Сварные балки из швеллеров

Благодаря наличию П-образного профиля швеллеры выгодно отличаются от других типов профилей повышенными прочностными характеристиками при сравнительно умеренном расходе металла. Поэтому швеллеры находят широкое применение для сборки несущих конструкций различного назначения.

Для соединения швеллеров чаще всего применяется сварка, поскольку именно данный способ соединения способен обеспечить требуемую надежность получаемой металлоконструкции. Технология сваривания швеллеров назначается независимо от способа их изготовления (швеллеры сварные, горячекатаные или гнутые). Прочность создаваемой металлоконструкции будет напрямую определяться тем, насколько качественно и надежно выполнена сварка швеллеров между собой и другими элементами. При несоблюдении технологии сварки швеллеров, может произойти существенное ослабление получаемой металлоконструкции. По этой причине к сварке швеллеров с целью получения протяженных металлических балок предъявляют особые требования.

Требования к сварке швеллеров

• Прежде всего сварку швеллеров между собой начинают со сваривания их наиболее толстых элементов, т.е. полок, далее приступают к свариванию тонких стенок.
• Не рекомендуется осуществлять сварку по внутренним граням полок и в углах соединения полки и стенки швеллера, поскольку такой вариант соединения не обеспечит надлежащей прочности, кроме того, приведет к ослаблению конструкции.
• При состыковке двух свариваемых между собой швеллеров нужно обеспечить в зоне их стыка зазор толщиной не менее 2-3 мм с целью предупреждения образования т.н. «горки» при обварке стыка – дело в том, что после зачистки «горки» неизбежно произойдет ослабление сварного шва.
• Если к металлоконструкции не предъявляются требования повышенной прочности и надежности, при этом в приоритете находятся скорость и простота исполнения работ, в таких случаях вполне оправданно выполнять соединение швеллеров встык с двухсторонним обвариванием без использования накладок.
• Торцевые кромки, по которым происходит стыковка, формируются V- образно (для тонкого профиля) и X-образно (для толстого профиля) под углом 30°–60°.
• В зоне стыка соединяемых элементов не допускается наличие горизонтальных и вертикальных переломов.
• Стыковку можно осуществлять с использованием листовых накладок, которые следует располагать симметрично относительно продольной оси сечения.
• В проектных расчетах необходимо учитывать то обстоятельство, что зона сварного соединения без накладок не менее чем на 5%, а в отдельных случаях и до 20% будет слабее прочности исходного швеллера.
• При использовании накладок допускается отсутствие обваривания стыка между торцами швеллеров, поэтому ширина стыка в данном случае может достигать 50 мм.

В случае использования накладок, их рекомендуется полностью обваривать по контуру примыкания, что обеспечит защитный барьер для проникновения между накладками и швеллером влаги, в случае наличие которой может проявляться щелевая коррозия. Если такой вариант является труднореализуемым, тогда зазор между накладкой и швеллером необходимо заполнить специальным антикоррозийным средством. С целью увеличения плотности в зоне их примыкания рекомендуется применять специальные прижимные струбцины.

Еще одним немаловажным требованием к процессу сваривания швеллеров является соблюдение условия параллельности кромок накладок на полки швеллера кромкам самих полок. При проваривании стыка накладки на полки следует устанавливать только после осуществления процедуры тщательной зачистки шва и контроля его качества.

Методы сварки балок из швеллеров

Тот или иной способ сварки балок из швеллеров выбирают в зависимости от назначения создаваемой металлоконструкции. При этом обязательно учитывают тот факт, что в зоне сварного (стыковочного) шва прочность конструкции будет снижена в среднем на 10%.

• Электродуговая сварка. Данный метод сваривания применяется чаще остальных, поскольку позволяет производить монтаж элементов металлоконструкций в самых труднодоступных и неудобных местах. Соединять небольшие перемычки можно обычными электродами, но для сборки узловых элементов наилучшим решением будет применить марку УОНИ. Однако из-за их специфики работы с такими электродами потребуется наличие квалифицированного сварщика с достаточным опытом работы. Тогда как новичкам рекомендуются предварительно попрактиковаться на обрезках металла. Приступая к работе, поверхности, примыкающие к стыку, следует в обязательном порядке очистить от грязи и ржавчины. Электроды необходимо предварительно подсушить, поскольку качество сварного шва будет зависеть, в том числе и от влажности покрытия. Сварные работы проводятся в режиме постоянного тока обратной полярности и короткой дугой. Следует помнить, что выполнение сварных работ методом электродуговой сварки запрещено при температуре ниже -40°C.
• Газовая сварка. Этот метод практически не применяется для сваривания швеллеров, поскольку сопровождается нагревом большой площади возле стыка. В результате этого на свариваемых балках значительно разрастается зона с пониженной прочностью. Кроме этого, вследствие температурных перепадов в металле возникают внутренние напряжения, приводящие к деформации металлоконструкции. Газовую сварку в данном случае можно применять для исправления дефектов, нарезки заготовок на фрагменты требуемой длины и подготовки кромок в зоне стыка.

Независимо от метода соединения швеллеров между собой, последовательность работ должна строго соответствовать ГОСТ. Чтобы получить надежную и прочную сварную балку из швеллера, нужно всегда помнить о следующих особенностях данных металлоконструкций:

• В преддверии работ нужно четко определить условия эксплуатации балок. Основной параметр – это нагрузки, которые будет испытывать металлоконструкция.
• Сварные соединения, сделанные неправильно в локальных местах, нарушат прочность всей металлоконструкции.
• Если принято решение сваривать швеллеры встык, то при использовании дополнительных накладок делать это нужно снаружи швеллеров.
• Нежелательно выполнять сварку во внутренних углах, поскольку это может понизить общую прочность конструкции.

Задать вопрос