Разделка швеллера под сварку ГОСТ

Способы сварки швеллеров между собой гост

Все сварные соединения ослабляют конструкцию и ее отельные узлы. Поэтому в строительстве часто используется швеллер. Сварка швеллера при монтаже конструкций – это важнейший этап.

Стальной швеллер – это металлическое изделие, имеющее П-образное сечение. Эта конструкция дает возможность получить высокие конструкционные характеристики при минимальном расходе материала. Методы изготовления швеллеров никак не влияют на технику сваривания.

Наибольшая прочность соединения достигается при сварке равнополочных швеллеров с параллельными гранями полок. Именно они и считаются самыми востребованными при строительстве в Москве.

Особенности сварки швеллеров

Для сборных металлических конструкций швеллера прекрасно себя зарекомендовали. Однако, если допустить ошибки в соединении данных изделий, то это вызовет критичное нарушение прочности конструкции в целом. Любое сварное соединение ослабляет прочность конструкции из металла на 5 – 7%. При это, металлический шов имеет более высокие характеристики прочности, чем металл основного детали.

Также проблема заключается в технике сваривания, опыте сварщика и грамотном предварительном разогреве. Неправильно выбранный шов и неудобное положение при сборке каких-либо узлов приводит к тому, что зона около шва может потерять до 20% прочности. Такие уязвимые соединительные места приходятся на каждый сварной шов с двух сторон. ГОСТом предусматриваются самые разнообразные узловые соединения.

Таким образом, можно подвести итог:

1. Необходимо придерживаться рекомендованных норм ГОСТ.
2. Сварка швеллеров существенно прочнее, даже если конструкция дополнительно усилена.
3. Дополнительные накладки после сварки встык между собой нужно делать только снаружи изделия.
4. Сварку внутренних углов швеллера лишь ослабляет конструкцию в целом, поэтому варить не желательно во внутренних углах и внутри изделия.

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.

Последовательность наложения швов

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.

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.

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

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.

Самым прочным способом соединением среди всех видов считается соединение равнополочного проката с параллельными полками.

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.

Электродуговая сварка швеллера

Особенности применения электродов и их выбор по основным характеристикам позволяют сделать электродуговую сварку наиболее предпочтительной для соединения швеллеров. Самый качественный шов получается благодаря электродам. Но существуют и рекомендации по их использованию:

• соединения лучше всего делать внахлест;
• сварка электродами требует опыта сварщика;
• электрод перед работой нужно прокаливать в особой печи в течение часа при температуре 250 градусов;
• использовать нужно короткую дугу средней мощности;
• варить легче при прямой полярности, поскольку электрод тогда горит медленнее;
• необходимо проводить проверку на дефекты с внутренней стороны.

Режим сварки и скорость исполнения шва под углом зависят от вида соединения, однако, самым оптимальным будет ручная сварка 20 метров в час.

Газовая сварка швеллера

Газовая сварка встык используется достаточно часто. Существуют самые распространенные варианты соединения швеллера. Выбор соединения зависит от:

• длины сварного соединения и количества сварщиков;
• условий выполнения шва;
• тип и толщина швеллера;

Основные виды соединений и самые востребованные конструкции из швеллеров на практике получают при самом удобном методе сваривания. Наша компания осуществляет сварку швеллера на заказ.

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.

Выбор соединения прямо пропорционально зависит от размеров конструкции и действующих на нее сил.

Различают следующие варианты взаимного расположения швеллеров:

Способы соединения швеллеров

Методы стыковки и способы их сварки

Существуют различные варианты, при которых осуществляется стыковка швеллеров. Осуществление выбора происходит в зависимости от требований к монтажу металлических изделий и условий, при которых он производится. Также следует выбрать оптимальный метод для стыковки швеллеров сваркой.

Наибольшее применение находит электродуговая сварка. Этот способ является нетрудным и давно апробированным. При использовании электродуговой сварки становится возможным монтаж деталей в местах, являющихся труднодоступными.

Газовая сварка такого широкого применения не находит вследствие того, что происходит нагрев большой площади, расположенной около шва. Однако, ее можно применить для подготовительных и вспомогательных операций, например, для кромок.

Сварка швеллеров без потери прочности соединения

Любое сварное соединение ослабляет конструкцию и отдельные его узлы. Поэтому в строительстве для уменьшения сварных соединений при повышенных нагрузках на опорные балки несущих конструкций принято использовать швеллерный и двутавровый металлопрокат. Сварка швеллера при монтаже несущих частей конструкции представляет особую важный этап, но часто вызывает затруднения и невозможность выполнить строгие правила сваривания (ГОСТ).

Общие сведения о швеллере

Стальной швеллер представляет собой металлическое изделие, которое имеет П-образный профиль сечения. Данная конструкция позволяет при минимальном расходе материала, металла, получить высокие конструкционные характеристики. Способы изготовления швеллеров (гибкой на специальном станке или методом горячего проката) не влияют на выбор техники сваривания при его соединении, а только на общие прочностные характеристики.

Основные преимущества швеллера направлены на усиление отдельных узлов конструкции и заключаются:

1. В возможности выдерживать большие осевые нагрузки.
2. В высоком сопротивлении на изгиб при центральной нагрузке.
3. В возможности соединения без использования сварки.

И так же эти же преимущества являются и недостатками при сваривании швеллеров.

В настоящее время выпускается пять видов швеллеров:

• специальные;
• с полками разной величины;
• равнополочные;
• с определенным уклоном полочных граней;
• с параллельными гранями полок.

Самой большой прочности соединения можно добиться при сваривании равнополочных швеллеров с параллельными гранями полок. Они и являются самыми востребованными в сфере строительства.

Трудности соединения швеллеров

Для сборных металлоконструкций швеллера хорошо себя зарекомендовали, но мельчайшие ошибки в их соединении вызывают критичное нарушение прочности всей конструкции. Каждое сварное соединение само по себе ослабляет прочность металлоконструкции на 5-7%, при том, что металл шва имеет более высокие прочностные характеристики, чем металл основной детали.

Проблема заключается в самой техники сваривания, в правильном предварительном разогреве металла и в опыте сварщика. Неудобное положение при сборке некоторых узлов, а так же неправильно выбранные шов приводит к тому, что околошовная зона сваривания (зона не равномерного плавления) теряет до 20% своей прочности. Это самые уязвимые места соединения и на каждый сварной шов их два, с двух сторон. ГОСТ предусматривает самые распространенные узловые соединения, но далеко не все.

1. Всеми рекомендованными нормами по ГОСТу пренебрегать нельзя.
2. Сварка швеллеров по ГОСТу гораздо прочнее, даже при условиях дополнительного усиления конструкции.
3. Все дополнительные накладки после сварки между собой встык необходимо выполнять исключительно снаружи швеллеров.
4. Сварка во внутренних углах швеллера только ослабляет общую конструкцию, поэтому варить во внутренних углах, как и внутри самого швеллера, не желательно.
5. Сваривать можно не только по ГОСТу, так как это иногда неудобно, но и опираясь на рекомендации.

Электродуговая сварка

Особенности использования электродов и возможности подбора их по основным характеристикам делают электродуговую сварку самой предпочтительной для соединения швеллеров. Наиболее качественный шов получается при использовании электродов УОНИ, но есть некоторые особенности их использования.

1. Желательно выполнять соединения внахлест.
2. Работа с этими электродами требует опыта.
3. Перед началом работы электрод следует прокалить в специальной печи при температуре 250 0С в течение часа.
4. Металл должен быть тщательно подготовлен согласно ГОСТу.
5. Для сварки необходимо использовать короткую дугу средней мощности при обратной полярности.
6. Легче варить при прямой полярности, так как электрод горит медленнее, но тогда необходимо следить за сварочной ванной. Она не должна обогнать дугу.
7. При таком соединении обязательно необходимо проводить проверку на внутренние дефекты.

Непосредственно режим сварки и скорость выполнения шва зависит от выбранного вида соединения, но наиболее оптимальной при ручной сварке является 20 м/ч.

Газовая сварка

При соединении швеллеров чаще всего полностью отказываются от применения кислородно-газовой сварки. Температура нагрева и большая зона нагрева, а соответственно и еще большая околошовная непрочная зона нагрева, не способствуют выбору данного способа соединения. Негативное термическое влияние, а так же перегрев зоны шва, приводит к возникновению ненужного внутреннего напряжения металла и к сильной деформации общей конструкции (балки).

Сварка встык

Сварка встык швеллеров применяется при отсутствии повышенных требований к результату.

Процесс выполняется с каждой из сторон. Для того, чтобы осуществить сварку методом встык, детали устанавливают в горизонтальной плоскости таким образом, чтобы зазор между ними составлял не более трех миллиметров. Использует центратор — устройство, используемое для точного совмещения деталей, и временные прихватки — для надежной фиксации соединения. Направление движения при сварке швеллеров встык — от середины стенок к краям.

Если шов делают только с одной стороны, то обязательной операцией при этом является подварка корня. Для надежности соединение усиливается накладками.

Сварка с накладками

Сварка швеллеров между собой с использованием накладок позволяет получить монолитное соединение, обладающее очень высокой прочностью.

Перед началом процесса детали можно располагать с зазором до десяти миллиметров между собой. Накладку помещают с той стороны, где будет находиться шов. К наладке предъявляются специфичные требования: ее длина должна не менее, чем в пять раз превышать ширину профиля, а толщина не может быть меньше, чем у стенки швеллера.

Приваривание насадки делают с каждой из ее сторон, обеспечивая ее надежную фиксацию.

Как сваривать двутавровые балки

Стальные балки, имеющие в поперечном сечении форму двутавра, сконструированы для универсального применения в машиностроении и строительстве. При изучении характера напряжений, возникающих в нагружаемых изделиях, имеющих сплошное сечение, была выявлена неравномерность их распределения.

Были определены участки сечения деталей, имеющие наибольшие значения напряжения. В результате этого возникла идея создания изделия с такой формой сечения, где масса металла сконцентрирована в наиболее нагруженных участках. Так появилось двутавровое сечение.

Изготовление и применение

Благодаря способности выдерживать большие нагрузки на изгиб в разных плоскостях, на сдвиг и кручение, стальные двутавровые балки составляют основу несущих конструкций быстровозводимых каркасных зданий и потолочных перекрытий.

Внутрицеховые грузоподъемные механизмы (кран-балки и мостовые краны) перемещаются по направляющим, изготовленным из балок двутаврового сечения.

Изготовление двутавровых балок осуществляется двумя способами:

• методом проката цельных отливок. Такие двутавровые балки называются горячекатаными;
• электродуговой сваркой предварительно раскроенных листовых заготовок, в результате чего получают сварную сборную двутавровую балку.

Горячекатаные двутавровые балки производятся на прокатных станах металлургических предприятий. Такая технология позволяет получить цельное изделие, не содержащее швов и обладающее высокой прочностью.

Сборку и сварку двутавровой балки осуществляют на автоматических линиях. Такая балка незначительно уступает цельнокатаной по прочности, но может быть выполнена по специальному заказу, с учетом требований конкретного проекта.

Производство горячекатаной двутавровой балки осуществляется в соответствии с ГОСТ 26020-83, сварной двутавр производители выпускают по своим собственным техническим условиям (ТУ).

Технология производства

В типовом варианте, двутавровая балка получают из трех листовых заготовок: стенки и двух полок, привариваемых к её торцам под прямым углом. Изготовление осуществляется на специализированных сборочных линиях, настроенных на выпуск балки определенного размера.

Заготовки перемещаются на специальных катках и предварительно закрепляются в нужном положении зажимными устройствами, оснащенными гидравлическим или пневматическим приводом.

На зафиксированном зажимным устройством участке собираемой балки делаются прихватки сваркой по поясному шву. После этого, балка перемещается по каткам, вновь закрепляется, и сваркой прихватывается следующий ее участок.

Поясной шов проваривается окончательно после того, как вся конструкция оказывается предварительно скреплённой сварными прихватками.

Сварка тавровых соединений стенки с полками осуществляется в автоматическом режиме под слоем флюса. Процесс автоматической сварки может выполняться разными приспособлениями. Это могут быть сварочные манипуляторы, горелки которых варят, перемещаясь по заданным траекториям посредством шарнирных соединений с несколькими степенями свободы.

Смещенное соединение

Сварка швеллеров, имеющих разный размер, производится методом их смещенного соединения. Для осуществления такого соединения придется прибегнуть к помощи нескольких сварщиков.

Начинать сварку необходимо с тех мест, где швеллеры имеют наиболее большой поперечный размер стенок. Если осуществляется сварка встык, то можно применять обычную схему действий. Соединения угловым способом осуществляются двумя рабочими, которые ведут сварочный процесс к середине от краев.

Если свариваются швеллеры из низкоуглеродистой стали, то продольные стыки нельзя доваривать до края на расстояние, соответствующее ширине профиля, а если из легированной, то этот размер увеличивают в два раза.

Узел стыковки элементов из швеллеров

Опубликовал admin | Дата 26 Октябрь, 2018
Стыки элементов из швеллеров по ГОСТ 8240-89.

Конструктивное решение.

Конструкция стыка, размеры стыковых накладок и сварных швов в зависимости от стали швеллеров и накладок, типа электродов и марки сварочной проволоки должны соответствовать указанным на данном чертеже и в табл.

Таблица 1. Сталь элементов и накладок марки С245. Тип электродов Э42, Э42А. Марка сварочной проволоки Св-08А

Статья. Разделка металлических кромок под сварку.

При больших толщинах свариваемого металла трудно получить полный провар из-за того, что сварочная дуга не достает до корня шва. Доступ электрода на всю глубину соединения в этом случае достигается изменением формы свариваемых торцов заготовок, для чего перед сваркой делается разделка кромок. Их геометрия регламентирована стандартами и обеспечивает полное проплавление металла и минимальные остаточные напряжения в сварном соединении.

Подготовка заготовок под разделку

Необходимым условием получения качественного сварного соединения является тщательная подготовка металла листов, труб, профильного проката под разделку кромок. Предварительно производится входной контроль материалов, в процессе которого определяется необходимый объём подготовительных работ, который обычно включает следующие операции:

1. Правка проката. Устраняются поверхностные дефекты и повреждения, образовавшиеся при погрузочно-разгрузочных работах, перевозке и хранении. Листовой прокат выравнивают с применением прессов или правильных вальцов. Концы труб с глубиной вмятин и забоин свыше 5 мм обрезают или наплавляют.
2. Механическая чистка. Поверхность металла очищается от ржавчины, шлаков и других загрязнений. Очистку проводят с помощью абразивного инструмента, металлическими щётками, напильниками, пескоструйными аппаратами, дробемётными установками.
3. Химическая чистка. Поверхность очищается от масляных и других химических загрязнений с применением растворителей.
4. Термическая обработка. Производится для улучшения прочностных характеристик металла и снятия внутренних напряжений.

Стандартные размеры конструктивных элементов кромок предусматривают стыковую сварку изделий равной толщины, в то время как размеры имеющегося проката могут отличаться. Так допускаемая разность толщин листового проката составляет 1-4 мм для толщин тонкой детали 1-30 мм. При большей разности в толщинах свариваемых изделий на более толстой заготовке выполняется плавный скос для того, чтобы размеры обеих деталей в стыке совпадали. Приведение в соответствие наружных диаметров труб производится, как и для листового проката: снимают обточкой с конца большего диаметра фаску резцом под углом 13-17 градусов к оси трубы.

Финишной операцией подготовки является разметка или наметка и вырезание заготовки по чертежу. При разметке размеры детали переносят с чертежа на металлопрокат, для чего линию будущего реза обозначают кернением. При наметке применяют специальные шаблоны из фанеры или тонколистового металла и чертилки. Вырезку заготовки производят на ножницах или газовыми резаками. Если для изготовления заготовок применяется ручная газовая резка, то неровности на кромках листового проката устраняют на кромкострогальных станках, а торцы труб подвергают токарной обработке.

Обозначения на чертежах

Согласно нормативной документации геометрию подготовленных к сварке кромок, обозначают на чертежах латинскими символами:

1. S и S1 – толщины стенок труб, профилей, листов, мм.
2. b – расстояние, выставляемое между кромками свариваемых изделий и фиксируемое прихваткой, мм.
3. угол скоса кромок в градусах. Обозначает часть металла, снимаемого с торцов свариваемых кромок для обеспечения доступа сварочного инструмента к корневой зоне соединения.
4. c – притупление кромок свариваемых деталей в мм. Это необрабатываемая часть торца кромки, предназначенная для предотвращения появления прожогов в корне шва.
5. B – ширина нахлёстки, мм.
6. f – фаска фланца, мм.
7. угол разделки кромок (=2).

Формы кромок

Разделка кромок позволяет сварить металл любой толщины. При разделке с торцов свариваемых деталей удаляют часть металла по специальной геометрической форме:

1. При V-образной разделке материал удаляют по плоской поверхности, задаваемой углом скоса. Наиболее простая в технологическом воплощении конструкция элементов под сварку.
2. Для U-образной форме кромок металл удаляют по чашеобразной поверхности. Эта форма более предпочтительна особенно для формирования качественного провара при больших толщинах металла.
3. Х-образная геометрия кромок — это двухсторонняя V-образная разделка. Позволяет уменьшить на треть расход сварочных материалов и снизить деформации соединения по сравнению с односторонней разделкой. Недостатки относятся к технологии сварки при такой форме кромок: необходимо точно совместить притупление кромок обеих свариваемых деталей.
4. К-образная разделка: скос выполняют только для одной кромки, вторую не разделывают. Такой способ применяют предпочтительно при сварке в горизонтальном положении, в этом случае неразделанная кромка облегчает формирование шва.

Для всех вышеперечисленных способов разделки кромок важно обеспечить, наряду с углом скоса, требуемые значения притупления с и зазора между кромками b. Размеры последних зависят от толщины металла свариваемых изделий, способа сварки (ручная дуговая, механизированная в среде углекислого газа и т.д.), режима сварки. При выборе зазора для качественной сварки наиболее важно не столько само значение зазора, как его постоянство по периметру сварного соединения.

Методы обработки кромок под разделку

Различают два способа разделки металлических кромок:

• механический;
• термический.

К механическому способу формирования сварочных металлических кромок относятся: фрезерование, строгание, шлифование, долбление, токарная обработка.

Достоинством механической разделки является высокое качество кромок, в том числе сложной формы и с требуемой шероховатостью для любых металлов. Недостатки: низкая производительность и сложность обработки крупногабаритных деталей.

Термический способ отличается более высокой производительностью и мобильностью при обработке крупных заготовок. Арсенал метода включает кислородную, плазменно-дуговую и воздушно-дуговую резку. Недостатки метода состоят в необходимости финишной зачистки поверхности реза механическим способом, ограниченность применения по типу металла (не применяют, например, при разделке нержавеющих сталей).

Оборудование для механической разделки кромок

По признакам мобильности применяемое оборудование разделяется на:

• стационарные станки;
• передвижные машины;
• переносной инструмент.

Наиболее распространенные станки для обработки сварочных кромок:

1. Кромкострогальные станки. Применяют только для разделки кромок прямолинейных заготовок. Позволяют получить форму кромки любой геометрии, в том числе криволинейной формы.
2. Кромкофрезерные станки. Их преимуществом, в отличие от строгальных станков, является возможность обработки криволинейных заготовок. При обработке перемещается либо фреза, либо обрабатываемая деталь. Требуемый угол скоса достигается соответствующим наклоном фрезы. Для обработки криволинейных поверхностей используют устройства отслеживания кромки заготовки, а также станки с ЧПУ.
3. Кромкоскалывающие станки. Применяют для предварительной обработки кромок крупных деталей. Имеют большую производительность, чем кромкофрезерные станки, вследствие высокой скорости реза металла фрезами из быстрорежущей стали, но требуют доводки до требуемого качества поверхности кромок чистовым фрезерованием или абразивной обработкой.

К передвижному оборудованию относятся кромкофрезерные машины, которые по принципу действия сходны с соответствующими станками, отличаясь от них необходимостью ручного перемещения машины относительно обрабатываемой заготовки. Их преимуществом является возможность обработки длинных деталей.

Переносное оборудование для разделки кромок представлено следующим ручным инструментом:

1. Стандартные и специальные углошлифовальные электрические машинки (УШМ) для резки металлических кромок или их зачистки абразивными кругами после фрезерных или строгальных операций. Наиболее актуально применение метода для деталей из алюминиевых и нержавеющих металлов, для сварки которых шероховатость поверхности кромок имеет большое значение. Вместо абразивных кругов УШМ может оснащаться сменными фрезерными головками с твердосплавными пластинами различной формы. Такой инструмент удобен при разделке стандартных скосов кромок и обработке криволинейных деталей с вырезами и отверстиями.
2. Ручные кромкорезы и фаскорезы долбежного типа. Это сравнительно новое оборудоваие, завезённое в Россию из Германии. Кромкорез обладает высокой производительностью, и он очень удобен для применения в монтажных условиях. Недостатки: возможность разделки только прямых скосов и большая масса.

Разделка трещин в металле

Определяют положение концов трещины, которые фиксируют сверлением отверстий. Производят выборку металла в дефектной детали на глубину трещины. Кромкам выборки в металле в поперечном сечении придают чашеобразную форму разделки. При сквозной трещине в нижней части выборки оставляют слой металла толщиной 2,0-2,5 мм, выполняющего роль подкладки для шва заварки трещины. Этот слой для надёжности проверяют засверливанием сквозными отверстиями диаметром 2-2,5 мм вдоль трещины. Выборку предпочтительнее выполнять вырубкой, резанием или шлифованием. Допускается применение кислородной или воздушно-плазменной строжки с последующей механической обработкой поверхности выборки.

Контроль качества готовой поверхности

Подготовленные под сварку кромки должны быть зачищены в зависимости от типа сварного соединения на ширину 20-70 мм, после чего они проходят визуальный контроль, в процессе которого проверяется:

• отсутствие на поверхности кромок ржавчины, консервирующей смазки, оплавленного слоя и других загрязнений;
• отсутствие на кромках дефектов металла: трещин, расслоений, отслоение коррозионно-стойкого слоя;
• отсутствие внутренних дефектов при толщине металла свыше 36 мм для чего кромки подвергают ультразвуковому контролю;
• соответствие шероховатости требованиям документации.

Измерительный контроль кромок под сварку проводится для оценки соответствия формы и размеров кромок нормативной документации и включает проверку:

• величины угла скоса;
• размера притупления кромки;
• радиуса чаши разделки в корневой области.

Контроль выполняется с помощью эталонов, шаблонов и мерительного инструмента. Отклонения от конструктивных размеров кромок, предусмотренных стандартами, приводит к дефектам в готовых сварных соединениях. Например, если занижен угол скоса или завышено притупление, это приводит к непровару корня шва, а завышение угла скоса – к перерасходу сварочного материала, перегреву и деформациям. Уменьшение притупления ниже допуска может привести к дефекту сварного соединения — прожогу.

ГОСТ 8240-97

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ШВЕЛЛЕРЫ СТАЛЬНЫЕ ГОРЯЧЕКАТАНЫЕ

Сортамент

Hot-rolled steel channels. Assortment

Дата введения — 2002-01-01 | ВЗАМЕН ГОСТ 8240-89

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает сортамент стальных горячекатаных швеллеров общего и специального назначения высотой от 50 до 400 мм и шириной полок от 32 до 115 м.

2 Основные параметры и размеры

2.1 По форме и размерам швеллеры изготовляют следующих серий:

• У — с уклоном внутренних граней полок;
• П — с параллельными гранями полок;
• Э — экономичные с параллельными гранями полок;
• Л — легкой серии с параллельными гранями полок;
• С — специальные.

Условные обозначения величин, характеризующих свойства швеллера:

• h — высота (швеллера);
• b — ширина полки;
• s — толщина стенки;
• t — толщина полки;
• R — радиус внутреннего закругления;
• r — радиус закругления полки;
• X0 — расстояние от оси Y-Y до наружной грани стенки;
• Δ — перекос полки;
• f — прогиб стенки по высоте сечения профиля;
• F — площадь поперечного сечения;
• I — момент инерции;
• W — момент сопротивления;
• i — радиус инерции;
• Sx — статический момент полусечения.

2.2 Поперечное сечение швеллеров серий У, С должно соответствовать приведенному на рисунке 1, серий П, Э, Л — на рисунке 2.

2.3 Размеры швеллеров, площадь поперечного сечения, масса 1 м и справочные значения для осей должны соответствовать приведенным в таблицах 1-5.

2.3.1 Площадь поперечного сечения и масса 1 м швеллера вычислены по номинальным размерам, плотность стали принята равной 7,85 г/см3. 2.3.2 Значения радиусов закругления, уклона внутренних граней полок, указанных на рисунках 1 и 2 и приведенных в таблицах 1-5, используют для построения калибров и на профиле не контролируют.

ГОСТ 8240-97 Швеллеры специальные

ТАБЛИЦА 1 — Швеллеры с уклоном внутренних граней полок

ТАБЛИЦА 2 — Швеллеры с уклоном внутренних граней полок

ТАБЛИЦА 3 — Швеллеры с уклоном внутренних граней полок

ТАБЛИЦА 4 — Швеллеры с уклоном внутренних граней полок

ТАБЛИЦА 5 — Швеллеры с уклоном внутренних граней полок

2.4 Форма швеллера и предельные отклонения по размерам должны соответствовать приведенным на рисунке 3 и в таблице 6.

2.4.1 Уклон внутренних граней полок швеллеров серии У должен быть в пределах от 4 % до 10 %.

По соглашению потребителя с изготовителем уклон внутренних граней полок не должен превышать 8 % при h ≤ 300 мм и 5 % при h > 300 мм.

2.5 Притупление прямых углов швеллеров до № 20 не должно превышать 2,5 мм, свыше № 20 — 3,5 мм. Притупление внешних углов не контролируют.

2.6 Швеллеры изготовляют длиной от 2 до 12 м, по соглашению потребителя с изготовителем — длиной свыше 12 м:

• — мерной длины;
• — мерной длины с немерной в количестве не более 5 % массы партии;
• — кратной мерной длины;
• — кратной мерной длины с немерной в количестве не более 5 % массы партии;
• — немерной длины;
• — ограниченной длины в пределах немерной.

ЧЕРТЁЖ ШВЕЛЛЕРА

ТАБЛИЦА 6 — Предельные отклонения параметров в миллиметрах

1 Для швеллеров серии Л прогиб стенки не должен превышать 0,15s.

2 Для швеллеров серий У и П предельные отклонения по толщине стенки не контролируют.

3 Перекос полки Δ и прогиб стенки f швеллера измеряют, как показано на рисунке 3.

2.7 Предельные отклонения по длине швеллеров мерной и кратной мерной длины не должны превышать:

+40 мм — при длине от 2 до 8 мhttp://lador.ru/1.gif включ.;

+[40 + 5(l — 8)] мм, но не более 100 мм — при длине св. 8 м,

где l — длина швеллера, м.

2.8 Швеллеры должны быть обрезаны. Косина реза не должна выводить длину швеллеров за предельные отклонения по длине.

Длина отдельного швеллера — это наибольшая длина условно вырезанной штанги с торцами, перпендикулярными к продольной оси.

2.9 Кривизна швеллера в горизонтальной и вертикальной плоскостях не должна превышать 0,2 % длины; по соглашению изготовителя с потребителем — до 0,15 % длины.

2.10 Предельные отклонения по массе не должны превышать ±4 % для партии и ±6 % для отдельного швеллера.

Отклонение от массы — это разность между фактической массой в состоянии поставки и рассчитанной по данным таблиц 1-5.

При расчете массы партии к метражу швеллеров мерной или кратной мерной длины прибавляют 0,5 от суммы предельных отклонений по длине швеллеров в партии.

2.11 Размеры и геометрическую форму швеллера контролируют на расстоянии не менее 500 мм от торца. Высоту швеллера контролируют в плоскости стенки, толщину стенки — у торца профиля.

ГОСТ 16037-80 на сварные соединения ручной дуговой сваркой

Ручная дуговая сварка труб остается одним из самых распространенных способов монтажа трубопроводных систем, являющихся как самостоятельными транспортно-распределительными сетями, так и компонентами технологического оборудования. Высокое качество стыков трубопроводных комплексов — это залог их безопасного функционирования.

Способы сварки, типы стыков, геометрические параметры и типовые размеры, а также способы разделки кромок — все это регламентировано в ГОСТ 16037-80 ручная дуговая сварка соединения сварные. Строгое соблюдение требований стандарта при проектировании, формировании технологического процесса и выполнении сварки стальных трубопроводов обеспечивает должный уровень качества.

Условные обозначения соединений

В стандарте описаны три типа сварных соединений трубопроводов:

• стыковые, обозначаются литерой С
• угловые, литерой У
• нахлесточные, обозначаются литерой Н.

Внутри каждого типа актуальный стандарт детализирует множество подтипов в зависимости от:

• вида сварного шва;
• числа сторон проварки;
• конфигурации подкладки;
• ее съемности;
• без скоса, со скосом одной или двух кромок;
• формы сечения кромок
• формы сечения шовного материала
• способа сварки;
• толщины стенок;
• диаметра трубы.

Пример обозначения типа С13.

В условное обозначение, кроме типа, входит признак замкнутости линии, способ сварки, параметры катета и вспомогательные символы. В соответствии с ГОСТ 16037 80 используется сварка аргоном, под флюсом и газом. Работа в атмосфере защитных газов может выполняться как плавким, так и неплавким электродом. Обычно трубы выполняют из углеродистой стали. Для работы в агрессивных средах применяют нержавеющие сплавы. Реже используются сплавы цветных металлов.

Конструктивные элементы и размеры кромок заготовок и шва

Сварка труб ГОСТ 16037-80 подразумевает следующие основные элементы:

• s: толщина заготовки;
• b: расстояние между кромками заготовок;
• e: ширина шва;
• g: его выпуклость;
• а –общая толщина шва;
• с -притупление кромки;
• В –глубина нахлеста;
• K — катет углового шва;
• Dn – общий диаметр трубы;
• f – размер фланцевой фаски.

[stextbox ряда швов актуальными являются только часть указанных параметров. Значения размеров приведены в стандарте в зависимости от метода трубной сварки, регламентируемой ГОСТ.[/stextbox]

Типы сварных швов

Стыковые швы используются при сварке кольцевых стыков труб в соответствии с ГОСТ. Такие соединения обозначаются С1-С53

Они выполняются одно- и двухсторонними, с прямолинейным и закругленным скосом кромок и с расточкой.

В односторонних швах может быть предусмотрена съемная или остающаяся подкладка, а также расплавляемая вставка.

Соединения секторов на повороте трубопровода выполняется со скосом кромок и обозначаются С54-С55.

Соединения фланца и трубопровода обозначается как С56

Пример обозначения углового соединения типа У2.

Угловые швы обозначаются У5-У21, нахлесточные Н1-Н4

Таблица размеров катета шва

Значения катетов шва в зависимости от типа шва, расстояния между кромками, сварочного метода и размера фланцевой фаски сведены в таблицы для каждого типа отдельно.

Таблица размеров катетов для У21.

Разделка труб под сварку

ГОСТ регулирует виды и характеристики подготовки к сварным работам для различных типов соединений:

• стыковых;
• угловых;
• нахлесточных.

Перед началом сварочных работ необходимо проводить подготовку. В нее входит:

• механическая зачистка, выполняется с целью удаления пыли, следов коррозии, оксидной пленки;
• химическая обработка, для удаления масложировых пятен и окисной пленки;
• разделка кромок.

Разделка проводится с помощью механической обработки кромки. При монтаже трубопроводов она выполняется специальными машинами. Во время ремонтных работ допускается выполнение разделки с помощью угловых шлифмашин.

Разделка кромок выполняется при толщине заготовок от 4 мм.

Для угловых соединений под отводы выполняют скашивание одной или обеих кромок под углом 45 о .

Стыки на трубопроводах подразделяются на поворотные и неповоротные.

Сварка стальных трубопроводов ГОСТ 16037 рекомендует применять по возможности поворотные стыки. Они варятся в наиболее удобном и выгодном нижнем сварочном положении, разделка кромок для него выполняется одинаково по всему периметру стыка.

Неповоротный стык приходится варить во всех сварочных положениях, переходящих одно в другое по мере продвижения по шву вокруг трубы.

Разница между толщиной стенок соединяемых встык труб не должна быть более 10% и не превышать трех миллиметров. При этом ширина зазора должна быть постоянной по всему стыку и находиться в переделах от 2 до 3 мм.

[stextbox того, как начать монтаж, необходимо обработать кромки и околошовную зону на 20-30мм, очистив ее от механических загрязнений, следов коррозии и масложировых пятен.[/stextbox]

Перед основной электродуговой сваркой торцы труб прихватывают друг к другу:

• трубы до 300 мм в диаметре: 4 прихватки;
• свыше 300 мм- равномерно через каждые 200-300 мм.

Трубы с толщиной стенок 12 мм и более проваривают в три приема. На первом этапе формируют корень шва в виде валика с возвышением 1,5-3 мм, равномерно распределенного по длине стыка. Электрод при этом следует вести возвратно-поступательно.

Фаски под сварку

При соединении толстых трубных заготовок сформированный шов следует делать толще, чем сама деталь. Для формирования соединения с заданными геометрическими параметрами требуется выполнить разделку кромок, сняв фаску. После этого электроду будет обеспечен доступ для качественной проварки шва на всю глубину.

Основными параметрами фаски являются:

• Зазор b. расстояние меду заготовками, до 2-3 мм.
• Притупление C. Не скошенная часть кромки. ее оставляют, чтобы снизить вероятность прожога корня шва..
• Угол скоса β. При двусторонней разделке острый угол принимает значения 15-30 о, при односторонней- до 45о.
• Угол разделки α. Тупой угол равен двойному значению угла скоса, обеспечивает должный доступ к корню шва для сварочного оборудования.

Параметры фаски.

Если значение притупления невелико или его вовсе нет, то прожог предотвращают такими методами, как:

• использование подкладок, препятствующих вытеканию расплавленного металла;
• сварка на флюсовой подушке;
• предварительное подваривание;
• выполнение замка.

Технологам следует обращать особое внимание на корректный расчет и соблюдение оптимальных значений параметров разделки. Это позволяет снизить трудоемкость, экономно расходовать материалы и сохранять контроль над себестоимостью.

При подготовке стыковых соединений вид фаски зависит от толщины деталей:

• 3-25мм: одностороння фаска;
• 26-60мм: двухсторонняя;

Для угловых устанавливаются следующие границы:

• 3-20мм: одностороння;
• 21-50 мм: двухстороння.

Исходя из геометрической формы профиля поперечного сечения, выделяют такие типы разделки:

• обычный скос, профиль представляет собой трапецию,
• Х-образная, два скоса сделаны навстречу друг другу таким образом, что профиль поперечного сечения двусторонней разделки визуально напоминает очертания буквы Х;
• U-образная, профиль поперечного сечения криволинейный и напоминает очертания буквы U.

ГОСТ на сварку труб рекомендует применять U-образную разделку при больших толщинах заготовок, с целью снизить площадь сечения шва и, следовательно, снизить расход материалов и повысить скорость работы.

Форму разделки выбирают, руководствуясь толщиной труб:

• 3-25мм: Х-образная или V–образная;
• 26-60мм- U–образная;
• более 60 мм- специальные формы.

Они представляют собой:

• уступы;
• сложные криволинейные профили, призванные сохранить доступ электрода к корню шва и понизить площадь поперечного сечения.

Для разделки используются следующие способы:

1. Газовый резак. Характеризуется низкой точностью и недостаточным качеством поверхности. Требует дополнительной обработки механическими способами.
2. Мехобработка. Строгальная или фрезерная обработка дает достаточную чистоту и форму поверхности. Долбежная обработка также требует финишной мехобработки.

При разделке кромок труб большого диаметра используются специальные торцовочные аппараты. Во время ремонтных работ на магистралях отопления разделка часто выполняется вручную шлифмашинами.

Заключение

ГОСТ на сварку трубопроводов – важный регламентирующий документ, устанавливающий условия на подготовку и проведение работ. Он определяет методы сварки, типы соединений, статус разделки и конструктивные параметры для каждого из них. Трубопровод служит не один год. Он также должен выдерживать давление жидкости или газа. Строгое соблюдение требований гост 16037 на сварку трубопроводов необходимо для обеспечения прочности, долговечности и герметичности сварных соединений.