Равнопрочный стык швеллеров

Соединение швеллеров: способы и методика

За счет своей формы, имеющей перпендикулярные ребра жесткости, швеллер широко используется в различных сферах деятельности, однако длины или прочности одного изделия зачастую не хватает, поэтому используются различные методы соединения.

Способы

От того, насколько качественным будет соединение швеллеров, напрямую зависит прочность и надежность всей металлоконструкции. Наибольшая прочность, и, в то же время, простоту монтажа, обеспечивает сварка. Обычно используется электродуговая или, реже, газовая. Всего можно выделить 3 способа соединения с ее использованием.

Встык

Применяется при необходимости удлинить или соединить швеллер под углом в неответственных конструкциях, где нагрузка на шов не слишком велика.

Методика сварки следующая:

• При толщине полок (боковых граней швеллера) до 6 мм сварка производится без их предварительного скоса; при толщине 6-12 мм на свариваемой поверхности подготавливается скос под углом 30°; при большей толщине – скос имеет тупой угол и располагается на внутренней стороне швеллера.
• Свариваемые детали прихватываются точечной сваркой. Расстояние между точками – 40 мм. Проверяется геометрия соединения.
• Производится полноценная сварка с двух сторон или с одной, но с проваркой корня шва. Направление сварки – от середины основания к полкам.

Полученный этим методом сварной шов имеет меньшую прочность в сравнении с самим профилем, но в неответственных частях конструкций этот недостаток не является критичным.

С накладками

Для упрочнения стыка могут применяться металлические накладки. В этом случае соединение производится последующей схеме:

• Производится сварка встык. Полученный шов зачищают заподлицо.
• Изготавливаются парные накладки – большая для наружной стороны и маленькая для внутренней. В качестве сырья используется листовой прокат из той же марки стали, что и швеллер. Толщина накладки должна быть равна или превышать толщину его боковой полки. Форма накладки может быть различной, включая 4, 6 или 8-угольник.
• Накладки привариваются поверх сварных швов в месте соединения точечной сваркой.
• Производится проварка накладки по всему контуру.

Сварка в коробку

Этим способом из П-образного швеллера производятся усиленные полые балки с квадратным или прямоугольным сечением.

Для этого два изделия прислоняются друг к другу полками и скрепляются струбцинами. Сварка может производиться встык с предварительной подготовкой скоса на кромках, либо с зазором между краями полок.

Последний метод используется при соединении изделий с полками большой толщины.

Полученный в результате полной проварки шов не зачищается для увеличения прочности. Для дополнительного усиления могут использоваться накладки.

Альтернатива – болтовое соединение

В отдельных случаях использовать сварку для монтажа не представляется возможными или не требуется. Например, это относится к производству разборных конструкций или к работе с оцинкованным прокатом. В последнем случае сварка повредит защитный цинковый слой и в месте соединения появится ржавчина.

Болтовое соединение позволяет произвести монтаж швеллера без разрушения цинкового слоя и привлечения квалифицированных сварщиков, которые могут обеспечить максимальную надежность и правильность монтажа.

Однако в большинстве конструкций использовать соединение на болтах нецелесообразно, так как оно имеет ряд недостатков:

• отверстия в прокате снижают его прочность,
• необходимо периодически проверять надежность соединения и подтягивать гайки, особенно если металлоконструкция испытывает вибрационные нагрузки,
• со временем крепеж из черных металлов начинает ржаветь, что снижает его надежность и усложняет разборку,
• процесс монтажа на болтах занимает больше времени, чем сварка.

Выбор конкретного способа соединения швеллера, как и его типоразмера, зависит исключительно от вида производимых работ и предназначения конструкции с обязательным соответствием регламентирующим документам.

• Выбор профнастила для кровли В одной из предыдущих публикации мы детально рассказали о том, как …ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Сортамент гладкой арматуры и ее применение Сталь…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Правильное крепление профлиста на крышу Профлист, он же профилированный лист или профнастил, в последние го…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Гнутый стальной уголок: ГОСТ, виды, применение Гнутый стальной уголок – не самый популярный, но все же доста…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Расчет веса стального шестигранника Стальной шестигранник – одна из разновидностей сортового прок…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Сталь профнастила и варианты защитных покрытий Профнастил, он же профлист, пользуется достаточно высоким спросом в…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Стальной рифленый лист: стандарты, виды, размеры, вес, использование Рифленый лист – разновидность листового металлопроката, отлич…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Доставка, приемка и правильное хранение арматуры Стальная арматура является незаменимым атрибутом практически любого…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Монтаж профильной трубы: способы и необходимые принадлежности Профильная труба – один из самых удобных вариантов металлоп…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Виды и использование сварной сетки Сварная сетка – это «полотно», сформированное из …ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Виды труб для водопровода. Какие выбрать? Что учесть при монтаже? Широкий ассортимент – палка о двух концах. С одной стороны он…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Соединение швеллеров: способы и методика За счет своей формы, имеющей перпендикулярные ребра жесткости, швел…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Стальная полоса как элемент заземляющего контура С ростом количества разнообразной потребительской электроники в каж…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Сравнение стальной и композитной арматуры С появлением более современных синтетических материалов металлическ…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Особенности использования швеллера при обвязке фундамента Швеллер – это одна из разновидностей фасонного проката, отлич…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Когда и зачем нужно использовать металлические трубы для прокладки кабелей и проводов Трубный прокат имеет достаточно обширное применение, в том числе ис…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Расчет веса вязальной проволоки Расчет веса проволоки, в основном, может потребоваться в двух ситуа…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Проверка качества и герметичности сварного шва труб и конструкций К монтажу металлопроката предъявляются достаточно жесткие требовани…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Что лучше, швеллер или двутавр? Какой прокат прочнее? Двутавр и швеллер можно считать одними из самых популярных разновид…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Технология соединения двутавров Двутавр, он же …ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Характеристики и применение просечно-вытяжного листа Ассортимент производимых металлоизделий, даже без учета типоразмеро…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Инструкция о порядке приемки продукции по количеству П-6 Утверждена постановлением Госарбитража при Совете Министров СССР от…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Сварочные электроды УОНИ: особенности, характеристики, использование Современный рынок предлагает широкий выбор различной продукции для …ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Металлоконструкции Современный индустриальный пейзаж нево…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Коррозия металла Коррозия металла, в простонародье называемая ржавчиной, – это распа…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Метизы на все случаи жизни Строго говоря, термин «метизы» (аббревиатура от «…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Металлопрокат — материалы и технологии Металлопрокат — это строго говоря, тот самый материал который опред…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Профнастил для всех Профнастил…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Технология резки металла лазером …ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Колючая проволока для войны и мира Для современного человека колючая проволока — предмет накрепко ассо…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Рубка металла: от зубила до станка Рубка металла – один из основных способов металлообработки, п…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Спецсталь: состав, изготовление, обработка Новые отрасли промышленности, бурно развившиеся во второй половине …ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Инструкция о порядке приемки продукции по качеству П-7 Утверждена постановлением Госарбитража при Совете Министров СССР от…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Бесшовные трубы — производство и применение …ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Как марка стали бесшовных труб влияет на их применение Использование любой разновидности металлоизделий зависит сразу от н…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Пробивка отверстий в металле: особенности технологии Пробивка отверстий в металле является одним из методов перфорации. …ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Проволока гост 3282-74 Стальная проволока — самое простое и широко известное изделие из м…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Порошковая окраска металлических изделий Окраска для металлических изделий — процедура совершенно необходима…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Что такое сортовой металл, и чем он отличается от других Всю массу выпускаемого производителями металлопроката можно раздели…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Металлическая сетка — виды и производство Металлические сетки — один из наиболее востребованных видов стальны…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Профильная труба – материалы, производство, применение Трубный металлопрокат предназначен не только для создания трубопров…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Зачем нужна стальная двутавровая балка? …ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Катанка и проволока — производство и использование Проволока — один из самых востребованных видов изделий из металла. …ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Типы и марки сварочных электродов Сварка металлов при помощи вольтовой дуги появилась в XIX веке и ст…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Способы цинкования металла Железо и сталь — это материал из которого изготовлен скелет совреме…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Производство и характеристики двутавровой балки …ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Сварные трубы – технология, применение, достоинства ХХI век – это век трубопроводов. Труб для нефте- и газотранспортных…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Сортамент металлопроката: основные виды, определения и ГОСТы Сортамент металлопроката, выпускаемого современной промышленностью …ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
• Швеллер — использование и нагрузка Швеллер — это один из видов фасонного стального проката. В поперечн…ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Преимущества работы с нами Заказ на любой металл будет доставлен в день заказа, если ваш заказ поступил до 12:00 Отсрочка оплаты нашим постоянным клиентам Комплектуем в одну машину весь созданный заказ Сертификаты качества на весь наш металл Даем профессиональную консультацию по выбору Отгрузка металла 24/7 (круглосуточно, без выходных) Выполним, черновую обработку, резку в размер, рубку металла, оцинковку труб, сетки Размотаем рулоны, отмотка Х/К и ОЦ рулонов, продольная и поперечная резка Изготовим, трубные заготовки до 2х метров, пластины, косынки Выполним, нестандартные операции гибки швеллера и другого проката в короткие сроки Широкий ассортимент в наличии на складе Любой вид продукции у нас можно купить от одной штуки Быстрая доставка 7 дней в неделю по всей России Пропуска на въезд в ТТК и Садовое кольцо

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!   Сварка нержавеющей стали и черного металла электродом

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 правильно варить полуавтоматом с углекислотой

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!   Виды контактной сварки

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.

[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.

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.

Сварка швеллеров: способы стыковки, как варить швеллера

Сварка швеллеров: виды и способы, как варить швеллера

Швеллер — это популярный на сегодняшнее время металлопрокат, который используется для строительства всевозможных конструкций.

Для соединения швеллеров чаще всего применяется сварка, поскольку именно она способна обеспечить требуемую надежность металлоконструкции.

Однако, при несоблюдении технологии сварки швеллеров, может произойти её ослабление.

Именно по этой причине к сварке швеллера предъявляются особые требования. В данной статье сайта про ММА сварку mmasvarka.ru будет рассмотрена технология сварки швеллеров, которая включает в себя различные нюансы, например, виды стыковки, алгоритмы осуществления сварочных работ, а также другие нюансы.

Сварка швеллеров: электроды и способы соединения

Соединение швеллеров может быть осуществлено как газовой сваркой, так и электросваркой. Что касается ручной дуговой сварки, то для соединения такого металлопроката как швеллер, следует отдавать предпочтение только качественным и проверенным временем электродам. Одними из таких, являются электроды УОНИ, которые как раз и предназначены для сварки серьезных металлоконструкций.

Когда осуществляется сварка швеллеров электродами УОНИ, следует учитывать такие особенности проведения работ:

• Рекомендуется варить швеллера внахлёст;
• Перед использованием электродов УОНИ, их рекомендуется прокалить перед работой в специальной печи, не менее одного часа при температуре в +250 градусов;
• Варить швеллера без маломальского опыта не рекомендуется;
• Обязательно нужно надлежащим способом подготовить место соединения швеллера, очистить его от грязи и ржавчины;
• Для сварки швеллеров необходимо выдерживать короткую дугу средней мощности, а варить швеллер, лучше всего используя для этих целей сварку на постоянном токе и с обратной последовательностью.

Также следует понимать, что металлоконструкция из швеллеров, сваренная электродами УОНИ не должна подвергаться в процессе эксплуатации температурам ниже сорока градусов.

Способы сварки швеллеров между собой

Рассмотрим самые популярные способы сварки швеллеров между собой. Ну а те начинающие сварщики, кого интересует вопрос, в чем отличие электродов УОНИ от МР-3, могут получить информацию в предыдущей статье на канале. Самыми ходовыми способами соединения швеллеров между собой, являются: сварка встык, с накладками, внутрь, смещённое соединение.

Сварка швеллера встык — данный способ используется преимущественно для конструкций, которые не будут подвергаться чрезмерным нагрузкам в процессе эксплуатации. Способ соединения швеллера встык, предполагает хорошую толщину провара с тыльной или лицевой стороны швеллера.

Сварка швеллера с накладками — для этих целей используется специальная накладка из металла, которая располагается с той же стороны, что и сварочный шов. При этом между двумя швеллерами делается минимальный зазор в 5-8 мм.

Соединение швеллера вовнутрь — прибегают к данному способу соединения швеллеров, как правило, в том случае, если нужно собрать усиленную пустотелую балку. Сварочный шов выполняется согласно ГОСТу, с образованием небольшого зазора или же с разделением кромок.

Смещённое соединение швеллера — наиболее сложный способ, для осуществления которого требуется сразу два электросварщика.

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.

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.

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.

Все накладки лучше тщательно обварить по контуру с использованием всех рекомендаций при выполнении швов внахлест. В ситуациях, когда обварить со всех сторон не получается, необходимо все зазоры заполнить антикоррозионной жидкостью.

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.

Так для низкоуглеродистой стали это расстояние равняется ширине полки (В), а для легированных металлов — двум размерам полок (2В). Для выполнения конструкций средней мощности используют такой вид соединения.

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.

Соединение швеллеров требует определенной последовательности действий и точного плана выполнения монтажа. Важность каждого шва нельзя недооценивать, так как существует большой риск потери всех преимуществ использования швеллеров для прочности конструкций.

Равнопрочный стык швеллеров

Швеллер – востребованный в строительстве вид фасонного проката с поперечным сечением П-образной формы. Для создания конструкций различного назначения применяют сборно-разборные болтовые соединения, неразборные – заклепочные и сварные.

Сварное соединение – надежное и долговечное, но только при точном следовании технологии. Ее нарушение может стать причиной ослабления конструкции, поэтому сварочный процесс и его результаты подлежат постоянному контролю.

Наиболее распространенный способ соединения фасонного проката между собой – электродуговая сварка.

Технологические требования по сварке двух швеллеров встык без накладок

Сварка встык без дополнительного усиления применяется только для неответственных конструкций, если важна скорость и простота процесса. Этапы:

• Подготовка торцов кромок. При толщине стенок до 6 мм скос кромок не требуется, при толщине 6-12 мм он составляет 30°, более 12 мм – скос выполняется под углом 60° с внутренней стороны соединяемых элементов.
• В первую очередь свариваются более толстые элементы – полки.
• Далее соединяются стенки.
• Обваривание – двухстороннее без накладок. В некоторых случаях может провариваться только одна сторона профиля.

Внимание! Зона шва, выполненного встык, на 5-20% слабее, по сравнению с телом профиля, что обязательно учитывают при проектировании.

Как правильно сварить швеллеры встык с использованием накладок?

Если необходимо получить шов, прочность которого не уступает прочности тела профильного проката, используют накладки, толщина которых зависит от толщины стенок заготовки. Один из нормативных документов, регламентирующих качество получаемого соединения, – ГОСТ 15164.

• Торцы заготовок подготавливаются и свариваются друг с другом.
• Шов изнутри зачищают до ровной поверхности.
• Внутри заготовки приваривают стальную полосу той же марки и толщины, что и основной металл. Опытные сварщики советуют приваривать на шов не полосу, а шестиугольник, который обваривается со всех сторон.
• Снаружи также наваривают шестиугольную накладку, но размер ее должен быть больше, по сравнению с внутренней.

Накладки необходимо приварить по полному контуру, иначе в зазоры может попасть влага, вызывающая коррозию стали. При невозможности выполнить это условие в зазоры заливают антикоррозионный состав. Соединяемые элементы должны укладываться в линию без переломов в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Различные способы соединения стальных швеллеров

Швеллер является видом фасонного проката, имеющего поперечное П-образное сечение. Чтобы создать из швеллеров конструкцию, можно воспользоваться различными способами соединения их между собой.

Однако наиболее прочный и долговечный вариант – сварка, нередко электродуговая, иногда – газовая.

Если процесс будет произведен правильный, то на выходе можно получить достаточно прочное соединение, почти ничем не уступающее прочности тела металлопроката.

Сварка швеллера «в коробку»

Данный вариант сварки служит для получения балки с усиленной конструкцией, имеющей полое сечение. В этом случае продольные края 2-ух швеллерного проката необходимо соединить встык. Стыки выполняются или с разделенными кромками, или сохраненным зазором с шириной, зависящей от толщины свариваемой стали.