу, які будуть відбуватися через його розбризкування та чаду. Такі втрати можуть доходити до 30%.

Зварювальні установки, що використовуються у виробництві балок двотаврового перетину

Крім того, що при виготовленні зварних балок двотаврового перетину необхідно виконувати зварювання між собою їх основних конструктивних елементів — полиць і стінки, також часто потрібно з’єднувати вже готові балки між собою. У таких випадках балки з’єднуються методом зварювання «встик» і для виконання такої операції може використовуватися наступне обладнання.

Устаткування портального і консольного типу

На такому обладнанні, крім самої зварювальної головки, можуть бути змонтовані пристрої, що забезпечують контроль за якістю одержуваного шва, подачу і видалення флюсу. Великою перевагою такого обладнання є і те, що сварка з його допомогою виконується під кутом в 45 градусів, що гарантує відмінну проваріваемость деталей і отримання шва з хорошим катетом.

Консольна зварювальний установка з ЧПУ

Зварювальні маніпулятори

Зварювальні маніпулятори дозволяють автоматизувати процес зварювання, для їх комплектації можна використовувати різне навісне обладнання. Наприклад, робочим органом такого маніпулятора може бути автоматична головка, що виконує зварювання в середовищі захисних газів або під рідким флюсом. Універсальність зварювальних маніпуляторів дозволяє вирішувати найрізноманітніші завдання, пов’язані з процесом зварювання.

Самохідні зварювальні трактори

Найбільш простий тип обладнання, який можна використовувати для зварювання довгих балок двотаврового перетину. Однак застосовувати зварювальні трактори доцільно тільки при виготовленні балок невеликими партіями.

Також може бути цікаво: