Как сварить швеллер между собой

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.

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.

Итог:

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.

Рекомендации:

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).

Но газовая резка с последующей обработкой кромок и газовая сварка для исправления дефектов готовых металлоконструкций используется часто.

Распространенные варианты соединения швеллеров

Для соединения двух швеллеров между собой используют два основных варианта. Выбор варианта соединения зависит:

• от условий выполнения шва;
• от длины сварного соединения и количества сварщиков для его исполнения;
• от вида нагрузки и зоны ее влияния (чаще всего это сжатие, приложенное к середине центра сечения);
• от толщины и типа швеллера;
• от максимальной общей нагрузки на конструкцию, от необходимой прочности.

Основные типы соединений и самые распространенные металлоконструкции из швеллеров на практике получают при использовании наиболее удобного метода сваривания.

Сварка швеллеров согласно ГОСТу.

Используется электродуговая сварка (ГОСТ 11534) или сварка под флюсом (ГОСТ 15164) с электродами УОНИ. Для начала необходимо сваривать более толстые элементы — полки швеллеров, а только потом менее толстые — стенки.

Сварка встык

Используется чаще всего, так как является наиболее экономичной. Если главные критерии для соединения швеллеров — простота и скорость работы, а не качество и надежность, то стоит остановиться на таком шве.

Сварку необходимо выполнять с двух сторон с достаточной глубиной провара.

В монтажных условиях и при учете не использования такого соединения для сборки отдельных элементов конструкции допускается односторонняя сварка с подваркой корня шва.

Особое внимание на обработку кромок:

1. Если толщина полок швеллера до 6 мм, то скос кромок не производится.
2. При толщине полок до 12 мм скос производится под углом 300.
3. При толщине полок более 12 мм скос кромок необходимо выполнить с внутренней стороны швеллера и под тупым углом. При такой толщине можно использовать V-образный и Х-образный шов.

Описание процесса сваривания встык:

1. Устанавливается балка, так чтобы стенки были в горизонтальном положении.
2. Проводится скос кромок согласно толщине металла.
3. Устанавливается вторая балка для сварки швеллера встык с зазором до 3 мм при помощи крана.
4. Выполняется прихватка швеллеров между собой точечным швом с шагом в 40 мм.
5. Проверяется прямолинейность получаемой конструкции.
6. Основную сварку стыка необходимо провести без перерыва, от середины стенки по направлению к полкам.

Для уменьшения и внутренних напряжений и общей деформации балок так же рекомендуется провести усиление конструкции непосредственно после монтажа балки.

Сварка с накладками

Во избежание распространенного дефекта — трещин необходимо при сваривании встык добавить и подкладки.

Зазор с обработанными кромками в собранном стыке должен быть не более 8 мм и при этом подкладка крепится со стороны свариваемых кромок.

Толщина подкладки зависит от режима сварки и толщины исходного металла. Для данного типа соединений рекомендовано использовать автоматическую сварку под флюсом.

Описание процесса сращивания двух швеллеров:

1. Швеллера свариваются торцами друг к другу согласно ГОСТу или с предварительной обработкой кромок.
2. Изнутри сварной шов тщательно зачищается до ровной плоскости.
3. Внутри швеллера приваривается первая подкладка — стальная полоса той же марки длинной равной ширине швеллера умноженной на коэффициент 5. Ширина полосы должна соответствовать ширине швеллеров (до начала округления к полкам), толщина полосы равна толщине металла конструкции.
4. Полоса соединяется только швами по продольным сторонам.
5. Вторая подкладка на роль ребра и приваривается по двум сторонам от полосы.
6. Ребро необходимо тщательно проварить по контуру с двух сторон и обязательно приварить вплотную к полосе.

Такой метод сращивания подходит и для двутавровых балок, только необходимо все продублировать с двух сторон. По прочности сращенная таким образом конструкция будет только на несколько процентов (до 10%) в зависимости от общей длины, уступать монолитному изделию.

Соединение швеллеров в коробочку

Для получения усиленной полой балки несущей конструкции часто соединяют два швеллера полками внутрь, образовывая так называемую коробочку. Технология подобного соединения схожа со сваркой швеллеров встык.

Описание процесса соединения:

1. Шов выполняют либо согласно ГОСТу с разделением кромок, либо оставляют зазор.
2. Ширину зазора выбирают исходя из толщины металла балки (минимум 3 мм), который необходим для предотвращения наплавки металла шва горкой.
3. Зачищать полученные швы болгаркой категорически нельзя, это приводит к ослаблению соединения.
4. Два швеллера необходимо закрепить струбцинами.
5. Соединительный сварной шов выполняют от середины к краям либо методом прихвата, когда работает один сварщик, либо одновременно продвигаются к краям два сварщика.

Выполнить такое соединение в полевых условиях при монтаже конструкции на месте возможно только при сваривании в горизонтальном нижнем положении. В других случаях рациональней и надежней будет использовать стыковые швы с последующим усилением подкладками.

Балки и возможные варианты их сваривания

Стыковое соединение между одинаковыми швеллерами. Накладные монтажные швы выполняются на тонком металле (1,2), а после на более толстом 3. Соединение используется для получения маломощных конструкций.

Комбинированное соединение. После выполнения стыковых соединений часто дополнительно применяют и угловой шов (4).

При этом продольные швы никогда не доводят до окончания балки на расстояние, которое зависит свариваемых металлов и ширины полки швеллера.

Соединение со смещенным стыком. Данное соединение выполняется двумя сварщиками и используется для сваривания швеллеров с разными по толщине полками. Первый шов выполняется для более толстого металла (1). Стыковое соединение (3) проводится согласно правилам, а угловые соединения (4) необходимо проводить одновременно двумя сварщиками (от краев балки к середине).

При изготовлении более сложных металлоконструкций используются эти же методы сваривания. Вся конструкция разбивается на отдельные узловые соединения, в которых происходит сваривание швеллеров.

Монтаж конструкции всегда начинают от середины к краям и со швеллеров из более толстого металла, а после из более тонкого.

Близко друг к другу швы располагать не желательно, лучше использовать подкладки из металла и дополнительные усиления конструкции.

Источник: http://GoodSvarka.ru/metalov/shvellerov/

Сварка швеллеров между собой

Швеллер — один из главных элементов из которых состоит металлоконструкция. Для формирования нужной структуры каркаса требуется сварка швеллеров. Сварной узел имеет хорошую надежность, но любые нарушения в технологии сварки могут привести к ослаблению всей конструкции. В связи с этим сварка является самым сложным и контролируемым этапом при производстве металлоконструкций.

Виды стыковки швеллеров

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

Различают следующие варианты взаимного расположения швеллеров:

•  полки швеллеров обращены внутрь;
•  полки швеллеров обращены наружу (образует двутавр);
•  смешанное расположение полок;
•  полки швеллера перпендикулярны плоскости каркаса;
•  диагональное размещение (размещение «стоя» или «лежа).

Выбор определенного варианта связан с:

•  условиями наложения шва;
• протяженности места сваривания и количества задействованных рабочих для его наложения;
• вида сил и мест их воздействия;
• типа и габаритных размеров швеллера;
• требуемой расчетной устойчивостью и полной нагрузки на сооружение.

Электродуговая сварка

Огромный выбор типов электродов по их номинальным характеристикам и особенности работы ими обеспечивают неоспоримое преимущество перед остальными видами сварки и делают его предпочтительным для данной задачи. Самый лучший шов мы получим в случае применения электродов УОНИ. При работе данными электродами следует учесть их особенности и рекомендации:

1.  По возможности соединения должны быть выполнены внахлест.
2.  Для использования данного электрода нужен предварительный опыт работы с ним.
3.  Перед применением электрод подлежит прокалке в спец. печи на протяжении часа. Температура прокалки 250 С.
4.  Места соединений изделий должны быть очищены от загрязнений, ржавчины и подготовлены согласно ГОСТу 5264-80.
5.  Сварщик должен работать короткой дугой средней мощности, постоянным током и обратной полярностью.
6.  Металлоконструкция сваренная данным электродом не должна использоваться при температуре ниже — 40 С.

Рекомендуем!   Расшифровка методов сварки — MMA, TIG, MIG, MAG

Газовая сварка

Данным типом при сварки швеллеров зачастую не пользуются из-за огромной области и температуры нагрева.

Данные факторы являться источником образования внутренних напряжений в структуре металла и общих деформаций негативно влияющих на всю металлоконструкцию.

Тем не менее газовую сварку часто используют для устранения изъянов готовых конструкций или порезки заготовок с последующим снятием кромок.

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.

Алгоритм сварки:

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.

Рекомендуем!   Как сварить пластиковые трубы в домашних условиях

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

Алгоритм сварки:

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.

Алгоритм сварки:

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

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

[/warning]Собрать данную конфигурацию в непригодных для данной работы условиях при сборке конструкции реально лишь при проведении сварочных работ в горизонтальной плоскости и нижнем положении.

В иных случаях боле разумным и простым будет использование стыковых швов с усилением их листами-подкладками.

Смещенное соединение

Такая сварная конструкция производится несколькими сварщиками и применяется для объединения швеллеров с различными геометрическими размерами. Сварку начинают с мест, имеющих более толстый металл.

Соединение встык производят, руководствуясь стандартными нормами, а угловые соединения требуется производить синхронно двумя сварными (от края к середине). Продольные швы нельзя накладывать до конца балки. Это расстояние зависит от соединяемых материалов и площади полки проката.

Для углеродистых сталей данное расстояние приравнивается к ширине полки, а для легированных металлов приравнивается к двукратной ее ширине.

Рекомендуем!   Сварка листов полипропилена своими руками

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

Любая сварка швеллеров или двутавров требует соблюдения заранее определенного ряда действий и точного порядка проведения монтажных работ.

Сборку любой металлоконструкции всегда нужно начинать с середины и продвигаться к краям, одновременно сварку начинают со швеллеров имеющих более толстый профиль металла.

При компоновке не рекомендуется размещать сварные швы близко друг к другу, данные места лучше укреплять применяя подкладные листы из металла и вспомогательные усилительные конструкции.

Любой сварной шов сам по себе уменьшает прочность всей металлоконструкции на 5-7 процентов, хотя материал сварного шва обладает более лучшими прочностными характеристиками, чем материал основной детали. Сварочный режим и быстрота наложения сварного шва напрямую зависит от выбранного вами вида соединения, но наилучший при работе ручной электросваркой считается 20 м/ч.

Источник: https://svarkagid.ru/tehnologii/svarka-shvellerov-mezhdu-soboj.html

Как правильно сварить швеллер между

Швеллер является важным элементом самых различных металлоконструкций, в том числе рамных. Чаще всего он выполняет функции восприятия разнообразных механических нагрузок – сжимающих, растягивающих, изгибающих, крутящих.

Однако для формирования требуемой пространственной конфигурации жесткого каркаса (рамы) необходимо соединять отдельные швеллеры между собой с помощью сварки, качество которой должно обеспечивать участку соединения механические характеристики, сравнимые с характеристиками цельного швеллера.

Варианты стыковки швеллеров

По взаимному расположению швеллеров в месте их соединения различают следующие варианты:

• полками внутрь,
• полками наружу,
• смешанное,
• с полками, перпендикулярными плоскости каркаса.

Также распространено крестообразное соединение диагональных связей, в которых швеллера располагаются «стоя» или «лежа.

Требования к сварке швеллеров

• В первую очередь свариваются толстые элементы швеллера (полки), после чего приступают к сварке тонкой стенки.
• Не следует варить по внутренним граням полок и в углах соединения полки и стенки швеллера, поскольку это приведет лишь к ослаблению конструкции.
• Стык двух швеллеров должен иметь зазор 2 – 3 мм для исключения образования «горки» при его обварке, после зачистки которой произойдет ослабление сварочного шва.
• Если к конструкции не предъявляются особые требования по прочности и надежности, а важна скорость и простота выполнения работы, то можно выполнять соединение швеллеров встык с двухсторонним обвариванием (без накладок).
• Кромки торца, по которому происходит стыковка, формируются V- или X-образно (соответственно, для тонкого или толстого профиля) под углом 30° – 60°.
• На стыке соединяемых деталей не должно быть горизонтальных и вертикальных переломов.
• Стыковка может производиться с использованием листовых накладок, которые должны располагаться симметрично относительно продольной оси сечения.
• Зона сварного соединения без накладок не менее чем на 5% (в ряде случаев до 20%) слабее прочности швеллера, что необходимо учитывать в проектных расчетах.
• При использовании накладок стык между торцами швеллеров можно не обваривать, поэтому его ширина может достигать 50 мм.

Накладки рекомендуется полностью обваривать по контуру примыкания, что предотвратит проникновение между ними и швеллером влаги, приводящее к щелевой коррозии. Если это невозможно зазор между накладкой и швеллером заполняется антикоррозийным материалом. Для повышения плотности их контакта следует использовать прижимные струбцины.

Кромки накладок на полки швеллера должны быть параллельны кромкам полок. При проварке стыка накладки на полки устанавливаются лишь после зачистки шва и контроля его качества.

Наращивание длины швеллера

В некоторых случаях необходимо соединять два коротких швеллера по прямой для увеличения длины. Тогда эффективен следующий способ:

• между торцами швеллеров предусматривается зазор 2 – 3 мм,
• накладки толщиной как полки швеллера устанавливаются в требуемую позицию и привариваются по всему периметру,
• между перпендикулярными накладками предусматривается зазор 2 – 3 мм, который проваривается до швеллера,
• зазор между швеллерами проваривается до накладок.

Поскольку основным несущим швом является стык швеллеров, находящийся снаружи, то удобство его проварки гарантирует надежность соединения. Кроме того, расположение накладок внутри обеспечивает сохранение внешних размеров швеллера.

Также распространено следующее решение для торцевого соединения швеллеров:

Правильное сваривание двух швеллеров между собой

Существует несколько способов правильного соединения двух швеллеров посредством сварки. Выбирать нужный способ необходимо в зависимости от тех условий, в которых данная конструкция будет использоваться, от нагрузки, которая будет на нее действовать, а также от общей длины конструкции и степени ее важности.

В большинстве случаев сваренные швеллеры подвергаются изгибу или внецентренному сжатию, в то время как чистое сжатие осуществляется лишь тогда, когда нагрузка прилаживается в центр ядра сечения конструкции.

Перед началом сварочных работ все же стоит произвести сверку со стандартами ГОСТ с учетом всех параметров, которые пригодятся в дальнейшем.

Следует также помнить, что любое соединение при помощи сварки способно ослабить изначальную конструкцию. При этом получается так, что у сварочного шва прочность получается больше, чем у основного металла, а вот сам металл в районе сваривания потеряет от первоначальной прочности около 10-20%.

Для сваривания швеллеров можно воспользоваться электродами УОНИ, при помощи которых можно получить шов высокого качества.

Для работы с такого вида электродами необходимы некоторые навыки, поэтому, если вы ранее с этими электродами дела не имели, то для начала лучше попробовать поработать на черновых заготовках, похожих на будущую конструкцию.

Подготовка перед свариванием

Прежде чем начать сваривать швеллеры электродами УОНИ, нужно тщательно подготовить элементы конструкции, удалив с металла ржавчину и иные загрязнения. Подобный вид сварочных работ производится на полярной стороне при помощи короткой дуги.

Для практических сварочных работ вам может понадобиться около 5 кг. электродов и около недели времени. Когда главным для вас есть скорость и простота, а вопрос качества стоит на втором плане, то швеллеры можно соединить при помощи сварки встык.

Если же вы боретесь за качество и высокую прочность конструкции, то лучше всего будет использовать для работы электроды марки УОНИ, а соединение сделаете по стандарту ГОСТ для сваривания швеллеров, то в результате вами будет гарантированно получен надежный, правильный и ровный шов.

Ведь попадаемая в такие зазоры влага приведет к появлению щелевой коррозии, которая, накапливаясь годами, может привести к разрушению отдельных участков конструкции.

Как правильно сварить швеллеры встык

Доброго времени всем!

При разработке несущей конструкции для железобетонной лестницы нарисовалась такая задача — сварить два 16 швеллера встык. Поискал в нете, нашел вот такую конструкцию узла:

При рассмотрении возникли такие вопросы:

1.Между швеллерами, судя по чертежу есть некоторое расстояние, т.е. швеллер к швеллеру непосредственно не варят, а варят только швеллеры к накладкам.

Причем все стыки, которые я видел в альбоме нормалей (не только для швеллеров) выполняют именно так — только через накладки.

2.Тип электродов указан Э42. Можно ли применять МР-3С или УОНИ? И как варить — стараться прогревать место стыка (+ на швеллер, ток побольше) и, соответственно, глубже проваривать металл швеллера, или наоборот, не допускать перегрева (+ на электрод, ток поменьше, возможно даже варить штрихами).

SERG_abc написал.
т.е. швеллер к швеллеру непосредственно не варят, а варят только швеллеры к накладкам.

А что смущает? ГОСТ плохому не научит.

SERG_abc написал.
В жизни я видел, что варят швеллер к швеллеру и дополнительно накладки сверху

А в жизни обычно ГОСТами не пользуются.

Так что Вам решать.

Вот что я вычитал в учебнике «Металлические конструкции, элементы конструкций» для студентов ВУЗов (под ред. проф. Горева, изд. Высшая школа, 2001г):

«При действии на соединение статической нагрузки первоначальная концентрация напряжений в стыковом сварном шве не оказывает влияния на его прочность.

так как из-за развития пластических деформаций происходит релаксация напряжений в точках концентрации.

Поэтому расчет стыковых сварных соединений выполняют в предположении, что распределение напряжений в поперечном сечении сварного шва равномерно.»

Отсюда вывод — варить швеллеры можно хоть встык, хоть с зазором с накладками, в любом случае возникшие внутренние напряжения будут сняты под нагрузкой. Но, если сварить только в стык, без накладок, то соединение будет слабее чем сам швеллер.

Насколько? Из учебника следует что прочность шва следует умножать на 0,85 при отсутствии физических методов контроля качества шва. Да если еще проварить неидеально.

В общем, накладки нужны, если хотим получить соединение, не менее прочное, чем сам швеллер.

В том же учебнике, кстати, куча примеров сварных соединений, где варят и в стык и внахлест, а не только по ГОСТу с зазорами.

Предлагаю рассмотреть такую конструкцию соединения:

Задача:
Сделать соединение не менее прочное, чем сам швеллер.

Технология:
Зазор между швеллерами — 2-3 мм. Накладки — полосы металла толщиной как полки швеллера. Прихватить накладки, затем приварить их со всех сторон к швеллерам. Между перпендикулярными накладками зазор 2-3 мм, его проварить на всю глубину (до швеллера). Затем проварить стык между швеллерами на всю глубину (до накладок).

1. При изготовлении накладок потребуется сделать только три реза стальной полосы, что проще, чем кроить ромб.
2. Основной несущий шов в этой конструкции — стык швеллеров. Его будет удобно варить — все время снаружи. Накладки закрывают весь стыковой шов швеллеров снизу, шов можно будет хорошо проварить за один проход, не опасаясь прожечь швеллер.
3. Все внешние размеры швеллера будут сохранены, поскольку все накладки внутри.

Недостатки:
Хотелось бы узнать до того, как соберу .

Регистрация: 16.02.2009 г. Набережные Челны Сообщений: 1005

Источник: http://kak-delat-pravilno.ru/kak-pravilno-svarit/kak-pravilno-svarit-shveller-mezhdu.html

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.

Также могут применяться более простые устройства типа самоходных сварочных тракторов, гораздо больше подходящих для создания прямолинейных соединений.

Еще один класс устройств, способных автоматически сваривать поясные швы двутавровых балок, это консольные или портальные установки. В их состав, кроме собственно сварочного оборудования, входит аппаратура слежения и контроля качества сварного шва, а также устройства подачи флюса и последующей очистки шва от его остатков.

Интенсивный нагрев заготовок в процессе сварки приводит к короблению полок. По этой причине процесс сборки двутавровых балок включает процедуру их выравнивания, осуществляемую на специальных машинах для исправления грибовидности.

На завершающей стадии изготовления производится фрезерная обработка торцов изделия.

Замена швеллерами

На практике при возведении строительных конструкций для получения двутаврового сечения иногда используется сварка швеллеров между собой. Если швеллеры применяются взамен предусмотренных проектом двутавровых балок, такая замена должна согласовываться.

Согласование использования альтернативного материала отражается изменениями, вносимыми в соответствующие разделы рабочего проекта. Возможность замены определяется по результатам поверочных расчётов на прочность, выполняемых проектировщиками.

Способ применяемой сварки швеллеров между собой также определяется расчётом. Это может быть сварка непрерывным или прерывистым швом, либо с применением соединительных накладок.

При необходимости удлинить такую конструкцию, осуществляют сварку швеллеров встык. Места стыковых сварочных швов швеллеров, образующих двутавр не должны совпадать друг с другом. Для усиления конструкции сварной шов можно укрепить с помощью накладки.

Способы соединения двутавров

При осуществлении монтажа балочных конструкций выполняются сварные соединения элементов в различных сочетаниях. Среди них можно выделить типовые способы соединение двутавровых балок.

Встык

Для соединения способом «встык» свариваемые фрагменты стыкуют предварительно обработанными торцами. Обработка состоит в том, что на торцевых срезах выполняют угловые скосы для более глубокой проварки соединения.

Учитывая несущие функции двутавровых балок, их соединение не ограничивается выполнением торцевых швов. Для усиления участка стыковки обычно применяют четыре накладки – по одной на каждую из полок, и по одной на каждую из сторон стенки.

Накладки представляют собой прямоугольники из листового металла. Они накладываются поверх соединительного шва, затем привариваются по периметру. Накладки на полки делают на всю ширину полки двутавровой балки, накладки на стенку – на всю высоту стенки.

Под прямым углом

Такое соединение осуществляется между главной и второстепенной несущими двутавровыми балками каркасной конструкции, находящимися на одном уровне. В этом соединении главная балка служит опорой второстепенной.

Сварочные работы выполняются в следующей последовательности. В верхней полке главной двутавровой балки делают вырез в форме равнобедренного треугольника с углом, близким к прямому.

Верхняя полка второстепенного двутавра вырезается под вставку в треугольный вырез главнойдвутавровой балки, а нижняя его полка срезается на величину половины ширины.

Полученное таким образом совместное закрепление заподлицо двух перпендикулярных двутавровых балок усиливается привариваемой снизу листовой накладкой.

Сваривание двутавра со швеллером под прямым углом

Это соединение выполняется, если второстепенной двутавровой балкой служит швеллер. Если стенки двутавра и швеллера одинаковы по высоте, можно поступить следующим образом.

Верхняя полка швеллера срезается род углом 45 °, на верхней полке двутавровой балки делается аналогичный по форме вырез. Нижняя полка швеллера отрезается с таким расчетом, чтобы при стыковке срез совместился с нижней полкой двутавра, а стенка швеллера уперлась в стенку двутавра. Так же, как и в предыдущем случае, соединение укрепляется накладкой снизу.

Инженерная мысль не стоит на месте. Кроме описанных технологий сварки могут применяться вновь созданные, на смену устаревающему сварочному оборудованию приходит обновленное, модернизированное или принципиально новое. Не исключено, что и традиционная сварка когда-нибудь уступит место другой технологии неразъемных соединений.

Источник: https://svaring.com/welding/detali/svarka-dvutavrovyh-balok

Стыковка швеллера гост. Сварка швеллеров без потери прочности соединения

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.

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:

Выбор определенного варианта связан с:

• условиями наложения шва;
• протяженности места сваривания и количества задействованных рабочих для его наложения;
• вида сил и мест их воздействия;
• типа и габаритных размеров швеллера;
• требуемой расчетной устойчивостью и полной нагрузки на сооружение.

Электродуговая сварка

Огромный выбор типов электродов по их номинальным характеристикам и особенности работы ими обеспечивают неоспоримое преимущество перед остальными видами сварки и делают его предпочтительным для данной задачи. Самый лучший шов мы получим в случае применения электродов УОНИ. При работе данными электродами следует учесть их особенности и рекомендации:

1. По возможности соединения должны быть выполнены внахлест.
2. Для использования данного электрода нужен предварительный опыт работы с ним.
3. Перед применением электрод подлежит прокалке в спец. печи на протяжении часа. Температура прокалки 250 С.
4. Места соединений изделий должны быть очищены от загрязнений, ржавчины и подготовлены согласно ГОСТу 5264-80.
5. Сварщик должен работать короткой дугой средней мощности, постоянным током и обратной полярностью.
6. Металлоконструкция сваренная данным электродом не должна использоваться при температуре ниже — 40 С.

Газовая сварка

Данным типом при сварки швеллеров зачастую не пользуются из-за огромной области и температуры нагрева.

Данные факторы являться источником образования внутренних напряжений в структуре металла и общих деформаций негативно влияющих на всю металлоконструкцию.

Тем не менее газовую сварку часто используют для устранения изъянов готовых конструкций или порезки заготовок с последующим снятием кромок.

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.

Алгоритм сварки:

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.

Алгоритм сварки:

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.

Алгоритм сварки:

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.

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.

Привет, народ!

Возникла проблемка такого характера: необходимо сварить 2 16х швеллера встык, дабы закончить конструкцию железобетонной лестницы.

Искал в интернете решение, набрел на вот такую конструкцию узла:

Вопрос первый. Если верить чертежу, то между швеллерами имеется небольшое расстояние. То есть, варят швеллер к накладкам сначала, а не впритык. А в альбоме нормалей мне довелось наблюдать, что так варят практически все стыки, и не только швеллеров – через накладки. В то время как на практике иногда варится швеллер к швеллеру, а накладка – сверху.

Какой вариант следует считать правильным? Как получается надежнее?

Вопрос второй. Указанный тип электродов (Э42) является ли единственным подходящим вариантом, или подойдет и МР-3С или УОНИ?
Каким способом следует варить: хорошенько прогревать и глубже проваривать металл швеллера или наоборот, не перегревать и варить штрихами?

Всем жму руку, спасибо за внимание к проблеме!

РД 24.031.17-88

Группа Е21

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ВЫБОР ТИПОВ И МЕТОДИКА РАСЧЕТОВ СВАРНЫХ СТЫКОВ ДВУТАВРОВ И ШВЕЛЛЕРОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПАРОВЫХ СТАЦИОНАРНЫХ КОТЛОВ

Дата введения

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

Источник: https://kapus.ru/the-docking-of-the-channel-is-gost-welding-of-channels-without-loss-of-strength-of-connection.html