Как сварить швеллер 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.

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.

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.

Потребность в снятие кромок определяется исходя из толщины полок швеллера:

  1. 6 мм и менее-скос кромок не требуется.
  2. 6-12 мм – скос делают под углом 30 .
  3. 12 мм и более-скос кромок выполняется под тупым углом на внутренней стороне заготовки. Шов выполняют V и Х-образным.
  1. Швеллер размещается стенками горизонтально.
  2. Снимают кромки в зависимости то толщины металла.
  3. Производится стыковка двух балок с зазором не больше 3 мм.
  4. Производится временная прихватка заготовок между собой точками с шагом в 40 мм.
  5. Анализируется правильность созданной конструкции.
  6. 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.

Читайте также:  Телевизоры 4к рейтинг профессионалов

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.

Накладки усиления обязательно обойти электродом по всей плоскости. При невозможности кругового обвара все зазоры заполнить веществом, препятствующим коррозии.

  1. Швеллера привариваются торцами друг к другу согласно технологических норм ГОСТа.
  2. Шов внутри швеллера зачищается к плоскости.
  3. 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.
  4. 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.

  1. Заготовки установить полками горизонтально напротив друг друга.
  2. Скрепить струбцинами.
  3. Шов выполнить либо по ГОСТу с разделением кромок, либо оставить зазор.(величину зазора выбирают в зависимости от толщины швеллера, но не менее 3 мм).
  4. Шов необходимо производить по методу прихвата либо от середины к краям.

[warning]Зачистка швов болгаркой в данном соединении категорически запрещена и может привести к ослаблению всей конструкции.[/warning]
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.

Смещенное соединение.

Такая сварная конструкция производится несколькими сварщиками и применяется для объединения швеллеров с различными геометрическими размерами. Сварку начинают с мест, имеющих более толстый металл. Соединение встык производят, руководствуясь стандартными нормами, а угловые соединения требуется производить синхронно двумя сварными (от края к середине). Продольные швы нельзя накладывать до конца балки. Это расстояние зависит от соединяемых материалов и площади полки проката. Для углеродистых сталей данное расстояние приравнивается к ширине полки, а для легированных металлов приравнивается к двукратной ее ширине.

При сборе металлоконструкций различной степени сложности и конфигурации используются выше перечисленные нами методы и типы сваривания швеллеров. Любая металлоконструкция может быть разбита на отдельные небольшие самостоятельные узловые соединения, в которых будут применимы вышеописанные методы.

[note]Самым прочным способом соединением среди всех видов считается соединение равнополочного проката с параллельными полками.[/note]

Любая сварка швеллеров или двутавров требует соблюдения заранее определенного ряда действий и точного порядка проведения монтажных работ. Сборку любой металлоконструкции всегда нужно начинать с середины и продвигаться к краям, одновременно сварку начинают со швеллеров имеющих более толстый профиль металла. При компоновке не рекомендуется размещать сварные швы близко друг к другу, данные места лучше укреплять применяя подкладные листы из металла и вспомогательные усилительные конструкции. Любой сварной шов сам по себе уменьшает прочность всей металлоконструкции на 5-7 процентов, хотя материал сварного шва обладает более лучшими прочностными характеристиками, чем материал основной детали. Сварочный режим и быстрота наложения сварного шва напрямую зависит от выбранного вами вида соединения, но наилучший при работе ручной электросваркой считается 20 м/ч.

Чтобы создать отличное прочное соединение необходимо перед сваркой хорошо зачистить места будущих соединений, и обработать кромки согласно рекомендациям ГОСТа. Полосы укрепления после приварки встык нужно размещать только снаружи швеллеров. Сварка во внутренних углах швеллера приведет к ослаблению всей конструкции, поэтому проводить работы во внутренних углах узла не желательно.

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.

Читайте также:  Монтаж раковины в туалете

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.

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.

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.
Читайте также:  Очистить лобовое стекло изнутри

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.

Швеллер является частью самых разных металлических конструкций. Обычно его роль заключается в восприятии различных механических нагрузок – на сжатие, растягивание, изгиб, кручение, пр. Часто при требованиях конфигураций металлоконструкций требует сваривать жесткий рамочный каркас. При этом стальное изделие после сварки должно все также оставаться цельным изделием с неизменными механическими характеристиками.

Любые работы по сварке имеют способность ослаблять отдельные узлы швеллера. Именно для уменьшения сварных работ используется при возведении ответственных конструкций швеллерный сортамент, а также двутавровые балки. Сварка швеллера – это важный этап, который часто на объекте вызывает затруднение, невыполнение трудоемких условий государственного регламента.

Что нужно знать

Расположение типоразмеров в местах стыковки выполняется несколькими главными способами: полками внутрь, гранями наружу, смешанное, со сторонами модели, перпендикулярными плоскости каркаса. Практикуется крестообразная стыковка швеллеров: профиля ставятся диагонально специальными связями.

Виды металлопрофилей – горячекатаный стальной профиль, гнутый типоразмер, сделанный холодной прокаткой – не сказываются на характер, выбор сварки. Самое прочное соединение получается у моделей с параллельными полками, которые имеют маркировку «П».

К сварке швеллеров предъявляются требования:

Свариваются сначала толстые элементы профиля, то есть полки, затем приступают к свариванию тонких элементов.

Нельзя сваривать внутренние грани полок – углы соединений сторон. Такой подход приведет только к ослаблению целостности детали, всей конструкции.

Два швеллера должны иметь зазор 2-3 мм. Это поможет исключить частую проблему возникновения «горки», после которой придется зачищать поверхность, а значит – существенно ослаблять сварочный шов.

Для неответственных легких металлоконструкций, где не важны требования надежности, минимальный вес элементов строения, можно проводить соединение швеллеров встык сваркой с двух сторон.

Кромки торцов, где протекает сваривание, закручиваются V-, X- образно, для толстого, тонкого края, соответственно. Угол при этом от 30 до 60 градусов.

Исключаются переломы по вертикали, горизонтали на стыке свариваемых элементов.

Стыковка по правилам проводится при помощи листовых накладок. Они располагаются только симметрично продольной оси сечения.

Создавая проект, необходимо учитывать, что зона сварного шва слабее других частей типоразмера на 5-20%.

Несколько советов

Листовые накладки лучше всего варить сразу по всему контуру прилегания. Это исключит проникновение между ними швеллерной поверхностью влаги, других ненужных составов. Влажность всегда губительна для металлов, особенно при сварочных работах, она грозит возникновением коррозии. Часто используются антикоррозийные материалы.

Проблемами здесь могут быть разные факторы: техника сваривания, человеческий фактор (отсутствие опыта, специализации), неправильно выбранный шов. Следует помнить, что сварка по ГОСТу всегда будет прочнее, рекомендациями пренебрегать нельзя.

Какая сварка бывает?

Электродуговая. Самый предпочтительный тип соединения. Здесь применяется короткая дуга средней мощности. Обязательно проводить проверки на внутренние дефекты.

Газовая кислородная. Применяется в редких случаях из-за получения большой зоны нагрева. Негативное термическое влияние ослабляет большую поверхность детали, приводит к внутренним напряжениям металла, сильной деформации всего металлопрофиля.

Где заказать швеллерный металлопрокат?

Металлобаза «Сталь-Инвест» предлагает услуги по продаже, доставке, резке металлических профилей. К вашим услугам – большие объемы металлопродукции на складах, отсутствие долгого ожидания доставки, детали в соответствии ГОСТ. Позвоните по телефону +7 (863) 308-94-58, уточните все детали заказа, получите экспертную консультацию.

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *