soedenenie_shvellerov_big

Швеллер из стали — фасонный прокат, имеющий П-образное сечение. Металлический профиль изготавливается с двумя полками, расположенными перпендикулярно относительно стенки. Для его производства применяется чаще всего алюминиевый сплав, низколегированная или углеродистая сталь. Фасонное изделие из металла — это легкий и прочный прокат, выдерживающий большие вертикальные нагрузки. Поэтому стальной швеллер используется при изготовлении несущих металлических конструкций, создании вагонов, в строительстве, различных областях промышленности.

Выбор металлического профиля осуществляется по размерам и весу изделия. Изготовление металлопроката выполняется на станке с помощью гибки и горячекатаным методом. Способ производства швеллера не влияет на его соединение, которое может осуществляться сваркой или быть болтовым. Болт позволяет создать разборный стык. Его изготовить может даже не квалифицированный рабочий. Однако такой крепеж не рекомендуется применять в условиях повышенной влажности. Тем более большое количество отверстий, которые расположены рядом друг с другом, повышают вероятность возникновения разрыва металлоконструкции.

Требования к сварке швеллеров

Использование сварки для соединения металлоизделия позволяет получить прочную конструкцию. Однако даже незначительные отклонения от технологии приводят к ослаблению металлоконструкции в целом. Поэтому нужно ответственно выполнять сварочные процессы.

Существует общий перечень актуальных требований, необходимых для исполнения независимо от вида швеллера:

  1. В первую очередь сварное соединение выполняется на толстых частях металлопроката, и только потом свариваются тонкие элементы изделия.
  2. При высоких прочностных требованиях можно выполнить сварку швеллеров встык, создав швы с двух сторон места соединения.
  3. Профессионалы не советуют выполнять сварку по внутренним граням металлопроката и в углах, где соединяется стенка с полками, так как эти места являются наиболее слабыми точками для расположения шва.
  4. Во время расчетов необходимо принимать во внимание, что может произойти 20-процентное уменьшение прочности сварного шва по сравнению с общей надежностью проката, если процесс будет проведен без накладок.
  5. Стык двух свариваемых швеллеров не должен иметь переломов в вертикальном и горизонтальном направлении.
    Рекомендуется сваривать швеллер по ГОСТ. Однако такое правило не всегда можно выполнить, потому что это иногда неудобно. Если соблюдается ГОСТ, тогда применяется электродуговая или сварка под флюсом при использовании электродов УОНИ.

Сварка встык

Этот способ отличается экономичностью, поэтому применяется очень часто. На данном варианте сварщики останавливают свой выбор, если нужно просто и быстро соединить швеллеры, не обращая внимание на надежность и качество выполняемой работы.

Сварка встык проводится с двух сторон. При этом осуществляется достаточно глубокий провар. Однако иногда выполняет и односторонняя сварка. При выборе этого варианта нужно осуществить подварку корня шва.

Во время выполнения сварки встык особое внимание уделяется обработки кромок:

  • угол скоса кромок должен составлять 30 градусов, если полки швеллера имеют максимальную толщину 12 мм;
  • когда толщина полок металлопроката не превышает 6 мм, то в этом случае скос не выполняется;
  • если полки изделий имеют толщину больше 12 мм, тогда нужно создать тупой скос с внутренней стороны проката. Такие швеллеры позволяют выполнять Х и V-образные сварочные швы.

Непосредственно сам процесс соединения встык осуществляется следующим образом:

  1. Укладывается первая швеллеробразная балка, у которой стенки должны располагаться в горизонтальном направлении.
  2. Выполняется скашивание кромок с учетом толщины полок металлоизделия.
  3. Укладывается вторая балка так, чтобы между швеллерами образовался зазор величиною не более 3 мм.
  4. Проводится прихватка прокатов с помощью точечных швов. Расстояние между ними должно составлять 40 мм.
  5. Выполняется контроль прямолинейности изготавливаемой металлоконструкции.
  6. Осуществляется основная сварка встык без перерыва. Процесс выполняется от центральной части стенки в направлении первой и второй полки.

Чтобы уменьшить внутреннее напряжение и деформацию металлоизделия, нужно усилить конструкцию, как только будет проведен монтаж балок.

Сварка с применением накладок

Чтобы исключить образование трещин, нужно использовать накладки при выполнении сварки встык. Крепление дополнительных элементов осуществляется со стороны сварного шва. При этом зазор стыка не должен превышать 8 мм. Толщина накладок подбирается в зависимости от режима сварки. На этот размер также влияет толщина соединяемых швеллеров. Сам процесс соединения металлоизделий осуществляется с помощью автоматической сварки под флюсом.

Рекомендуется используемые накладки обваривать со всех сторон. Если такой процесс невозможно выполнить, тогда зазоры заполняются специальной жидкостью, предотвращающей образование коррозии.

Сварка с применением накладок выполняется в следующей последовательности:

  1. Металлоизделия соединяются торцами и свариваются по ГОСТ или предварительно подготавливаются кромки.
  2. После завершения сварного процесса созданный шов зачищается, чтобы образовалась ровная плоскость.
  3. С внутренней стороны металлоизделия закрепляется при помощи сварки первая накладка. Полоса должна быть создана из той же марки стали. Ее длина обязана равняться ширине изделия, увеличенной в 5 раз. При этом толщины швеллера и накладки должны быть одинаковыми, а ширина полосы обязана равняться расстоянию между полками швеллера за вычетом размеров округлений в углах.
  4. Накладка приваривается по продольным сторонам.
  5. Устанавливается вторая накладка, которая выполняет функцию ребра жесткости. Она фиксируется с помощью сварки по двум сторонам от первой полосы.
  6. Так называемое ребро жесткости требуется приварить вплотную к продольной накладке.

Сварка с применением дополнительных полос позволяет получить металлоконструкцию, прочность которой будет немного меньше, чем у монолитного изделия. Разница составляет максимум 10% и зависит от длины конструкции.

Сварка «в коробку»

При строительстве объектов нередко требуется создавать усиленную полую балку. Для изготовления такой металлоконструкции используют два швеллера, размещаемых по отношению друг другу полками внутрь. В результате получается изделие в виде коробочки.

Процесс сварки «в коробку» выполняется следующим образом:

  1. Шов создается в соответствии с ГОСТ, что подразумевает разделение кромок. Можно также просто отправить зазор. Его ширина подбирается в зависимости от толщины швеллера. Однако минимальное значение должно составлять 3 мм. Зазор нужен, чтобы металл шва не наплавлялся в виде горки.
  2. Запрещается выполнять зачистку шва с помощью углошлифовальной машинки, так как такой процесс ослабит соединение.
  3. Швеллеры обязательно фиксируются струбцинами.
  4. Шов начинают выполнять от середины, двигаясь постепенно к краям. Можно также использовать способ прихвата.

Сварка «в коробку» в полевых условиях выполняется исключительно в горизонтальном нижнем положении. При других обстоятельствах лучше всего создавать стыковые швы, которые будут усилены с помощью накладок.