Особенности производства и преимущества сварных балок

Для нынешней металлургии весьма важны сварные технологии, особенно тогда, когда нужно создание высокопрочной и тяжелой металлоконструкции. Более того, операция сварки ускоряет рабочий процесс, а также для осуществления сварки нужно не так уж и много оборудования, поэтому ее можно считать весьма экономичной. Именно по этим причинам в последнее время производство сварных балок увеличилось в несколько раз.

§ 116. Балочные конструкции

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.

Расчет и изготовление сварного двутавра

Качественная саварка двутавровых балок для перекрытия потребует от вас большого внимания и ответственности. Вам нужно будет рассчитать все предстоящие нагрузку на конструкцию в общем и на места соединения сами балок.

Современный рынок предлагает достаточно большое многообразие размеров готовых двутавровых балок со своими обозначениями и видами. Габариты балки определяют по номеру, который указывает расстояние между внешними гранями, параллельными друг другу.

Например, маркировкой К обозначает колонны и балки, которые должны выдерживать огромные нагрузки. Учитывайте, что существует также определенный вид балок, который применяется не для перекрытий, а для создания только тяжелого оборудования и машин. У таких балок свои нормативы изготовления и свойства.

Для меньших нагрузок подходят широкополочные конструкции. И прочность таких балок будет напрямую зависеть от длины, формулы поперечного профиля, задействования сырьевой базы и способов изготовления, т.е. технологии металлопроката. Вот стандартная сварная балка для частного домостроения:

Вот параметры стальных сварных двутавров для изготовления таких балок:

Как самостоятельно сварить балку?

Если у вас есть уже какое-либо опыт работы с подобным материалом, и вы хотите изготовить сварные балки для строительства своего дома самостоятельно, в качестве основы вам понадобится легированный стальной лист. Горячекатный метод изготовления в домашних условиях довольно сложен, поэтому вам действительно больше подойдет сварной. Это ответственная задача, поэтому если у вас есть возможность, рациональнее сразу пригласить опытного сварщика.

После того как будут готовы отдельные элементы, произведите сборку конструкции выбранным методом сварки. Сначала вам нужно будет установить вертикальную стенку и закрепить ребра жесткости и придавить все хомутами. Готовую балку обязательно нужно защитить специальным покрытием, чтобы в условиях агрессивной среды у нее не пошла коррозия.

Как избежать деформации?

Если допускать ошибки в процессе изготовления, то можно столкнуться с такими неприятными деформациями балки, которые в будущем значительно усложнят процесс монтажа:

Поясним подробнее. Ваша главное ваша задача при изготовлении сварных балок состоит в том, чтобы потом состыковать потом детали так, чтобы шов не работал на растяжение.

Еще учитываете такой немаловажный факт, что сама сварка дает некоторое напряжение в балке, и это не всегда заметно глазу. А поэтому желательно сразу же не приваривать к ней следующую деталь. Просто слегка выгоните шов назад, и балка будет ровной.

Сравнения: чтобы избежать каких-либо деформаций балки, особенно для обустройства междуэтажного перекрытия, в заводских условиях ее подвергают специальной обработке:

Если вы беретесь за изготовление такой балки самостоятельно, вам помогут во всем разобраться такие этапы:

Это интересно: Электроды для сварки нержавейки: варим нержавеющую сталь правильно

Сварка двутавровых балок

Балочные двутавры стандартных размеров производят в промышленных объемах, по индивидуальным чертежам изготавливают небольшие партии. Сварная балка состоит из трех элементов: двух стенок и промежуточного пояса. Она изготавливается из марочного листового проката, используется в высокопрочных металлоконструкциях. При небольших металлозатратах получаются надежные конструкции, выдерживающие разнонаправленные нагрузки за счет ребер жесткости.

Что это такое

Наиболее часто в строительстве используется двутавровая балка – это металлическое соединение, состоящее из стенки и верхней и нижней полки, грубо говоря, ее профиль поход на русскую букву «Н», то есть имеется стенка и по обеим сторонам присутствуют две полки. Такой тип металлоконструкции может быть сварным или прокатным, все зависит от способа изготовления.

Прокатная балка изготавливается на прокатных станах из цельного слитка. В процессе прохождения через прокатные плети металл меняет форму и на выходе получается цельный металлический двутавр..

Сварная балка изготавливается путем сварки трех элементов – пояса и двух стенок в единую металлическую конструкцию. Сварные балки чаще всего изготавливаются из стали различных марок.

Область применения

Быстровозводимые здания и сооружения создают с опорными и несущими металлическими каркасами, из них делают перекрытия, фермы. При использовании сварных двутавровых балок снижается вес строений, для них не нужен мощный фундамент.

Сварной двутавр характеризуется высокой прочностью, долговечностью, не подвержен усталостным разрушениям. Он применяется в тяжелом машиностроении, из него делают элементы, испытывающие большое давление, работающие на разрыв.

В отличие от двутавровых катанок, сварные не ограничены в размерах. Сваркой полос получают балки любого сечения и длины. Архитекторы не ограничены в полете фантазии.

В процессе изготовления двутавровых профилей образуется мало отходов. Их можно делать с полками и стенками из разных марок стали: в местах минимальных напряжений используют углеродистую сталь или перфорированные стальные листы, нагруженные части делают из легированного проката.

Виды металлических сварных балок

Налажено непрерывное производство двутавров различного назначения. По стандарту выделяют несколько видов балок двутаврового сечения:

• с небольшой длиной полок по отношению к перегородке, они применяются для подвесных путей, перекрытий, укрепления шахтных выработок;
• с пропорциональным размером перегородки и полок, они применяются при возведении опорных каркасов, армирования декоративных колонн.

По точности изготовления бывают двутавровые профили двух видов: обычные и высокоточные.

Технология производства сварных балок двутаврового сечения

Мелкие партии делают с применением электродуговой или аргоновой сварки в зависимости от марки металла, его способности свариваться.

Для изготовления сварных балок промышленным способом применяются специальные сварочные линии. Для защиты ванны расплава от окисления применяют флюсы.

Сварка балки в автоматическом режиме схожа с ручным изготовлением двутавра. Основные технологические этапы:

1. раскрой листового проката на полосы необходимой ширины на терморезке с программным управлением, средняя скорость раскроя 1 м/мин.
2. фрезерование торцов на торцефрезерных станках сокращает зазор стыка между стеной и полкой, улучшает качество сварки;
3. процесс сборки двутавра осуществляется с большой скоростью на специальном станке, ленты металла фиксируют прижимные приспособления с гидравлическими усилителями; сначала делается т-образный стык, затем присоединяется вторая стенка; такую конструкцию удобно сваривать;
4. сварные работы проводятся на автоматах портального типа двух видов: а) наклоненными электродами неглубоко проваривают сразу два шва; б) шов в «лодочку» создается поэтапно: сначала с одной стороны двутавровой перегородки, затем с другой; металл проваривается на большую глубину;
5. завершающий этап – правка двутавровой балки на специальных роликах, устраняются небольшие перекосы, возникшие во время сборки и сварки профиля.

Балочные и решетчатые конструкции

СВАРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Рамы представляют собой объемную пространственную кон­струкцию, предназначенную для объединения отдельных деталей и механизмов в единый агрегат. Одно из главных требований, предъявляемых к рамам, — жесткость конструкции. Поэтому вхо-

IJ

дящие в состав сварной рамы балочные заготовки соединяют друг с другом либо непосредственно, либо с помощью вспомога­тельных элементов жесткости. Размеры рам и их конструктивное оформление весьма разнообразны, различны и методы получения балочных заготовок. Так, рамы клетей мощных прокатных ста­нов собирают и сваривают из балочных заготовок в виде мас­сивных стальных отливок (рис. 12.5). В рамах тележек желез­нодорожного подвижного состава нередко также наиболее слож­ные элементы выполняют в виде стальной отливки с относительно тонкими стенками. Примером этому может служить рама тележ­ки электровоза В Л-80 (рис. 12.6), состоящая из боковин I, ли-

того шкворневого бруса 2 и двух концевых брусьев 3, где боко­вины и концевые брусья представляют собой сварные балки коробчатого сечения. Более крупные рамы обычно собирают из профильных и листовых элементов, подкрепляя их во многих ме­стах ребрами жесткости.

Общим для решетчатых конструкций является наличие в уз­лах соединений нескольких отдельных стержней того или иного сечения.

Фермы, как и балки, работают на поперечный изгиб. Конст­руктивные формы балок проще, однако при достаточно больших пролетах применение ферм оказывается более экономичным. Характерные схемы решеток ферм показаны на рис. 12.7. Тре­угольная (а) и раскосная (б) схемы являются основными. Фер­мы, воспринимающие нагрузки по верхнему или нижнему поясу, с целью уменьшения длины панели изготовляют по схемам, изо­браженным на рис. 12.7,в, г. Иногда применяют безраскосные фермы с жесткими узлами (рис. 12.7,д). По очертанию поясов фермы могут быть с параллельными поясами или с поясами, об­разованными ломаной линией (рис. 12.7,е). По назначению фер­мы разделяют на стропильные и мостовые.

Стропильные фермы работают при статической нагрузке. В качестве стержней используют главным образом прокатные h значительно реже гнутые замкнутые сварные профили и трубы.

В общем объеме производства фермы из парных прокатных уголков составляют около 90%. Стержни в узлах соединяют ли­бо непосредственно, либо с помощью вспомогательных элемен­тов главным образом дуговой сваркой. Перспективно применение точечной контактной сварки. Из-за статического характера на­гружения стропильных ферм чувствительность к концентрации напряжений в точечных соединениях мала; в то же время кон­тактная сварка обеспечивает значительное повышение произво­дительности сборочно-сварочных работ.

Мостовые фермы работают при переменных нагрузках и не­редко при низких климатических температурах, что определяет высокую чувствительность их сварных соединений к концентра­ции напряжений. Поэтому в процессе проектирования и изготов­ления сварных мостовых пролетных строений особое внимание уделяют предотвращению и устранению концентрации напряже­ний в сварных соединениях и узлах.

Решетчатые пролетные строения с ездой понизу применяют главным образом для железнодорожных мостов. Для автодорож­ных мостов более характерно использование стальных и стале­железобетонных сплошностенчатых пролетных строений с ездой поверху.

Пространственные решетчатые конструкции башенного типа (радиомачты, радиобашни, буровые вышки и т. д.) вследствие большой высоты подвергаются значительным ветровым нагруз­кам, поэтому их изготовляют преимущественно из трубчатых эле­ментов. Поскольку размеры этих конструкций превышают габа­рит железнодорожного подвижного состава, их монтируют из сва­ренных на заводе секций. Основные стойки башни располагаются по углам граней секций и являются поясами плоских ферм. Стой­ки составляются из отдельных труб стандартной длины и через приваренные к их торцам фланцы соединяются между собой болтами.

В особенно трудных условиях работают буровые вышки для добычи нефти и газа в открытом море на глубинах порядка 150— 200 м. Помимо ветровой они испытывают значительные нагруз­ки от ударов волн. Поэтому в этих конструкциях используют

а)

Рис. 12.8. Виды сварных сеток

трубы больших диаметров. Так, опоры буровых вышек для добы­чи нефти в Северном море на глубинах более 150 м сооружают из труб диаметром до 4270 мм при толщине стенок до 64 мм.

Мачты линий электропередачи также являются пространств венными решетчатыми конструкциями, но для их изготовления используют прокат в виде уголков.

К решетчатым конструкци­ям следует отнести и сварные элементы арматуры железобе­тона: сетки, плоские и про­странственные каркасы. Сетки из взаимно перпендикулярных стержней круглого или перио­дического профиля, соединяе­мых контактной сваркой, мо­гут быть рулонные (рис.

12.8,а) и плоские (рис. 12.8,6).

Их назначение — армирование плит перекрытий, перегородок, покрытия дорог, аэродромов, каналов и других элементов конструкций и сооружений.

Типы сварных каркасов раз­нообразны. Плоские каркасыиспользуют в балочных перекрытиях (рис. 12.9), они состоят из продольной арматуры (поясов) и соединительной решет­ки в виде отдельных стержней или непрерывной змейки. Пло­ские каркасы, как и сетки, сваривают на точечных контактных

машинах. Пространственные каркасы обычно имеют пояс­ные продольные стержни и соединительную решетку либо в виде отдельных стержней, располагаемых по каждой из граней, либо в виде непрерывной проволоки, навиваемой по спирали.

Лицом каждого дома или офисного здания является дверь. Она должна не только выигрышно смотреться в эстетическом плане, но и выполнять защитную функцию, предотвращая проникновение злоумышленников в помещения или жилые комнаты.

Основными элементами САПР являются коллектив проектиров­щиков, а также технический, программный и информационный комплексы. Связь проектировщиков с ЭВМ, программами и инфор­мацией осуществляется через средства ввода, вывода, накопления и передачи алфавитно-цифровой и …

Под машинным проектированием металлоконструкций понима­ется автоматизированное и автоматическое выполнение с помощью ЭВМ и других технических средств основных процедур поэтапного проектирования изделия. Машинное проектирование, основанное на использовании ЭВМ, позволяет автоматизировать ряд …

msd.com.ua

Возможные дефекты

Во время сварки двутавровой балки из-за несоблюдения технологии возникает кристаллизация стали от высокой температуры. Из-за расхождения по фазам в металле возникают внутренние напряжения. Снижается прочность и жесткость, увеличивается риск корродирования.

При сварке стальных листов возможны и другие дефекты:

• нарушение формы шва отклонение от формы наружных поверхностей или геометрии стыка;
• прожоги, когда расплав вытекает из ванны, образуются дырки в шве;
• подрезы – канавки вдоль границы соединения;
• трещины, образующие в местах разрыва шва;
• шлаковые или вольфрамовые включения в диффузионном слое, при высокой скорости сварки образуются тугоплавкие оксиды.

Металлоизделия с дефектами ненадежные, они не выдержат большой нагрузки на изгиб, кручение. Их отбраковывают и проваривают снова, если это возможно.

Сварка двутавровых балок между собой

Монтаж балочных металлоконструкций предусматривает соединение двутавров встык или под углом. Для усиления соединений используют металлические накладки – прямоугольники, вырезанные из листового проката.

Сварка балок встык проводится после обработки торцов. На них делают угловые скосы, чтобы шов хорошо проварился. Дополнительно на каждую из сторон стенок и обе полки обязательно крепят накладки, их приваривают для укрепления и защиты соединительного шва. При таком соединении несущая конструкция из двутавровых балок после сварки не снижается.

Под углом двутавры соединяют так, чтобы второстепенный опирался на главный. В верхней полке главного вырезают равнобедренный треугольник с вершиной в 90°. Его место займет аналогичная вставка второстепенного двутавра, срезы должны плотно прилегать друг к другу. Нижняя полка срезается на ½ ширины так, чтобы срез упирался в полку главной двутавровой балки. Сварка проводится заподлицо. Усиливается соединение нижней накладкой.

Второстепенный швеллер приваривается к опорному двутавру под углом 90°. Сначала стыкуют верхнюю полку швеллера с балочной полкой, срезая их под углом 45°. Нижние полки соединяются так, чтобы швеллер упирался в стенку двутавровой балки, лишнее срезается. Затем наваривается нижняя укрепляющая накладка.

В горизонтальном положении сварку проводить легче. Продольная ось искривляется минимально. При вертикальной сварке возможен прогиб поперечин, поэтому проводят разметку всех ребер жесткости.

Накладки для сварки двутавра выкраиваются в форме ромба, размещаются симметрично продольной оси. Обвариваются косыми швами по всему периметру. Накладки концентрируют напряжение у швов, компенсируя изменившуюся после сварки форму сечения.

Двутавровые балки рассчитывают на большую нагрузку. При работе с ними необходимо придерживаться разработанной технологии. Она учитывает распределение усилий по направляющим. Качественно выполненные сопряжения – залог долгой эксплуатации металлоконструкций.

Сварка двутавровой балки на предприятии. Раскроем секрет производства

Сварка двутавровой балки на предприятии. Раскроем секрет производства

Раскрываем секреты процесса изготовления сварных двутавров. Ручная, полуавтоматическая и автоматическая сварка двутавровых балок.

Сварка двутавровой балки — это технология заменившая старомодные заклепки и штыри, при изготовлении двутавров.

Еще 20 — 30 лет назад, в строительной отрасли использовались балки, скрепленные заклепками, болтовыми соединениями и при помощи штырей. Данная технология крепления имела множество недостатков. Начиная со значительного усложнения строительно-монтажного процесса и увеличения количества комплектующих, что в свою очередь приводило к повышению стоимости строительства в разы. И заканчивая серьезным увеличением веса балочной конструкции, что повышало нагрузку на несущие элементы здания и, как следствие, уменьшало свободу действий проектировщиков, при создании многоэтажных сооружений. Однако, современные строительные технологии и конструкции постоянно развиваются и совершенствуются. Результатом такого развития стало появление сварных металлоконструкций.

Производство балок

Статья про производство балок, оборудование и технологию изготовления. Коротко и подробно о самом главном в этом бизнесе

Балка – представляет собой особый конструктивный элемент, который является наклонным или же горизонтальным брусом, который в основном работает на изгиб.

Чаще всего, как правило, именно горизонтально расположенная балка воспринимает отдельно расположенную вертикальную поперечную весовую нагрузку. Но в отдельных некоторых случаях необходимо также учитывать и влияние вероятных горизонтально расположенных поперечных сил, к примеру, ветровую нагрузку или, же возможное землетрясение. Очень перегруженная балка, в свою очередь, непосредственно воздействует на данные опоры, которыми могут быть такие предметы как, колонны, подвесы, стены или другие балки, перекладины. После же нагрузка передаётся дальше по линии перегруза, и в итоге, в большинстве всех случаев, воспринимается всеми данными конструктивными элементами. Отдельно можно также выделить такой случай ферменной специфической конструкции, в которой все имеющиеся стрежни покоятся непосредственно на горизонтальной балке.

Оборудование для производства балок

Специфический процесс производства всегда предполагает такое же специфическое или индивидуальное оборудование. Для производства сварных балок используется специальная линия.

Существует всего два варианта такого оборудования. Это такое оборудование как:

1. Автоматический стан для производства сварной двутавровой балки. Такое устройство дает возможность все процессы изготовления балки на одном целостном станке.
2. Линия для производства сварной двутавровой балки. В состав и комплектующие данной линии оборудования могут входить непосредственно: станок для сборки двутавровых балок;
3. установка для сварки балки;
4. станок для правки полок двутавровой балки;
5. машина термической резки для раскроя листа.

Данное оборудование всегда может не только охватить весь технологический процесс производства стальных двутавровых балок, но и существенно снизить расходы ресурсов на изготовления балок. Такое оборудование можно приобрести по частям, как отдельные устройства, так и как целую непрерывную линию.

Технология производства балок

Существует несколько характеристик и принципов, от которых зависит и по которым определяется прочность балки:

• площадь и форма поперечного сечения;
• длина;
• материал изготовления;
• способ, которым она крепилась.

Существует несколько основных материалов производства балок, и чаще всего это: стальные, железобетонные, деревянные балки. В строительстве в основном используется именно стальная, двутавровая балка, так как она считается самой прочной и самой сильной, выдерживающей очень большие нагрузки.

Двутавровые балки больше всего используют при возведении и конструкции разнообразных каркасов зданий и мостов. Также такие стальные балки применяют тавровые балки, швеллеры, или же балки с полым профилем, и возможно, балки с угловым профилем сечения.

Каждый процесс производства имеет свои принципы и свои нормы, которые зачастую устанавливаются законами или нормами правительства государства, так как большинство производств, будь оно как промышленное так и не промышленное связано либо с людьми которые работают на производстве, либо с людьми, потребляющими или эксплуатирующими полученные продукт.

Такие нормы не обошли и процесс, а вернее технологию производства балок. Данная технология также имеет свои определенные ступени, этапы и процессы. Процесс производства балок имеет всего пять основных этапов:

1. Раскрой листового металла на полосы. Штрипс требуемой длины, а также ширины изготавливается на специфической для данного производства установке термической резки с ЧПУ, которая также позволяет распускать лист на части одновременно несколькими резаками. Скорость процесса резки, в зависимости от толщины и плотности металла, доходит до одного метра за минуту, что довольно быстро в нынешнее время.
2. Фрезеровка кромок. Данный процесс направлен на улучшение провара шва между самой полкой и конечно, стенкой. Для этого производится фрезерная регулировка и обработка всех кромок на специальном кромкофрезерном станке.
3. Сборка балки. Процесс сборки обязан быть правильным. Вся сборка двутавровой балки должна быть достаточно четкой и точной, а самое главное особое внимание уделяется симметрии территориального расположения и взаимной перпендикулярности полки и двутавровой стенки балки.
4. Сварка балки. Весь процесс регулируется автоматизированными линиями производства. Но при этом последовательность, в которой принимаются и налагаются швы, может быть разной в зависимости от самого процесс сварки. Сварка, которая производится наклоненным электродом, позволяет не только одновременно сваривать два шва, но и выполнять шов « лодочку», что обеспечивает только лучшие условия формирования всего периметра шва и глубины проплавления стенки, и при этом поворачивать полностью изделие приходится после сварки непосредственно каждого шва.
5. Правка полок двутавровой балки. Во время процесса производства сварной двутавровой балки всегда непременно возникает нарушение ее «геометрии» полок и стенок.

Наглядное видео процесса:

Как видите, сам процесс довольно несложный.

Главные достоинства применения сварных двутавровых балочных конструкций

Такая конструкция, как двутавровая балка, имеет ряд преимуществ, выделяющих её в ряду других металлоконструкций, использующихся в строительстве:

• Сварные двутавровые металлоконструкции способны выдерживать огромные статические и динамические нагрузки, не теряя при этом своих эксплуатационных показателей. Благодаря таким характеристикам, в большинстве случаев, усиление двутавровой балки не требуется.
• Легкость транспортировки и относительная простота монтажа делают двутавровые элементы незаменимыми при строительстве быстровозводимых сооружений.

• Такие балки крайне популярны и широко используются для возведения зданий и сооружений самого разнообразного назначения, поэтому цены на них достаточно демократичны. Для приобретения таких металлоконструкций, достаточно зайти на сайт ближайшего завода-изготовителя и пройти в раздел — продам балку двутавровую. Большинство предприятий предлагают широкий ассортимент двутавровых металлоконструкций, имеющихся на складе, а также изготавливают их на заказ. Также, позвонив в отдел маркетинга, легко узнать сколько стоит балка интересующей марки, в зависимости от тоннажа.

Возможности

Помимо преимуществ использование стальных балок, выполненных сварным способом, позволит каждому покупателю:

• Увеличить широту пролета здания, так как они имеют большую длину;
• Заказывать различные параметры и размеры, существует огромное количество ГОСТов на двутавры, так что каждый заказчик сможет найти подходящие параметры;
• Архитектура сооружения, как уже было сказано выше, может быть совершенно разнообразной.

Таким образом, сварная балка имеет огромное количество преимуществ, из-за чего чему нашла широкое применение во всех областях строительства. Использование сварных балок помогло человеку улучшить качество конструкций зданий и различных сооружений, повысить их безопасность, а следовательно, и безопасность для людей.

Изготовление двутавровых металлоконструкций

Процесс изготовления металлических балок, имеющих Н — образное (или двутавровое) сечение, достаточно сложен. Для получения на выходе качественной конструкции, необходимо использование проверенного высококачественного сырья, современных высокотехнологичных производственных механизмов, а также присутствие высококвалифицированных кадров. В то же время, необходим качественный входной контроль, всесторонний контроль всех этапов изготовления и обработки элементов, а также контроль изделий на выходе. Только такой подход к производству, способен гарантировать высочайшее качество и эксплуатационные характеристики готового изделия.

Сварочные работы, при изготовлении двутавровых металлоконструкций

Сварка двутавровой балки на крупных металлообрабатывающих предприятиях, происходит на современной автоматизированной линии. Балка попадает в специальный кондуктор, внутри которого происходит проварка поясных швов будущей металлоконструкции под слоем флюса, в полностью автоматическом режиме.

Такая сварка двутавровых балок обеспечивает максимальное качество соединения швов, благодаря использованию защитного слоя флюса. Во время проведения сварочных работ, слой флюса защищает сварной шов, что позволяет минимизировать разбрызгивание раскаленных капель металла, без ущерба скорости сварки и качеству соединения. Также, благодаря слою флюса, остывание сварного соединения происходит гораздо более плавно и равномерно. При данном способе проведения сварочных работ, усиление двутавровой балки не требуется, благодаря максимальной прочности и надежности изготовленной конструкции.

• Низкая скорость производства сварочных работ.
• Достаточно посредственное качество сварных швов, в сравнении с автоматической сваркой под флюсом.
• Недостаточная геометрическая точность готового изделия, вследствие ручной сборки, перегрева и, как следствие, больших деформаций, в отличие от автоматизированного сварочного процесса.
• Серьезные потери (вплоть до 30 процентов) металла, по причине сильного разбрызгивания раскаленных металлических капель в процессе производства сварочных работ.

Итог

Как видно из всего вышесказанного, сварные двутавровые металлоконструкции имеют ряд достоинств, в сравнении с другими видами балок. Сварные двутавры заняли свою нишу на современном строительном рынке и используются в соответствии со своими сильными и слабыми сторонами. Производство таких металлоконструкций развернуто в большинстве регионов нашей страны, что делает двутавровую балку доступным и относительно недорогим строительным материалом. Поэтому, благодаря высокой конкуренции в данной нише, любой продавец, на вопрос «продам балку двутавровую», предоставит хорошие скидки и выгодные предложения.

Процесс изготовления

Технология изготовления сварных двутавровых балок не слишком сложна, однако необходимо строго соблюдать ее требования на каждом этапе обработки. Ошибки неминуемо приводят к снижению жесткости конструкции. Обычно они производятся согласно требованиям ГОСТ. Допускается выпуск их и по техническим условиям предприятия. ТУ на изготовление стальных сварных двутавровых балок предусматривают разбиение процесса на следующие этапы:

• Проектно-расчетный. На этом этапе следует рассчитать нагрузки, которые должна выдерживать конструкция. По формулам прикладной механики (так любимый студентами сопромат) рассчитывается прочность и жесткость конструкции, определяются ее геометрические размеры и требования к материалу. Строятся рабочие чертежи.
• Раскрой заготовок. Они нарезаются из металлического листа с помощью установки газовой, плазменной или лазерной резки. Обязательно берутся пробы металла и отправляются в лабораторию для подтверждения химического состава и физико-механических свойств.
• Фрезеровка заготовок. С продольных торцов снимаются фаски, разделываются кромки сварных швов.
• Сборочные операции. Детали помещают в специальную оснастку, точно фиксирующую заготовки в правильном положении друг относительно друга и исключающие тепловые деформации изделия. Уникальные по конструкции изделия и малые серии сваривают вручную, при массовом производстве используются сварочные автоматы. Обычно сборку проводят в два этапа: на первом собирают Т- образный профиль, на втором к ней доваривают вторую полосу. Способ ведения электрода выбирают в зависимости от толщины листа, для обеспечения полного провара и качественной геометрии шва. Особо толстые изделия приходится заваривать в несколько проходов.
• Правочные операции. После завершения всех швов необходимо проверить и поправить в случае необходимости все отклонения полученного изделия от заданных геометрических форм. Для этого применяют горячие или холодные правочные станы с массивными валками, корректирующими все возникшие в ходе сварки балки деформации.

В качестве дополнительной отделки к технологии может быть добавлена дробеструйная обработка. Она сбивает окалину и шлаки и уплотняет приповерхностный слой металла, повышая прочность изделия.

Как самостоятельно сварить?

Браться за эту непростую для домашней мастерской операции имеет смысл тем умельцам, у которых уже есть достаточный опыт сварочных работ. Или же есть возможность привлечь опытного сварщика. В качестве заготовок потребуется стальной лист из высоколегированных прочных сплавов. Лучше, если раскрой проведут на металлобазе с помощью стационарной установки. При раскрое с помощью газового резака потери дорогостоящего металла будут заметными.

Потребуется также оборудование для сварки двутавра под флюсом или в атмосфере защитных газов.

После сборки и правки изделие необходимо будет полностью зачистить и покрыть краской для защиты от коррозии.

Как избежать деформации?

Если просто сварить швы балки, то тепловые деформации практически неизбежны. Изделии поведет, выгнет или закрутит винтом. Чтобы максимально снизить риск возникновения искривлений, следует соблюдать следующее описание технологии:

• сборку проводят на специальном стапеле, наклоненном под углом 45о, это позволяет сформировать ровный шов с правильным катетом;
• сваривают две полосы в Т-образный тавр;
• сначала прихватывают заготовки точечной сваркой через каждые 10-15 см;
• далее проваривают шов с двух сторон с обязательной перекантовкой, так, чтобы гипотенуза шва была горизонтальна;
• проводят правку с помощью ручных или механизированных вальцов;
• повторяют операции для третьей полосы.

Используется также способ проварки швов начиная с торцов навстречу друг другу.

Преимущества сварных двутавровых балок

В наше время очень сложно найти строительный объект, который возвели без использования сварных двутавровых балок. Балки, имеющие такое сечение, широко распространены потому, что позволяют значительно снижать затраты на строительство сооружений различного назначения, обеспечивая при этом высокую надежность возводимых конструкций.

Сварная балка, сечение которой имеет форму двутавра, способна выдерживать значительные статические и динамические нагрузки, не теряя при этом, своих эксплуатационных характеристик. Важным фактором является и то, что использование таких сварных балок позволяет снизить вес строительных конструкций, что в итоге уменьшает нагрузку на фундамент здания и на его несущие конструкции.

Использование двутавровых балок при изготовление каркаса здания

Сварной двутавр особенно незаменим в тех элементах строительных конструкций, где особенно важны прочность и способность успешно противостоять механическим нагрузкам различной направленности. К таким элементам, в частности, относятся каркасы для различных конструкций, колонны, межэтажные перекрытия, эстакады, рабочие площадки и прочее.

Очень востребована сварная балка в различных отраслях машиностроения и при строительстве сооружений быстровозводимого типа, поскольку технология ее производства очень экономична.

Несмотря на то, что организовать изготовление сварных балок двутаврового сечения достаточно несложно, экономически более выгодно производить их с использованием автоматизированного оборудования. Автоматизированные линии, на которых производство таких сварных балок поставлено на поток, позволяют не только значительно снизить себестоимость продукции, но и строго соблюдать технологию ее изготовления.

Перекрытия по металлическим двутавровым балкам

Что собой представляет?

По способу производства двутавровые балки различают на сварные и горячекатаные.

Сварной двутавр собирается из трех полос прочной высокоуглеродистой стали с помощью электродуговой сварки.

Преимуществами такой конструкции перед горячекатаными являются:

• способность нести высокие нагрузки, это делает элемент пригодным для перекрытия больших пролетов;
• специальный профиль увеличивает жесткость и сопротивляемость изгибу, поскольку верхняя полоса работает на сжатие, а нижняя — на растяжение;
• способность работать в сложных условиях, при перепадах температур и влажности, в агрессивных средах;
• после прочностного расчета снизить погонную массу проката и совокупную массу конструкций;
• возможность изготовления балок ассиметричного и переменного по длине сечения.

Двутавры прекрасно подходят для строительства быстровозводимых сооружений. Широко используют их как в коммерческом и промышленном, так и в общественном и частном строительстве.

Несмотря на высокий вес стальных балок, их повышенная несущая способность позволяет заметно снизить общий вес здания.

Это интересно: Лист ромбический рифленый: характеристики, производство, ГОСТ

Как выполняется сварка балок двутаврового сечения

Конструкция сборочного оборудования, используемого для изготовления сварных балок, имеющих двутавровое сечение, определяется способом сварки для формирования поясных швов. Выбор такого оборудования зависит также и от того, какие приспособления планируется использовать в процессе производства. На современных предприятиях для формирования длинных поясных швов двутавровых сварных балок чаще всего используют автоматическую сварку под слоем флюса. Такой метод позволяет получить сварные швы, отличающиеся высоким качеством и надежностью по всей их длине.

Сварка балки как этап её изготовления

Использование для производства балок двутаврового сечения автоматизированного оборудования для сварки под слоем жидкого флюса позволяет не только снизить себестоимость готовой продукции, но и обеспечить ее высокое качество и надежность. Принцип работы такого оборудования предусматривает, что нерасплавленный флюс, защищающий зону сварки, находится под давлением. Благодаря этому минимизируется разбрызгивание жидкого металла из зоны сварки, что позволяет качественно выполнять данную операцию даже при высоких значениях силы тока (до 4 тысяч Ампер). Кроме этого, флюс защищает расплавленный металл от быстрого остывания, что способствует более эффективному отводу газа из него.

Между тем, сварная балка могут изготавливаться с использованием ручной дуговой и полуавтоматической сварки. В таких случаях для их сборки используют специальные кондукторы с зажимными элементами, либо обычные прихватки и хомуты. Однако следует иметь в виду, что в таком случае придется столкнуться с большими потерями расплавленного металла, которые будут происходить по причине его разбрызгивания и угара. Такие потери могут доходить до 30%.

Особенности и преимущества

Двутавровая сварная балка изготавливается из листовой стали, которая нарезается на отдельные пластины. Чтобы скрепить пластины, выполняется следующие операции — зачистка краев, фрезерование и металлосварка. Главное преимущество сварных балок — невысокая металлоемкость и простота. Для производства отдельной запчасти не нужно оборудование, а затраты листовой стали будут минимальными. Сварная балка обладает высокой прочностью и надежностью, не деформируется под действием высоких нагрузок, хорошо переносит воздействие химических реактивов и высоких температур.

Основной сферой применения двутавров является строительство различных объектов — домов, складов, заводских помещений, каркасных конструкций. Двутавры подходят для создания длинных пролетов, эстакад, мостов, перекрытий, площадок, подкрановых конструкций. В зависимости от типа конструкции различают несколько разновидностей двутавровых балок — нормальные, широкополочные, колонные, с уклоном, армированные. Применение сварных балок в строительстве обладает множеством плюсов:

• Снижение общей массой конструкции на 10-20%. Это достигается за счет того, что сварные двутавры выпускается в различных сечениях. Это позволяет подобрать деталь для создания любой конструкции.
• Универсальный состав. Метод металлосварки позволять соединить практически любые разновидности стали, поэтому двутавр можно сделать даже из разнородных материалов. Это упрощает подбор стали, а удешевляет производство запчастей.
• Возможность создания несимметричных стенок. С помощью сварки можно соединить любые металлические поверхности. Поэтому с ее помощью можно соединить даже такие металлические стенки, которые несимметрично располагаются друг относительно друга.
• Минимум обрезок, мусора. Сварной двутавр делается из плоских заготовок, которые создаются методом нарезки металлических листов. Во время сварки образуется минимум мусора. Поэтому эта технология производства является экономной, а обрезок во время работы образуется по минимуму.