Сварка балок: Сварка балки – Сварка двутавровой балки

Содержание

Технология сварки балок — В помощь хозяину

Сварные балки

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

Что это такое

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

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

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

Процесс изготовления

Изготовление сварной балки это достаточно сложная процедура, при выполнении которой необходимо учесть большое количество требований, таких как прочность, жесткость, плотность и другие. Однако самой главной характеристикой любой металлической балки является ее плотность, она должна быть максимально высокой. На данный момент ведутся разработки по созданию металлических балок, которые требуют меньший объем металла при одинаковых характеристиках прочности и жесткости.

Технология производства сварных балок очень проста и весьма экономична, в результате чего способна на конкуренцию с балками, изготовленными прокатным методом. Данная технология включает в себя следующие этапы:

  1. В качестве первой операции происходит расчет на прочность и жесткость, проверяются стали, которые идут на изготовление;
  2. Подготовка элементов двутавра, а именно резание металла на полосы, примерная скорость резания металлического листа равна 1 метру в минуту;
  3. Осуществление процесса фрезерования торцов элементов, входящих в конструкцию. Данная операция проводится для того, чтобы каждый свариваемый элемент легко и эффективно скреплялся с другим, образуя прочное и жесткое соединение, обработка торцов осуществляется на специальном торцфрезерном стане;
  4. Далее происходит сборка. Она должна быть очень точной, все детали должны располагаться строго перпендикулярно друг по отношению к другу, а также необходимо соблюдение симметрии стенок. Сборка может осуществляться вручную, если говорить о небольшом производстве, либо же с помощью автоматизированных машин, как это происходит на массовом производстве. В производстве применяется стан для сборки балок модели Z15, который имеет высокую производительность. Сборка в данном агрегате осуществляется в два этапа. Первый представляет собой сборку «Т» -образной балки, а на втором этапе к ней присоединяется дополнительная стенка и получается двутавр.
  5. Затем происходит процесс сварки балки. Технология сварки двутавровой балки может быть различна, поэтому на вопрос: «Как правильно сварить двутавровую балку?» существует много ответов. Сущесвуют приемы наложения швов в разной последовательности. Наиболее частыми способами являются:
    • Сварка балки с наклоненным электродом. Данным методом может быть осуществлена одновременная сварка двух швов, однако швы получаются неглубокими;
    • Метод «лодочки». Если сваривать балку этим способом, то будут обеспечены благоприятные условия для формирования глубокого шва, однако времени этот метод занимает гораздо больше, чем предыдущий;
  6. Сам процесс осуществляется с помощью промышленного сварочного аппарата, который сваривает детали под высоким давлением, существует некоторое количество вариантов агрегатов для исполнения процесса сварки на производстве. Это могут быть сварочные манипуляторы, отличающиеся высокой степенью автоматизации, самоходные трактора для сварки – самый надежный и простой способ, однако его применение в условиях массового производства нежелательно. На малых производствах сборка и сварка балок может осуществляться вручную, из-за чего их продукция зачастую очень дорогая.
  7. 6.После всех вышеописанных процессов происходит корректировка геометрии конструкции. В процессе сварки угол наклона между стенками может измениться, поэтому необходима их правка. Почти готовая металлическая конструкция подается в специальный правочный стан, который похож на прокатный, деталь проходит через систему роликов и на выходе получается готовый товарный продукт.

Дефекты, которые могут возникнуть при сварке

Дефекты в шве и околошовной зоне могут возникать из-за нарушения технологии сварки, несоблюдения правил, небрежности в работе и так далее.Чаще всего дефекты связаны с перекресталлизацией стали, то есть изменения ее структуру под действием высоких температур. Где-то образуются зерна другой фазы стали, которые имеют иные физические свойства. Из-за дефектов может снижаться прочность и жесткость, а также коррозионная устойчивость. Из-за этого эксплуатация такого изделия невозможна. В процессе изготовления все двутавры проверяются на наличие подобных дефектов. Преимущества использования сварных балокПри возведении зданий и сооружений используется большое количество металлоконструкций, в том числе сварныедвутавры. По сравнению с металлопрокатными сварные двутавры имеют большое количество преимуществ:

  • Металлопрокатные имеют ограничение по размеру, когда сварная балка таких ограничений не имеет;
  • Высокое качество получаемого изделия;
  • Отсутствие вредных отходов производства;
  • Металлические конструкции, получаемые методом сварки, изготавливаются из различных марок стали. Например в местах, где напряжение минимально можно использовать углеродистую сталь, а в местах, которые в последствии будут подвержены высоким нагрузкам – наоборот легированную высокопрочную. Благодаря такой технологии цена может быть снижена, когда прокатный стан осуществляет прокат только одной марки стали;
  • Существует также возможность получения сварной балки переменного сечения, благодаря чему могут быть осуществлены любые архитектурные идеи;
  • Также за счет гармоничного и правильного подбора сечения вес может быть снижен примерно на 10 %;
  • Балки могут быть выполнены на заказ с заранее заданной длиной.

Области применения

Сварная двутавровая балка широко используется в строительстве:

  • Различных несущих конструкций, это может быть фундамент, каркас здания и так далее;
  • Межэтажных перекрытий;
  • Эстакад;
  • Мостов
  • Путепроводов;
  • Тоннелей;
  • Виадуков;
  • Жилых зданий;
  • Торговых центров;
  • Складов;
  • Стадионов и так далее.

Таким образом, сварная балка имеет очень огромный диапазон применяемости в нынешнем строительстве, она способна обеспечить нужную прочность и жесткость конструкции.

На данный момент в строительстве применяются следующие виды стальных балок:

  • Для подвесных путей. Такая сварная двутавровая балка отличается от остальных небольшой длиной стенок по отношению к главной стенке. Применяются такие изделия для подвесных путей и горизонтальных перекрытий;
  • Для армирования шахт;
  • Нормальной ширины, когда стенки пропорциональны главной стенке;
  • Для колонн;

Также существует классификация балок в зависимости от точности изготовления, различают:·

  • Высокоточные изделия;
  • Изделия обычной точности;

Возможности

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

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

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

Особенности производства и эксплуатации сварных балок

Если раньше в строительстве использовались балки, элементы которых соединялись между собой многочисленными болтами, штырями и заклепками, что значительно утяжеляло всю конструкцию, то сейчас им на смену пришли прочные и надежные сварные балки, отличающиеся небольшим весом.

Готовые двутавровые балки на складе

Преимущества сварных двутавровых балок

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

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

Использование двутавровых балок при изготовление каркаса здания

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

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

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

Перекрытия по металлическим двутавровым балкам

Технологический процесс производства сварных балок двутаврового сечения

Технология изготовления сварных балок, имеющих двутавровое сечение, состоит из нескольких последовательных процессов, каждый из которых на сегодняшний день уже отлично отработан. Итак, изготовление качественной и надежной сварной балки требуемого сечения состоит из нескольких процедур.

Создание заготовки по чертежу

Для ее изготовления используется оборудование термической резки, на котором листы металла требуемой толщины раскраиваются по заданным размерам. Итогом выполнения такой технологической операции являются штрипсы, имеющие длину и ширину, оговоренные в чертеже. На современных предприятиях для выполнения такой операции используются станки с ЧПУ, на которых раскрой металла может производиться несколькими резаками одновременно.

Для данной операции уже не требуется чертеж и выполняется она на специальном оборудовании (кромкофрезерном станке). Это этап производства необходим для того, чтобы обеспечить лучшую провариваемость стенки балки двутаврового сечения и ее полок.

На этой стадии будущая сварная балка собирается в готовую конструкцию, для чего используются специальные сборочные приспособления, позволяющие увеличить производительность процесса в 2–3 раза по сравнению с ручной сборкой. При осуществлении сборочной операции перед сваркой балки, имеющей двутавровое сечение, важно обеспечить правильное взаимное положение стенки двутавра и его полок (симметричность и взаимная перпендикулярность).

Целесообразнее всего для выполнения этих важных требований использовать специальное сборочное оборудование, оснащенное быстродействующими прижимными элементами. Оно позволяет не только точно позиционировать составные элементы будущего двутавра, но и делать это оперативно и с высокой надежностью. Технология сборки с использованием таких приспособлений состоит из двух основных этапов: сначала собирается только часть балки, составляющая Т-образный профиль, затем собранную конструкцию при помощи приспособления переворачивают на 180 градусов и комплектуют ее второй полкой. На современных предприятиях, как правило, используются сборочные приспособления с гидравлическими прижимными механизмами, что дает возможность сократить время выполнения данного технологического процесса.

На тонкостях данного этапа мы подробнее остановимся в следующем разделе нашей статьи.

Автоматическая сварка элементов двутавровой балки

Производство любых конструкций с использованием сварки предполагает сильный нагрев, что неизбежно приводит к возникновению деформации отдельных составных элементов изделия. Не является исключением и сварная балка, имеющая двутавровое сечение. Как правило, у таких балок после окончания процесса сварки наблюдается эффект «грибовидности», выражающийся в нарушении геометрии полок двутавра. Для того чтобы исправить этот дефект, как раз и необходима операция правки, заключающаяся в прокатывании сварной балки через ролики специального стана. После выполнения такой процедуры получают балку двутаврового сечения, геометрия которой четко соблюдена.

Как выполняется сварка балок двутаврового сечения

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

Сварка балки как этап её изготовления

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

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

Сварочные установки, используемые в производстве балок двутаврового сечения

Кроме того, что при изготовлении сварных балок двутаврового сечения необходимо выполнять сварку между собой их основных конструктивных элементов – полок и стенки, также часто требуется соединять уже готовые балки между собой. В таких случаях балки соединяются методом сварки «встык» и для выполнения такой операции может использоваться следующее оборудование.

Оборудование портального и консольного типа

На таком оборудовании, кроме самой сварочной головки, могут быть смонтированы устройства, обеспечивающие контроль за качеством получаемого шва, подачу и удаление флюса. Большим преимуществом такого оборудования является и то, что сварка с его помощью выполняется под углом в 45 градусов, что гарантирует отличную провариваемость деталей и получение шва с хорошим катетом.

Консольная сварочная установка с ЧПУ

Сварочные манипуляторы позволяют автоматизировать процесс сварки, для их комплектации можно использовать различное навесное оборудование. Например, рабочим органом такого манипулятора может быть автоматическая головка, выполняющая сварку в среде защитных газов или под жидким флюсом. Универсальность сварочных манипуляторов позволяет решать самые разнообразные задачи, связанные с процессом сварки.

Самоходные сварочные тракторы

Наиболее простой тип оборудования, который можно использовать для сварки длинных балок двутаврового сечения. Однако применять сварочные тракторы целесообразно только при изготовлении балок небольшими партиями.

Сварная двутавровая балка – тонкости производства

В настоящее время балка двутавровая сварная прочно вошла в строительную сферу, потеснив стандартные балки, элементы которых скреплялись между собой множеством болтов, штырей и заклепок, утяжелявших конструкцию зданий.

1 Сварная двутавровая балка – выгоды применения

Экономическая выгода от применения сварных двутавров для возведения сооружений и зданий дает возможность строительным предприятиям снижать себестоимость работ, гарантируя при этом уникальную надежность строений. Использование таких балок, как и разных видов швеллеров, обеспечивает оптимальную форму сечений и опор отдельных строительных элементов, снижающих общий вес конструкций из металла.

Каркасы из двутавров характеризуются очень высокой прочностью, как, впрочем, и любые другие элементы зданий – рабочие площадки, эстакады, межэтажные перекрытия и так далее. На данный момент сварные балки без преувеличения незаменимы при строительстве быстровозводимых сооружений, а также в сфере машиностроения. Популярность изделиям добавляет и то, что технология их изготовления весьма экономична. Производить сварные двутавры можно и мелкими партиями, и серийно.

В первом случае применяется малоэффективная, достаточно-таки примитивная оснастка, что ведет к удорожанию себестоимости готовой продукции.

Зато серийное изготовление сварной двутавровой балки на автоматических станах либо на поточных технологических линиях – экономически очень и очень выгодный процесс. Именно о серийном производстве двутавров на поточных производственных линиях, которые обычно оборудуются множеством специальных установок и приспособлений, обеспечивающих непрерывность процесса, мы и поговорим.

2 Производство сварной двутавровой балки

Данный процесс осуществляется в несколько последовательно идущих друг за другом стадий, каждая из которых на сегодняшний день идеально отработана:

  1. Создание заготовки. На агрегатах термической резки из листового металла изготавливаются необходимые по ширине и длине штрипсы. Современные предприятия работают на установках с ЧПУ, что позволяет одновременно производить раскрой стальных листов несколькими резаками. Конкретная скорость роспуска может составлять до 1 метра за 1 минуту – все зависит от того, какой толщины заготовка используется.
  2. Фрезеровка кромок. На кромкофрезерном станке осуществляется обработка кромок. Данная операция необходима для того, чтобы улучшить провар шва между стенкой двутавровой балки и ее полкой. Времени она занимает немного, а вот эффект от фрезеровки сказывается впоследствии, когда делается сборка и сварка двутавровой балки.
  3. Сборка заготовки. Выполняется она на специальных станах, увеличивающих производительность работ в 2–3 раза. Особое внимание при этом специалисты обращают на обеспечение взаимной перпендикулярности и симметрии расположения стенки двутавра и полки. Экономическая и техническая целесообразность применения сборочных станов обусловлена уникальной надежностью и реальным быстродействием механизма, отвечающего за грамотное и точное позиционирование деталей двутавра. Большинство предприятий используют установки с прижимными гидравлическими механизмами, так как закрепление балочных элементов с применением винтов и их последующее освобождение может потребовать немалых затрат времени. С технической точки зрения сборка балки осуществляется в две стадии. Сначала собирается Т-образный профиль, после чего его кантуют на 180 градусов, что дает возможность выполнять непосредственно сборку двутаврового изделия.
  4. Сварка двутавра. Об этом этапе мы подробно расскажем далее.
  5. Правка полок готового изделия. Операция необходима в связи с тем, что в процессе производства балки возникает эффект «грибовидности», вызываемый нагревом металла. Под таким явлением понимают нарушение геометрических форм полок двутавра. Исправить его несложно, достаточно пропустить изделие через специальный стан с большим количеством роликов, которые «подправят» нарушенную геометрию.

3 Сварка балок двутаврового сечения

Вид сборки двутавра определяется конструкцией и характером выбранного способа сварки поясных швов изделий, а также тем, какие приспособления используются. Как правило, поясные длинные швы на сборочных предприятиях сваривают автоматами под флюсом. Сначала изделие собирается из стенки и поясов, являющихся основными его элементами, затем производится скрепление его поясных швов.

После этого монтируются ребра жесткости, и осуществляется непосредственно сварка двутавровой балки (вручную либо с помощью полуавтоматического оборудования). Финальная сборка двутавра выполняется в специальном кондукторе или с применением прихваток и хомутов. В тех случаях, когда изделия изготавливают на автоматизированных линиях, технология сварки двутавровой балки становится менее затратной, причем получаемая продукция отличается идеальной надежностью.

Популярность использования жидкого флюса обусловлена тем, что он значительно улучшает процесс сварки. Нерасплавленный флюс находится под давлением. Это обеспечивает отсутствие явлений разбрасывания и разбрызгивания жидкого металла, что гарантирует беспроблемное образование качественного сварочного шва при высоких (до 4 тысяч Ампер) показателях силы тока.

При сварке открытой дугой из-за разбрызгивания и угара может теряться до 30 процентов металла. Если же выполняется сварка двутавровых балок встык под флюсом, потери составляют от силы два процента, а иногда и меньше (около 1 %). Кроме того, когда горячий металл остывает под флюсом, улучшается выход газа из-под его слоя за счет более медленного охлаждения расплавленной композиции.

4 Виды сварочных установок для сварки двутавров

Несомненно, наиболее оптимальным является процесс автоматического производства и сварки балок двутаврового сечения. Он гарантирует малые затраты на материалы, требуемые для сварочных работ, снижение числа добавочных операций (не нужно кантовать и позиционировать заготовки) и количества работников, принимающих участие в производственном процессе. Но кроме него сварка двутавровых балок между собой (в стык) может выполняться при помощи такого оборудования:

  • Сварочные манипуляторы. Они имеют высокий уровень автоматизации процесса, вполне рациональную конструкцию, могут дополнительно снабжаться навесным специальным оборудованием. На многих заводах на манипуляторы монтируют сварочные автоматические головки, которые способны работать в атмосфере инертных газов, углекислого газа и под жидким флюсом. Это позволяет предприятиям решать самые разные задачи в области сварки.
  • Сварочные самоходные трактора. Пожалуй, самый простой способ сварки двутавра. Но применять его имеет смысл исключительно для изготовления изделий небольшими партиями, при поточном производстве экономическая целесообразность трактора будет совсем маленькой.
  • Портальные и консольные установки. На них монтируются комплексы слежения за качеством сварного шва, системы подачи флюса, его переработки и удаления с агрегата. Отличный катет и провар шва на подобных установках достигается за счет того, что сварка производится под 45-градусным углом на стапелях.

Использование двутавровых балок и качественной арматуры для фундамента – гарантия строительства прочных и надежных зданий!

Сварка двутавровых балок

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

Область применения

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

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

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

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

Виды металлических сварных балок

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

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

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

Технология производства сварных балок двутаврового сечения

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

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

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

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

Производительность комплексных линий высокая, швы получаются прочные, процент брака невысокий.

Возможные дефекты

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

При сварке стальных листов возможны и другие дефекты:

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

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

Сварка двутавровых балок между собой

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

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

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

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

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

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

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

голоса

Рейтинг статьи

Сварка балок. Изготовление конструкций балочного типа изготовление балок двутаврового сечения

Наиболее широкое применение имеет двутавровый профиль с поясными швами, выполняемыми обычно автоматами под флюсом. Обычно двутавр собирают из трех листовых элементов. При их заготовке, помимо правки, резки и зачистки кромок, часто предусматривают сборочную и сварочную операции для получения листового элемента требуемой длины и ширины. В этом случае к стыковым соединениям предъявляется требование полного и надежного проплавления с хорошим формированием усиления и проплава шва. Поэтому сварка, как правило, производится с двух сторон. Первый слой целесообразно сваривать на флюсовой подушке. В этом случае требования к точности сборки менее жестки, чем при сборке под сварку первого слоя на весу.

Схематически устройство флюсовой подушки показано на рис. 1. Листы 1 укладываются на стеллаж так, чтобы стык располагался над флюсовой подушкой, представляющей гибкий короб 2, закрепленный между балками стенда и заполненный флюсом. Прижимами 3 листы плотно прижимаются к стенду, подачей сжатого воздуха в шланг 4 создается равномерное поджатие флюса по всей длине стыка. Часто используют флюсомагнитные подушки, в которых листы к стенду прижимаются магнитами. Для обеспечения высокого качества выполнения сварного шва на всей его рабочей длине применяются заходная и выходная планки.

Сборка балки должна быть достаточно точной; особое внимание уделяется симметрии расположения и взаимной перпендикулярности полки и стенки (рис. 1). Сборка на стеллаже с помощью простейших приспособлений является трудоемкой и может применяться только в единичном производстве. Использование приспособлений позволяет повысить производительность сборочных операций на 30—35%.

Рис. 1. Допуски на сборку Н-образного сечения

На рис. 2 показан кондуктор с винтовыми прижимами для сборки двутавровых балок. Основание выполнено в виде жесткой сварной рамной конструкции, состоящей из продольных и поперечных балок 1 и 3. Упоры 8 и прижимы 2 установлены на поперечных балках, продольные балки заделаны в фундамент. Подача длинных и гибких элементов балки в кондуктор осуществляется мостовым краном сверху с помощью жесткой траверсы со специальными захватами. Вертикальная стенка укладывается на продольные швеллеры 5 и 7, после чего устанавливаются полки, и детали плотно прижимаютсядруг к другу винтами 4. Прихватки обычно становятся только с одной стороны сверху, их размеры и расположение должны обеспечить жесткость и прочность балки при извлечении из приспособления краном и переносе к месту сварки.

Рис. 2. Кондуктор для сборки двутавровых балок

Для обеспечения прямолинейности собираемого двутавра верхние полки поперечных балок приспособления располагаются в одной плоскости, а упоры 5 выставляются по прямой линии. Симметрия расположения стенки относительно полок обеспечивается настройкой поддерживающих винтов 9. Настройку на определенный типоразмер Н можно выполнять перестановкой прижимов 2, а также швеллера 5 за счет проставки 6. Для этого в поперечных балках кондуктора следует предусмотреть ряд отверстий под болты крепления прижимов 2 и гаек 10.

Эффект использования сборочного приспособления существенно зависит от быстрого действия и надежности механизма зажатия элементов. Закрепление и освобождение элементов балки по всей длине с помощью винтов занимает много времени. Значительно производительнее и удобнее в работе приспособления, оснащенные пневматическими зажимами с питанием от заводской сети сжатого воздуха. В этом случае зажатие и освобождение балки осуществляется переключением крана подачи воздуха. Обеспечение взаимной перпендикулярности полки и стенки при сборке требует поступательного перемещения зажимающего элемента. Это можно осуществить либо путем жесткого крепления прижимов на штоках цилиндров, либо прямолинейными направляющими прижимов с шарнирным креплением последних к штокам цилиндров (рис. 3).

Рис. 3. Сборочный кондуктор с пневматическими прижимами:  1 — пневматические цилиндры; 2 — переносная траверса; 3 — неподвижный упор; 4 — направляющие подвижного упора

Помимо рассмотренных кондукторов, предусматривающих зажатие собираемых элементов по всей длине, используют установки с самоходным порталом. На жесткой раме 1 смонтированы две продольные балки 5 и 6, из которых одна (балка 5) закреплена неподвижно, а другая (балка 6) может двигаться поперек рамы. Настройка такой установки на определенную высоту собираемой балки осуществляется перемещением продольной балки 6 с помощью винтов 10, приводимых во вращение электродвигателем 2 через редукторы 3 и 8 и вал 4. Сборочный портал состоит из ригеля 20 и ног 15 и 24 и имеет два, неподвижных пневматических прижима 21 и 25 и два подвижных прижима 17 и 19, установленных на тележках 16 и 18, закрепляемых винтами. Перемещение портала по рельсам 7 осуществляется с помощью приводных скатов 13 от двигателя 22 через редуктор 23 и цепную передачу. Захваты 26 предотвращают подъем портала при включении вертикальных прижимов. Элемент стенки укладывается на балки 5 и 6, полки — на поддерживающие винты 11, их установке помогают стойки 12. Сборщик усаживается на сиденье 14 и подводит портал к месту начала сборки (обычно это середина балки). Вертикальными прижимами лист стенки прижимается к раме установки, горизонтальными прижимами к стенке прижимаются пояса и в собранном сечении ставятся прихватки. Затем прижимы выключаются, портал перемещается вдоль балки на 500—700 мм и операция повторяется. После окончания сборки портал отводят в крайнее положение и пневматическими толкателями 9 поднимают собранную балку над рамой установки.

Рис. 4 Установка для сборки балок Н-образного сечения с самоходным порталом

Наличие или отсутствие ребер жесткости определяется размерами двутавровой балки и характером ее нагружения. Обычно вертикальные ребра жесткости устанавливаются и привариваются после сварки поясных швов.

В тех случаях, когда балка имеет большую высоту (например, при сборке элементов мостовых пролетных строений), ее стенка может составляться по ширине из нескольких продольных листов 1. Эти листы или сваривают встык, или с помощью горизонтальных ребер жесткости 2 угловыми швами втавр. Для сборки таких балок также может использоваться установка со сборочной скобой, но с большим количеством вертикальных прижимов 3 (рис. 5).

Рис. 5. Самоходный портал для сборки балок больших размеров

обычно автоматами под слоем флюса. Приемы и последовательность наложения швов могут быть различными. Приемы сварки наклоненным электродом (рис. 6, а, б) позволяют одновременно сваривать два шва, однако имеется опасность возникновения подреза стенки или полки.

Рис. 6. Способы укладки швов

На рис. 7 показан центровой кантователь. Предварительно собранная на прихватках балка 2 закрепляется зажимами в задней 1 и передней 3 бабках и с помощью червячной передачи 4 устанавливается в требуемое положение. Наличие подвижной задней опоры позволяет сваривать в таком кантователе балки различной длины.

Рис. 7. Центровой кантователь для сварки двутавровых балок

В том случае, если длина балки велика и необходимо предотвратить ее прогиб, можно между опорами расположить опорные разъемные кольца. На рис. 8 показан универсальный кантователь такого типа с подвижными опорами.

Рис. 8. Универсальный кантователь:  1 — подвижные опоры; 2 — зажимы; 3 — поворотное кольцо; 4 — приводной механизм; 5 — консольный кран

Для сварки балок малой жесткости можно использовать кантователь с жесткой рамой 1, опирающейся на две неподвижные опоры 2 с помощью цапф 3 (рис. 9). Весьма прост цепной кантователь (рис. 10). Он состоит из нескольких фасонных рам 5, на каждой из которых смонтированы две цепные звездочки (холостая 1 и ведущая 4) и холостой блок 6. Свариваемая балка 3 укладывается на провисающую цепь 2. Ведущие звездочки имеют общий приводной вал и обеспечивают поворот балки в требуемое положение. Следует иметь в виду, что такой кантователь не обеспечивает жёсткого и неизменного положения свариваемой конструкции, и поэтому во избежание смещения сварочной дуги с кромок детали сварку целесообразно производить сварочной головкой, перемещающейся непосредственно по балке. В некоторых случаях для сварки балок удобны кантователи на кольцах (рис. 11). Собранная балка укладывается на нижнюю часть кольца 1, откидная часть 2 замыкается с помощью откидных болтов 3, и балка закрепляется системой зажимов 4.

Рис. 9. Схема кантователя с жесткой рамой

Рис. 10. Цепной кантователь

Рис. 11. Кантователь с кольцами

Рассмотренные сборочные и сварочные приспособления, хотя и повышают производительность труда, по сравнению со сборкой я сваркой на стеллаже, однако вспомогательное время (на установку элементов, их закрепление, прихватку, освобождение от закрепления, извлечение из сборочного приспособления, перенос в приспособление сварочное, закрепление и поворот в положение, удобное для сварки, снятие готового изделия) остается весьма значительным.

Сварные двутавровые профили широко используют в строительстве и машиностроении, тавровые профили — в судостроении. При изготовлении их мелкими партиями заводы вынуждены использовать примитивную малопроизводительную оснастку, и такие профили обходятся сравнительно дорого. Серийное производство сварных профилей в поточных линиях позволяет поднять производительность труда и снизить стоимость балок. Такие поточные линии могут оснащаться либо автоматизированными установками непрерывного действия, либо рядом специализированных приспособлений и установок, последовательна выполняющих отдельные операции при условии комплексной механизации всего технологического процесса.

Примером установки первого типа может служить станок для сборки и сварки тавровых балок (рис. 12), принципиальная схема которого показана на рис. 13. Взаимное центрирование заготовок, перемещение со сварочной скоростью и автоматическая сварка под флюсом обоих швов осуществляются одновременно. Устройство для прижатия стенки тавра к поясу состоит из пневматического цилиндра и нажимного ролика 3. Центрирование элементов тавра производится четырьмя парами роликов; из них две пары 1 направляют пояс вдоль оси станины, а две другие пары 2 удерживают стенку вертикально и обеспечивают ее установку на середину пояса. Каждая пара имеет устройство для регулирования расстояния между ними в зависимости от ширины пояса и толщины стенки. Движение свариваемого элемента осуществляется приводным опорным роликом 4. Плавное изменение скорости подачи обеспечивается вариатором. На этой установке могут свариваться прямые и криволинейные балки таврового сечения высотой от 60 до 600 мм. Концы балки поддерживаются роликами опорных тележек 5.

Рис. 12. Сборка и сварка тавровых балок на станке

Рис. 13. Принципиальная схема станка для сварки балок таврового профиля

При повторном пропуске через установку может привариваться второй пояс для образования двутавровых балок высотой 300—500 мм.

По такому же принципу работают установки типа Pullmax, выпущенные за рубежом для изготовления сварных балок таврового, двутаврового и коробчатого сечений с высотой стенки 150—1500 мм и шириной полок 50—500 мм. Установка Pullmax состоит из рольганга питателя, оборудованного гидравлическими зажимами, сварочного стенда с двумя или четырьмя головками для сварки под флюсом и соответственного количества источников постоянного тока на 900 а каждый. Листовые заготовки требуемого размера закладываются, фиксируются и свариваются, проходя машину со скоростью до 100 м/ч. Установка обслуживается одним инженером и двумя подсобными рабочими.

Для дальнейшего развития установок непрерывного действия большое значение приобретает применение сварки током высокой частоты (450 000 гц). Так, за рубежом уже используют установки для сварки тавровых, двутавровых и Н-образных профилей из свернутых в рулон лент или полос. Имеющееся оборудование позволяет изготовлять двутавровые балки с максимальной высотой стенки 457 мм. Подача полос из трех рулонов осуществляется таким образом, что полки подходят к кромке стенки под некоторым углом (рис. 14). Две пары скользящих контактов обеспечивают протекание сварочного тока вдоль поверхности стыкуемых элементов и через место их контакта под обжимными роликами. Разогрев полки происходит на малую глубину, и поэтому степень осадки невелика. В случае необходимости для полок может использоваться профилированная лента, имеющая в середине выступ для сварки со стенкой. Скорость сварки достигает 60 м/мин. Процесс экономичен и успешно конкурирует с изготовлением балок прокаткой. Примером поточной линии второго типа является производство сварных двутавровых широкополочных балок на заводе им. Бабушкина. Как показано на схеме (рис. 15), поточная линия делится на пять участков.

Рис. 14. Схема непрерывного процесса изготовления балки из трех полос с помощью сварки

Со склада металла листы стенки подаются мостовым краном на рольганг 1. В случае, если стенка двутавра составляется из двух листов, то на рольганге 1 производится обрезка торцов кислородной резкой полуавтоматом и автоматическая сварка стыка стенки на флюсомагнитной подушке. Сваренные листы рычажным кантователем 2 кантуются на рольганг 3, где стык стенки проваривается с противоположной стороны. После правки в листоправильных вальцах 4 лист стенки с помощью магнитных манипуляторов 6, рольганга 5 и специальных направляющих тележек проходит дисковые и кромкокрошительные ножницы 7, обеспечивающие проектный размер высоты стенки, подвергается очистке кромок под сварку и подается в питатель 11.

Для полок используются полосы универсальной стали, продольные кромки которых обработке не подвергаются. Листы, имеющие длину, равную длине свариваемой балки, мостовым краном укладываются на рольганг 8, затем подаются в листоправильную машину 9 для правки плоскости и саблевидности. На рольганге 10 листы подвергаются зачистке средней части полки под сварку и мостовым электромагнитным краном переносятся в питатель 11. В питателе полки двутавра устанавливаются вертикально и вместе с горизонтально расположенной стенкой подаются на специальный сборочный стан 12.

Все операции в этом стане механизированы. Особенностью его является возможность сборки двутавров с предварительным натяжением стенки для предотвращения коробления ее от сварки. Пояса двутавра со стенкой соединяются непрерывными сборочными швами малого размера. Это позволяет осуществлять сборку с увеличенными зазорами без опасения появления прожогов и способствует удержанию стенки в растянутом состоянии в большей степени, чем при использовании прихваток. Два сборочных ниточных шва у обоих поясов накладываются одновременно в положении «в угол» четырьмя однодуговыми автоматами при скорости сварки до 144 м/ч.

Из сборочного стана собранный двутавр поступает на рольганг 13, где производится отбивка шлака и приварка выводных планок в виде тавриков 1 (рис. 15, а). Затем электромагнитным кантователем 14 (см. рис. 15) балка кантуется на 180° и поступает на участок сварки поясных швов, где они выполняются последовательно на четырех рабочих местах 15. Передвижение балки с одного рабочего места на другое полностью механизировано с помощью продольных 13 и подъемных поперечных рольгангов 16 и кантователей 14. Перед сваркой на каждом рабочем месте двутавровая балка устанавливается в положение «в лодочку» и сваривается трехдуговым автоматом под флюсом со скоростью 90-120 м/ч. Основные швы по своим размерам значительно превосходят сборочные швы, и поэтому последние полностью перевариваются. Процессы зажигания дуг, заварки кратера и отключения дуг автоматизированы, и это позволяет обходиться выводными планками длиной всего 150-200 мм

Рис. 15. Выводные планки при сварке угловых швов (а)

Сварная двутавровая балка: изготовление, сварка между собой

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

Область применения

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

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

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

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

Виды металлических сварных балок

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

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

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

Технология производства сварных балок двутаврового сечения

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

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

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

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

Технология изготовления двутавровых балок

Производительность комплексных линий высокая, швы получаются прочные, процент брака невысокий.

Возможные дефекты

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

При сварке стальных листов возможны и другие дефекты:

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

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

Сварка двутавровых балок между собой

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

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

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

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

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

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

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

Изготовление сварных балок



Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!


Наиболее широкое применение имеют двутавровые балки с поясными швами, соединяющими стенку с полками. Обычно такие балки собирают из трех листовых элементов. При сборке нужно обеспечить симметрию и взаимную перпендикулярность полок и стенки (рис. 14.1), прижатие их друг к другу и последующее закрепление прихватками. Для этой цели используют сборочные кондукторы (рис. 14.2) с соответствующим расположением баз и прижимов по всей длине балки. На установках с самоходным порталом (рис. 14.3) зажатие и прихватку осуществляют последовательно от сечения к сечению. Для этого портал 1 подводят к месту начала сборки (обычно это середина балки) и включают вертикальные 2 и горизонтальные 3  пневмоприжимы. Они прижимают стенку балки 4 к стеллажу, а пояса 5 — к стенке. В собранном сечении ставят прихватки. Затем прижимы выключают, портал перемещают вдоль балки на шаг прихватки и операция повторяется. Вертикальные прижимы 2 позволяют собирать балки значительной высоты Н, не опасаясь потери устойчивости стенки от усилии горизонтальных прижимов. Если балка имеет весьма большую высоту, например элементы мостовых пролетных строений, ее стенку изготовляют из нескольких продольных листов. Для сборки таких балок также может использоваться установка со сборочным порталом, но с большим числом вертикальных прижимов.


При изготовлении двутавровых балок поясные швы обычно сваривают автоматами под слоем флюса. Приемы и последовательность наложения швов могут быть различными. Наклоненным электродом (рис. 14.4,а,б) одновременно сваривают два шва, однако может возникнуть подрез стенки или полки. Выполнение швов «в лодочку» (рис. 14.4,в) обеспечивает более благоприятные условия их формирования и проплавления, зато приходится поворачивать изделие после сварки каждого шва. Для поворота используют позиционеры-кантователи. В центровом кантователе (рис. 14.5,а) предварительно собранная на прихватках балка 2 закрепляется зажимами в задней 1 и передней 3 бабках и с помощью червячном передачи 4 устанавливается в требуемое положение. Подвижная задняя опора позволяет сваривать в таком кантователе балки различной длины. Цепной       кантователь (рис. 14.5,б) состоит из нескольких фасонных рам 5, на которых смонтировано по две звездочки (холостая 1 и ведущая 4) и блоку 6. Свариваемую балку 3 кладут на провисающую цепь 2. Вращением ведущих звездочек балка поворачивается в требуемое положение. Следует иметь в виду, что такой кантователь не обеспечивает жесткого положения свариваемой конструкции, поэтому сварку целесообразно производить сварочной головкой, перемещающейся непосредственно по балке. В некоторых случаях применяют кантователи на кольцах (рис. 14.5,в). Собранная балка укладывается на нижнюю часть кольца 1, откидная    часть 2 замыкается с помощью болтов 3, и балка закрепляется системой зажимов 4.


При раздельной сборке и сварке двутавра в универсальных приспособлениях доля ручного труда на вспомогательных и транспортных операциях (установка элементов, их закрепление, прихватка, освобождение от закрепления, извлечение из сборочного приспособления, перенос в сварочное приспособление, закрепление и поворот в удобное для сварки положение,    снятие готового изделия оказывается значительной. Использование поточных линий, оснащенных специализированным оборудованием и транспортирующими устройствами, существенно сокращает эти потери. Поточные линии сварки балок таврового или двутаврового сечения могут оснащаться либо рядом специализированных приспособлений и установок, последовательно выполняющих отдельные операции при условии комплексной механизации всего технологического процесса, либо автоматизированными установками непрерывного действия.

Примером поточной линии первого типа может служить линия по производству сварных двутавровых балок на заводе им. Бабушкина в Днепропетровске. На рис. 14.6 показано расположение участков обработки стенок и полок, где римскими цифрами обозначены позиции выполнения отдельных операций.


На рольганг участка заготовки стенок листы подают мостовым краном. Если стенку двутавра приходится собирать из двух листов по длине, то на позиции I стыкуемые кромки проходят обрезку. Для этого оператор, управляя приводом рольганга, располагает листы 1 и 2 по обе стороны от упора 3, выдвигаемого над поверхностью рольганга снизу  пневмо-цилиндром (рис. 14.7,а).


Затем шлеперное устройство 4 сдвигает оба листа до упоров 5; упор 3 убирается ниже поверхности рольганга н самоходная тележка с двумя резаками, перемещаясь по направляющим 6, одновременно обрезает кромки листов 1 и 2. На позиции II (см. рис. 14.6) рольгангом листы устанавливают стыкуемыми кромками по оси флюсовой подушки, зажимают и сваривают автоматом под флюсом. На позицию III сваренную заготовку 1 подают рольгангом до упора 2 (рис. 14.7,б) и резаком по направляющей 3 обрезают по размеру L. На позиции IV (см. рис. 14.6) заготовку стенки кантователем передают на параллельный рольганг с поворотом на 180°, где на позиции V укладывают стыковой шов  с  другой стороны,  а  на  позиции   VI осуществляют  правку  волнистости в многовалковой правильной машине. На позиции VII ножницы с двумя парами дисковых ножей обрезают продольные кромки по размеру высоты стенки. Подъемные столы 5 (рис. 14.7,в) с поперечным перемещением от ходовых винтов 6 приподнимают заготовку стенка над роликами рольганга 1, ориентируют ее  и  устанавливают по оси  симметрии ножниц.  Прямолинейность обрезаемых кромок обеспечивается тем, что задний конец заготовки захватывается пневмозажимом 2, скользящим по направляющей 3. Такой же пневмо-зажим 4 захватывает передний конец стенки на выходе из ножниц. Затем на позиции VIII (см. рис. 14.6) обрезанные кромки проходят очистку под сварку вращающимися щетками н готовая стенка рольгангом подается на позицию XII в питатель сборочного участка.

Для полок используют стальные полосы, продольные кромки которых обработки не требуют. Полосы, имеющие длину, равную длине свариваемой балки, укладывают краном на рольганг IX и подают в много. валковую правильную машину X для правки волнистости и саблевидности. Затем на рольганге XI средняя часть полосы защищается под сварку и готовые полки в горизонтальном положении с помощью магнитных захватов, подвешенных к траверсе крана, подают в питатель сборочного стана XII.

На сборочном участке последовательно расположены питатель и сборочный стан. Питатель принимает элементы в горизонтальном положении (рис. 14.8,а), поворачивает полки на 90° и подает все три элемента в сборочный стан. Опорными базами питателя служат ролики. Поворотом роликов 2 (рис. 14.8,б) полки переводятся в проектное положение с опорой их кромок на ролики 3. Выдача всех трех элементов из питателя осуществляется приводом опорных роликов 1 и 3.


Общая компоновка узлов питателя показана на рис. 14.9. Два жестких суппорта 4 несут правую и левую группы опорных и приводных роликов. Их перемещением по направляющим 2 станины 1 (сближение или раздвижка) осуществляют наладку питателя по высоте собираемой балки. Перемещение суппортов производится оператором с пульта управления включением электродвигателя 5, который приводит в движение ходовые винты 3. Схема привода опорных роликов предусматривает возможность настройки питателя на заданную ширину полки.


В сборочном стане элементы балки принимаются системой роликов, расположенных, как в питателе (рис. 14.10,а). Движение осуществляется вращением первой пары прижимных роликов 2. Положение элементов при сборке задается системой опорных баз и прижимов. При опускании роликов 1 (рис.   14.10,б)    стенка    балки   6  ложится на магнитный стол 4, притяжение которого фиксирует ее положение и устраняет волнистость. Подъемники 5 приподнимают полки над роликами 3, располагая их симметрично относительно стенки. Сборка завершается зажатием элементов по всей длине гидроцилиндрами прижимных роликов 2 и постановкой прихваток. После выключения магнитного стола и отхода прижимных роликов 2 ролики 1 приподнимают балку и она выдается из стана включением нажатия и вращения крайней пары роликов 2 {рис. 14.10,в).


Из сборочного стана двутавр поступает на рольганг сварочного участка, где к нему приваривают выводные планки в виде тавриков. Так как в этой поточной линии поясные швы выполняют в положении «в лодочку» и первый из них укладывают со стороны, где нет прихваток, то на сварочном участке балку приходится последовательно устанавливать в положения, показанные римскими цифрами на рис. 14.11. Кантователь 11 (рис. 14.12) перекладывает балку с рольганга 10 на рольганг 2 с поворотом на 180°, подавая ее к сварочной установке 1, а затем к сварочной установке 9 до упора 8. Затем швелерным устройством 3 без кантовки балку передают на рольганг 4, откуда кантователем 5 с поворотом на 180° возвращают на рольганг 2 к сварочной установке 7 с последующей подачей к установке 6.


После сварочного участка балка попадает на участок отделки, где последовательно проходит через две машины для правки грибовидности полок (рис. 14.13) и через два торцефрезерных станка.


В рассмотренной поточной линии во время транспортирования заготовок технологические операции не производятся. Примером установки, где транспортирование осуществляется непрерывно и совмещается во времени с выполнением сборочно-сварочной операции, может служить станок СТС-138 для сборки и сварки тавровых балок (рис. 14.14). Взаимное центрирование заготовок, их перемещение и автоматическая сварка под флюсом обоих швов осуществляются одновременно. Устройство для прижатия стенки тавра к поясу состоит из пневматического цилиндра и нажимного ролика 3. Центрирование элементов тавра производится четырьмя парами роликов; из них две пары 1 направляют пояс вдоль оси станины, а две другие пары 2 удерживают стенку вертикально и обеспечивают ее установку на средину пояса. Движение свариваемого элемента осуществляется приводным опорным роликом 4. Для плавного изменения скорости применен вариатор. Концы балки поддерживаются роликами опорных тележек 5.Для высокопроизводительного изготовления сварных балок в непрерывных автоматических линиях большое значение приобретает применение сварки токами высокой частоты, обеспечивающей скорость сварки 10— 60 м/мин, т. е. на порядок выше, чем   при сварке   под  слоем флюса.


Американской фирмой «АМФ—Термантул» выпущены агрегаты для производства сварных двутавров из рулонного    проката или обычных полос и листов. Заготовки для стенки и полос двутавра из рулонной стали подают к сварочному агрегату из трех разматывателей. Гибочное устройство обеспечивает подачу полок в зону сварки под углом 4—7° к кромкам стенки (рис. 14.15). Скользящие контакты 1 и 2 подводят ток к одной из полок и отводят от другой — сварочный ток протекает по поверхности стыкуемых элементов и через место их контактов под обжимаемыми роликами. При приварке полки к кромке стенки (рис. 14.16,а) сварное соединение приобретает неблагоприятную форму. Холодная деформация кромки стенки для увеличения ее толщины с зачисткой соединения после сварки в горячем состоянии позволяет обеспечить плавный переход от стенки к полке  (рис.  14.16,б).


В соответствии с этим в рассматриваемом агрегате кромки перед сваркой с полками проходят предварительную осадку. Жесткие заготовки полок значительной толщины подают не из рулонов, а поштучно из питателей. Эти заготовки проходят сварочную установку, плотно прижатые торцами друг к другу. Разрезку непрерывной стенки выполняют в местах расположения непроваренных стыков полок.

Принципиальным  отличием  отечественной    технологии  производства сварных двутавров является применение высокочастотного индукционного нагрева свариваемых кромок без скользящих контактов. Полки фиксируют относительно стенки за выступ тавра (рис. 14.16,в), а не за наружные кромки. Такая технология отработана на опытно-промышленной установке ВНИИМетмаша и ИЭС им. Е. О. Патона, и для ее реализации строится цех производства сварных двутавров.

Балки коробчатого сечения  сложнее в изготовлении, чем   двутавровые.    Однако   они имеют большую жесткость на кручение и поэтому находят широкое применение в конструкциях крановых мостов. При большой длине таких балок полки и стенки сваривают стыковыми соединениями из нескольких    листовыхэлементов.

Сначала на стеллаж укладывают верхний пояс  (полку), расставляют и приваривают к нему диафрагмы.    Такая последовательность определяется необходимостью создания жесткой основы для дальнейшей установки и обеспечения прямолинейности боковых стенок, а также их симметрии относительно верхнего пояса. После приварки диафрагм устанавливают, прижимают (рис. 14.17,а) и прихватывают боковые стенки. Затем собранный П-образный профиль кантуют и внутренними угловыми швами приваривают стенки к диафрагмам  (рис.  14.17,б).   Сборку заканчивают установкой нижнего пояса. Сварку поясных швов осуществляют после завершения сборки и ведут наклоненным электродом без поворота в положение «в лодочку». Это объясняется тем, что для балки коробчатого сечения подрез у поясного шва менее опасен, чем для двутавра, поскольку в балках коробчатого сечения сосредоточенные силы передаются с пояса на стенку не непосредственно, а главным образом через поперечные диафрагмы.


При изготовлении полноразмерных балок моста крана все основные операции по заготовке листовых элементов и последующей общей сборки и сварки выполняют в механизированных поточных линиях с использованием автоматической сварки под слоем флюса. Узким местом производства таких балок коробчатого сечения является выполнение таврового соединения диафрагм и стенок угловыми швами. Небольшое расстояние между стенками затрудняет автоматическую сварку в горизонтальном положении (рис. 14.17,б), а вручную сварщику приходится выполнять эти швы в крайне неудобном положении. Целесообразно выполнять тавровое соединение в вертикальном положении сразу после сборки (рис. 14.18,а). Это исключает операцию кантовки балки и позволяет выполнять одновременно два угловых шва наклоненным электродом или автоматической сваркой в среде СО2. Предложение заменить   угловые   швы   (рис.  14.18,а)  пробочными проплавными соединениями (рис. 14.18,б) с отбортовкой кромок диафрагм не нашло применения в производстве.


Особенности производства балок коробчатого сечения рассмотрим на примере поточной линии Узловского машиностроительного завода (рис. 14.19). Все заготовительные операции выполняются вне линии, и на склад 11 поступают полностью обработанные заготовки. Портальный   кран   10   с   электромагнитными захватами подает поочередно на рольганг 9 заготовки полок и стенок. В сварочном стенде 8 собирают поперечные стыки элементов балки и приводят автоматическую сварку под флюсом за один проход с обратным формированием шва на медной охлаждаемой подкладке. По мере сварки поперечных стыков элемент балки продвигается по рольгангу на участок рентгеновского контроля 7. Обычно рентгенографическому контролю подвергают все поперечные швы нижнего пояса, испытывающего напряжения растяжения, а швы остальных элементов контролируют выборочно. Готовые элементы мостовым краном с помощью жесткой траверсы снимают со стенда и в вертикальном положении устанавливают в накопители 6. Таким же образом эти элементы подают из накопителей к сборочным стендам. Стенды 1, 2, 3, 5 представляют собой систему козелков, размещенных параллельно друг другу на расстоянии 1,5—2 м. На стенде 5 собирают и сваривают верхний пояс с диафрагмами — «гребенку». «Гребенку» переносят мостовым краном на стенд 3, зачаливая ее эксцентриковыми   захватами   за   диафрагмы   в   нескольких   местах   с   помощью жесткой траверсы. Центральные козелки стенда 3 имеют регулировку по высоте. Это позволяет задавать верхнему поясу прогиб, равный строительному подъему, если он необходим для компенсации прогиба балки при работе конструкции под нагрузкой. При сборке этот предварительный прогиб пояса закрепляется боковыми стенками, что необходимо иметь в виду при проектировании их раскроя. Сборка осуществляется с помощью портальной самоходной установки 4. Для сварки диафрагмы со стенками используют портальную установку 12, несущую четыре головки для одновременного выполнения четырех вертикальных угловых швов в среде CO2.


Сборка балки завершается на стенде 2, куда без кантовки передается мостовым крапом собранная на стенде 3 балка открытого     сечения.     Перед     постановкой нижнего пояса выправляют искривления верхних кромок соковых стенок, полученные во время приварки диафрагм. Для этого расположенные на тележках 14 гидродомкраты подводят к концам балки и, нажимая на верхний пояс, выгибают балку до полной выборки строительного подъема. Кромки вертикальных стенок оказываются растянутыми в упругой области. Затем мостовым краном укладывают нижний пояс. С помощью самоходного портала 13, имеющего вертикальные пневмоцилиндры, пояс прижимают к балке и закрепляют прихватками. После освобождения балки строительный подъем восстанавливается. Далее балку передают на стенд 1 для сварки поясных швов наклоненным электродом. Вдоль стенда 1 по рельсам перемещаются два сварочных автомата 15. выполняющие под флюсом одновременно два поясных шва. Автоматы снабжены выносными сварочными головками, закрепленными шарнирно. В процессе сварки пружины постоянно поджимают, головку к балке, а копирующий ролик направляет электрод для укладки поясного шва. После кантовки балки таким же образом выполняют вторую пару швов.

Сварные элементы коробчатого сечения нашли применение в качестве стержней ферм железнодорожных мостов. В отличие от балок у них нет диафрагм, поэтому в серийном производстве используют специальные сборочные кондукторы, фиксирующие детали по наружному контуру. Кроме того, для предотвращения винтообразного искривления этих элементов сварку осуществляют наложением одновременно двух симметрично расположенных в одной плоскости угловых швов наклоненными электродами. Для этого используют двухдуговые тракторы типа ТС-2ДУ.

Схема сборочного кондуктора показана на рис. 14.20. На раме1с помощью ходовых винтов 2 передвигаются упоры 3 пневмоприжимами 4. Ход прижима 4 обеспечивает закрепление стенки 5 высотой 450—800 мм. Нижний лист 6 коробчатого элемента имеет равномерно расположенные вдоль продольной оси овальные отверстия, позволяющие производить окраску внутренней поверхности, использовать подставку 7 для фиксации листов.

Последовательность операций показана на рис. 14.21. После установки нижнего (рис. 14,21,а) и двух боковых листов через отверстие в нижнем листе выдвигают подставку и поворачивают ее на 90° (рис. 14.21,б). Подставка имеет разжимные кулачки, с помощью которых боковые листы прижимают к опорным стойкам, фиксируя заданный габаритный размер. Лапы кондуктора прижимают боковые листы к основанию. Затем трактором наклоненными электродами выполняют первую пару внутренних швов, причем   по   мере   движения трактора выдвижные подставки автоматически убираются в корпус приспособления (рис. 14.21,в). После этого упоры с прижимами раздвигают, подставки поднимают на уровень нижней кромки второго горизонтального листа, раздвигая для удобства сборки верхние кромки вертикальных листов (рис. 14.21,г). Устанавливают верхний лист (рис. 14.21,д), возвращают упорные стойки с прижимами и двухдуговым трактором заваривают наружную пару швов (рис. 14.21,е). Сварку остальных швов выполняют вне кондуктора двухдуговым трактором (рис. 14.21,ж,з).


Стан для сварки балок ESAB. Beam welding


Видео: ESAB.ru

Технология сварки балки из листового материала

Утверждено
Приказом Госстроя СССР
от 28 ноября 1983 г. N 372/л

На данный момент в строительстве применяются следующие виды стальных балок:

  • Для подвесных путей. Такая сварная двутавровая балка отличается от остальных небольшой длиной стенок по отношению к главной стенке. Применяются такие изделия для подвесных путей и горизонтальных перекрытий;
  • Для армирования шахт;
  • Нормальной ширины, когда стенки пропорциональны главной стенке;
  • Для колонн;

Также существует классификация балок в зависимости от точности изготовления, различают:·

  • Высокоточные изделия;
  • Изделия обычной точности;

Каталог

  • Быстровозводимые здания из металлоконструкций
  • Гибка листового металла
  • Гнутый швеллер
  • Декоративные изделия
  • Закладные детали
  • Зернохранилища
  • Лестницы и ограждения
  • Металлические заборы
  • Металлические колонны
  • Металлические сваи
  • Металлические фермы
  • Металлообработка
  • Мостовые конструкции
  • Несущие строительные конструкции
  • Обечайки
  • Опоры ЛЭП
  • Опоры трубопроводов
  • Прожекторные мачты, молниеотводы
  • Профиль с трапециевидным гофром ГОСТ 9234-74
  • Профильная труба
  • Сварная балка
  • Секторные сварные отводы
  • С — профиль
  • Строительство автосалонов из металлоконструкций
  • Строительные металлоконструкции
  • Строительство ангаров и складов из металлоконструкций
  • Швеллер нержавеющий
  • Шляпный профиль
  • Z — профиль

Балка двутавровая

Балка двутавровая – фасонный сортовой прокат с «Н»-образным сечением, незаменимый при строительных работах. Производство стальных балок осуществляется методом горячей прокатки либо сварки из стали, состав которой нормирован ГОСТ 8239-89. Балка двутавровая классифицируется не только по методу производства (горячекатаная/сварная) по и по ряду других параметров. По типу полок (боковых граней) двутавры бывают равнополочные и неравнополочные. По типу граней: – Б – параллельные грани нормальные, – Ш – широкополочные грани (Ш), – М – монорельсовые, – К – колонные. В маркировке указывается высота балки и вид профиля по ширине полок (индекс после двух цифр). Наибольшую нагрузку выдерживают колонные балки, на чуть меньшие нагрузки рассчитаны широкополочные. Прокатная балка максимально экономична поскольку сейчас можно изготовить балки любой необходимой длины. Балки обычной и повышенной точности выпускаются необходимой длины шагом 50 см от 6 до 18 метров по предварительному заказу.

Производство сварной балки

Наш завод по производству сварных конструкций занимается производством балок самой разной конструкции. Любая сварная балка, которою мы изготавливаем, специально рассчитывается под условия эксплуатации и определенные нагрузки. Мы подберем для клиентов не только форму сварной балки, но подскажем, какой металл выбрать для сварного двутавра. Также, исходя из проектной документации, выберем оптимальное оформление сварной конструкции. Наш завод по производству балки возьмет на себя всю ответственность по изготовлению балок из любого типа металла.

Мы и наше производство обладаем всеми необходимыми производственными и техническими мощностями, которые гарантируют необходимые объемы готовых изделий из металлопроката (сварные конструкции), также их качество и надежность. Наши квалифицированные работники выполняют все виды сварочных работ, четко придерживаются данных из проектной документации. Автоматизированное производство позволяет изготавливать сварные конструкции (балки) самой разной сложности по индивидуальным параметрам.

Особенности стыков балки при сварке.

При сварке балок обычно используют прямой сварной стык, который при дополнительных условиях может выполняться с использованием специальных накладок ромбической формы. Эти накладки используются для тех участков балки, на которые будет приходиться наибольшее напряжение.

Стыки поясов балки обычно выполняются равнопрочными швами. Хотим заметить, что в нижнем поясе они делаются чаще всего косыми, а верхнем – обычно прямыми.

Сварка стыков балки обычно производится определенным типом электродом, например Э42.

Этапы изготовления

  • Создание заготовки. Листовая сталь для сварной балки поступает на агрегаты термической резки, где производится ее раскрой на продольные полосы-штрипсы с заданной длиной и шириной.
  • Фрезеровка кромок. Металлический двутавр обрабатывается на специальном станке. Фрезеровка кромки необходима для того, чтобы обеспечить лучший провар шва при производстве балки.
  • Сборка двутавра. Ее выполняют на специальных станах, обеспечивающих высокую производительность работ. Изготовление сварной балки осуществляется в два этапа: сначала собирают т-образный профиль, затем, после кантования, — н-образный. Для закрепления штрипсов в заданном положении используют гидравлические прижимные механизмы.
  • Сварка двутавра. Процесс ведется на автоматических линиях, под флюсом, что обеспечивает высокое качество шва и прочность готовой сварной балки.
  • Правка. В процессе производства полки двутавра могут несколько изменить форму вследствие термических деформаций. Поэтому после окончания работ он поступает на роликовый стан, на котором производится выравнивание.
  • Очистка. После сварки поверхность двутавра может иметь загрязнения в виде окалины. Поэтому на завершающем этапе сборки сварной балки ее очищают пескоструйной установкой. Возможно нанесение на двутавровые конструкции антикоррозионных грунтовочных составов.

Готовый двутавр проходит визуальный и ультразвуковой контроль качества сварных швов.

Процесс изготовления

Изготовление сварной балки это достаточно сложная процедура, при выполнении которой необходимо учесть большое количество требований, таких как прочность, жесткость, плотность и другие. Однако самой главной характеристикой любой металлической балки является ее плотность, она должна быть максимально высокой. На данный момент ведутся разработки по созданию металлических балок, которые требуют меньший объем металла при одинаковых характеристиках прочности и жесткости.

Технология производства сварных балок очень проста и весьма экономична, в результате чего способна на конкуренцию с балками, изготовленными прокатным методом. Данная технология включает в себя следующие этапы:

  1. В качестве первой операции происходит расчет на прочность и жесткость, проверяются стали, которые идут на изготовление;
  2. Подготовка элементов двутавра, а именно резание металла на полосы, примерная скорость резания металлического листа равна 1 метру в минуту;
  3. Осуществление процесса фрезерования торцов элементов, входящих в конструкцию. Данная операция проводится для того, чтобы каждый свариваемый элемент легко и эффективно скреплялся с другим, образуя прочное и жесткое соединение, обработка торцов осуществляется на специальном торцфрезерном стане;
  4. Далее происходит сборка. Она должна быть очень точной, все детали должны располагаться строго перпендикулярно друг по отношению к другу, а также необходимо соблюдение симметрии стенок. Сборка может осуществляться вручную, если говорить о небольшом производстве, либо же с помощью автоматизированных машин, как это происходит на массовом производстве. В производстве применяется стан для сборки балок модели Z15, который имеет высокую производительность. Сборка в данном агрегате осуществляется в два этапа. Первый представляет собой сборку «Т» -образной балки, а на втором этапе к ней присоединяется дополнительная стенка и получается двутавр.
  5. Затем происходит процесс сварки балки. Технология сварки двутавровой балки может быть различна, поэтому на вопрос: «Как правильно сварить двутавровую балку?» существует много ответов. Сущесвуют приемы наложения швов в разной последовательности. Наиболее частыми способами являются:
      Сварка балки с наклоненным электродом. Данным методом может быть осуществлена одновременная сварка двух швов, однако швы получаются неглубокими;
  6. Метод «лодочки». Если сваривать балку этим способом, то будут обеспечены благоприятные условия для формирования глубокого шва, однако времени этот метод занимает гораздо больше, чем предыдущий;
  7. Сам процесс осуществляется с помощью промышленного сварочного аппарата, который сваривает детали под высоким давлением, существует некоторое количество вариантов агрегатов для исполнения процесса сварки на производстве. Это могут быть сварочные манипуляторы, отличающиеся высокой степенью автоматизации, самоходные трактора для сварки – самый надежный и простой способ, однако его применение в условиях массового производства нежелательно. На малых производствах сборка и сварка балок может осуществляться вручную, из-за чего их продукция зачастую очень дорогая.
  8. всех вышеописанных процессов происходит корректировка геометрии конструкции. В процессе сварки угол наклона между стенками может измениться, поэтому необходима их правка. Почти готовая металлическая конструкция подается в специальный правочный стан, который похож на прокатный, деталь проходит через систему роликов и на выходе получается готовый товарный продукт.

Балка сварная: неограниченные возможности для заказчика

Именно изготовление сварной балки предоставляет неограниченные возможности для индивидуального заказа: к примеру, профиля несимметричных размеров и необычного сечения. И если пожелания заказчика не укладываются в расчет сварной балки стандартного типа, она вполне может быть изготовлена по специальному проекту. Завод сварной балки горячекатаной далеко не всегда может предоставить клиенту такую свободу выбора.

Балка сварная, размеры и характеристики которой описаны в ГОСТах 23118-99 и 26020-83, по назначению, строению и функциям имеет классификацию, схожую с горячекатаной балкой. Она может быть:

— нормальной, — широкополочной или колонной, — с параллельными гранями полок или с их уклоном.

Кроме балок общего назначения выделяют изделия, пригодные только для работ по армированию шахт или для монтажа подвесных путей.

Двутавровая балка – популярная в строительстве опорная конструкция, которая используется при сооруженииколонн, эстакад, перекрытий, каркасов и других конструкций, выдерживающих значительные длительные нагрузки статистического и динамического характера. Составные сварные балки имеют такое же распространение как горячекатаные изделия, но кроме того обладают рядом преимуществ.

Сварной двутавр цена.

По требованию заказчика предоставляется сертификат соответствия и качества на листовой прокат. Цена за тонну рассчитывается по следующей формуле: цена = металл + работа. Так как цены на листовой прокат непостоянны, стоимость тонны зависит от текущих цен на листовой металлопрокат.Стоимость работы за тонну усеченного, перфорированного, биметаллического профиля, с ребрами жесткости или фланцевыми соединениями, определяется индивидуально под заказ, согласно техническому заданию. Под заказ также осуществляется обработка торцов, дробеструйная очистка и грунтование.

Наша компания при работе с клиентами руководствуется принципом индивидуального подхода – на все этапы сделки за вами закрепляется персональный менеджер, и вы можете в любое время получить от него ответы на вопросы, связанные с готовностью и доставкой Вашего заказа. 

Технология производства сварных балок двутаврового сечения

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

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

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

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

Производительность комплексных линий высокая, швы получаются прочные, процент брака невысокий.

Стыковка двутавровых балок

При строительстве многоэтажных зданий промышленного и гражданского назначения с большими пролетами, колоннами, массивными фермами используют двутавровые балки. В процессе монтажа их требуется стыковать друг с другом и другими строительными элементами. Монтажные стыки двутавровых балок, которые должны быть практически равнопрочными с телом металлопроката, выполняются сваркой или с помощью крепежных элементов. На строительной площадке изготавливать их сложнее, чем в заводских условиях, из-за необходимости четкого позиционирования и усиления стыковочных узлов.

Особенности стыкования двутавровых балок

Основной вариант использования фасонного проката с сечением Н-образной формы – в качестве элементов балочных клеток. Соединение балок в таких конструкциях осуществляется в горизонтальной плоскости или опиранием сверху.

В месте опирания для конца двутавра создают опорные ребра жесткости. Они служат для распределения и передачи нагрузки от двутаврового проката – опоре.

Особенности выполнения сварных соединений

Надежным способом создания узлов стыковки балок с двутавровым профилем является сварка. При выполнении сварки встык обязательно проводится контроль качества шва. Чаще всего для повышения надежности узла используют усиливающие накладки.

Один из вариантов удлинения двутавровой балки – приварка профильного проката с двух сторон к прокладке по периметру двутаврового профиля. Разделка кромок не требуется.

Второй способ – соединение двутавровых балок встык с последующей наваркой четырех укрепляющих накладок, подбор формы которых зависит от положения двутавра в пространстве. Накладки приваривают на каждую полку и на каждую сторону стенки.

Этапы производства работ:

  • На кромках двутавра изготавливают скос, обеспечивающий хороший провар шва.
  • Готовят накладки из листовой стали. Укрепляющие элементы прямоугольной формы, привариваемые на полки, должны иметь ширину полок, на стенку – высоту стенки.
  • Накладки укладывают на шов, приваривают их по периметру, прижимая с помощью струбцины. Для удобства проведения работ накладки на стенку делают ромбовидными. Главное требование – накладка должна иметь форму, симметричную относительно продольной оси двутавра.

Сварка двутавровых балок с использованием накладок и прокладок применяется для создания конструкций, не подвергаемых значительным нагрузкам. Это связано с тем, что швы, по которым привариваются эти укрепляющие элементы, являются концентраторами напряжений. Еще одна проблема сварных швов – быстрое старение. Для борьбы с этим негативным явлением применяют грунтовочные составы.

Сварку выполняют при зафиксированном положении балок. Для этого их укладывают на жесткие основания, чаще всего – на специализированные стеллажи-фундаменты.

Особенности выполнения болтовых соединений

Для определения способа, как правильно стыковать элементы конструкции из двутавра, необходимо точно знать особенности эксплуатации объекта. Разъемный вид стыкования двутавровой балкиобычно применяется при монтаже конструкций, которые планируется несколько раз демонтировать и монтировать вновь. Выполняется с использованием накладок, имеет преимущества и недостатки.

Плюсы болтового соединения

  • Относительная простота сборки, которую могут выполнить рабочие с невысоким уровнем квалификации.
  • Отсутствие остаточных напряжений, имеющихся в сварном шве.
  • Более простые мероприятия по проверке качества соединений, по сравнению с проверкой сварного шва.
  • Отсутствие необходимости привлечения к работе квалифицированных сварщиков.
  • Стойкость к ударным и вибрационным нагрузкам. Однако в сложных эксплуатационных условиях может потребоваться периодическая подтяжка крепежа.

Недостатки этого метода – более высокая (по сравнению со сваркой) трудоемкость и металлоемкость из-за необходимости использовать дополнительные усиливающие элементы, постепенное коррозионное разрушение крепежа, изготовленного из «черных» сталей.

Комбинированное стыкование двутавровых балок

Для создания крупногабаритных пролетов применяют способ комбинированного соединения двутавров, сочетающий стыкование на болтах и сварку. Порядок проведения работ:

  • соединение балок с помощью накладок и резьбового крепежа из высокопрочной стали;
  • сварка поясов;
  • закрытие технологических окон с помощью накладок и прокладок.

Стыковка двутавровых балок, 5.0 из 5 — всего : 4

Расчет и изготовление сварного двутавра

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

На одно только проектирование и планирование двутавровых металлических сварных балок уходит очень много времени. А поэтому мы рекомендуем вам ориентироваться на габариты и предназначения готовой продукции от производителей.

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

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

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

Вот параметры стальных сварных двутавров для изготовления таких балок:

Как самостоятельно сварить балку?

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

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

Как избежать деформации?

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

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

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

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

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

ОСНОВНЫЕ БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

M – момент, изгибающий момент;

N – продольная сила;

I_fx, I_fy- момент инерции расчетного сечения по металлу шва относительно его главных осей;

I_zx, I_zy- моменты инерции расчетного сечения по металлу границы сплавления относительно его главных осей;

R_u – расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению;

R_un – временное сопротивление стали разрыву, принимаемое равным минимальному значению _т по государственным стандартам и техническим условиям на сталь;

R_wf – расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва;

R_wu – расчетное сопротивление стыкового сварного соединения сжатию, растяжению, изгибу по временному сопротивлению;

R_wun – нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению;

R_ws – расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сдвигу;

R_wy – расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу по пределу текучести;

R_wz – расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу границы сплавления;

R_y – расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести;

R_yn – предел текучести стали, принимаемый равным значению предела текучести (_т) по государственным стандартам и техническим условиям на сталь;

W_f, W_z – моменты сопротивления расчетных сечений соответственно по металлу шва и по металлу границы сплавления;

K_f – катет углового шва;

l_w – длина сварного шва;

t – толщина;

_f, _z – коэффициенты для расчета углового шва соответственно по металлу и по металлу границы сплавления;

_c – коэффициент условий работы;

_m – коэффициент надежности по материалу;

_u – коэффициент надежности в расчетах по временному сопротивлению;

_wf , _wz – коэффициенты условий работы соответственно металла шва и металла границы сплавления;

wm – коэффициент надежности по материалу шва;

_zm – коэффициент надежности по материалу границы сплавления.

Сварка двутавровых балок между собой

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

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

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

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

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

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

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

Возможности

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

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

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

Сварная балка – изделие высококачественного сортового металлопроката, которое имеет Т-образную форму, изготавливается методом холодного и горячего изгиба, соответствует ГОСТ 26020-83 и используется для укрепление несущих метало- и бетонных конструкций.

Заключение

Двутавровые балки, сваренные с соблюдением всех норм строительства, станут хорошей заменой обычным перекрытиям между этажами. Без учета большого числа особенностей и нужных расчётов крыша, основанная на неправильных балках, точно долго не проживет.

Покупать двутавры лучше у проверенных поставщиков или производителей. Если их качество покажется вам сомнительным, вы будете вправе вернуть или заменить их. А крупные заводы всегда имеют сертификаты, подтверждающие, что их изделия соответствуют нормам ГОСТов.

Варить балки на стройке не стоит, если у вас недостаточно опыта. Лучше закажите их в строительном магазине или найдите надёжного рабочего для этой задачи.

Источник

Объяснение процесса электронно-лучевой сварки

Электронно-лучевая сварка (EBW) — это один из нескольких методов, используемых для сварки металлических компонентов. Он отличается от других процессов несколькими важными моментами, которые будут объяснены в этой статье. EBW обладает уникальными возможностями для сварки разнородных металлов, сложных или криволинейных компонентов и прецизионных деталей.

Преимущества

Основные преимущества электронно-лучевой сварки:

  • Высокая прочность сварного шва
  • Быстрое время цикла
  • Практически нет искажений
  • Стабильное качество сварки
  • Небольшая зона нагрева с очень небольшим рассеиванием тепла
  • Переменная глубина шва
  • Прецизионное ЧПУ

Клиенты сообщают о достоверно хороших результатах использования ЭЛС в широком диапазоне проектов.Однако успех сварки зависит не только от самого метода, но и от конструкции, подготовки поверхности и применимости к конкретному проекту. Это важное решение, поэтому стоит кратко рассмотреть, как работает электросварка, требования к успеху и чем этот процесс отличается от обычных альтернатив.

Как работает электросварка

Сварка электронно-лучевым электродом представляет собой высокоскоростной пучок электронов в сварном соединении – обычно в вакуумной камере.

Электронный луч генерируется электронной пушкой: представляет собой источник питания высокого напряжения, который подает энергию на раскаленный катод, который, в свою очередь, испускает высокоскоростные электроны.Затем пучок фокусируется и ускоряется с помощью ряда анодов и фокусирующей катушки, которая концентрирует пучок с помощью электромагнитного поля.

Энергоемкость ЭЛС в 100-1000 раз выше, чем при дуговой сварке, в результате чего луч испаряет отверстие в основном металле, в результате чего получается глубокий, узкий шов и скорость сварки в 10-50 раз выше. Это также приводит к узким зонам термического влияния (HAZ) и очень низким искажениям.

Положение электронного луча обычно фиксируется, а компоненты перемещаются под лучом с помощью обычных вращательных и линейных систем перемещения, при этом мощность и скорость сварки контролируются программируемыми системами.

Существует множество разновидностей и размеров аппаратов для электронно-лучевой сварки, но большинство из них работают по одному и тому же принципу:

1) Две детали тщательно очищаются от загрязнений и размагничиваются, если они изготовлены из черных металлов. В идеале это должен делать сварщик или подрядчик.

2) Детали крепятся к своим креплениям и присоединяются к системе рабочего движения сварочного аппарата с ЧПУ. Это можно запрограммировать для перемещения деталей в нужное положение и внесения корректировок во время процесса.

3) Вакуумная камера герметична, и вакуум создается за счет вытеснения воздуха из камеры. Некоторые материалы, напр. Титан, требуется более высокий уровень вакуума для сварки

4) Электронный луч выравнивается по суставу, а затем генерируется до соответствующей мощности. Параметры луча можно регулировать вручную или с помощью ЧПУ во время цикла для поддержания постоянного качества сварки.

5) Запускается цикл электронно-лучевой сварки.

6) После завершения сварки в вакуумной камере вновь создается давление, поэтому ее можно открыть и удалить соединенную часть.

7) Крепления снимаются, после чего деталь подвергается тщательному осмотру. Неразрушающий контроль трещин флуоресцентным пенетрантом является наиболее распространенным методом контроля качества. Это часто используется в сочетании с визуальным осмотром и/или рентгенографией.

Требования к электронно-лучевой сварке

Для того чтобы электронно-лучевая сварка была успешной, она должна соответствовать определенным базовым условиям:

  • Электросварочные работы с широким спектром металлов; включая высоко- и низкоуглеродистую сталь, нержавеющую сталь, большинство никелевых и медных сплавов и титан.Его можно успешно использовать для соединения двух разнородных металлов: однако алюминий и другие тугоплавкие металлы дают разные результаты при соединении с другими типами металлов с помощью сварки ЭП.
  • Поскольку при электронно-лучевой сварке не используется присадочный материал (в большинстве случаев), особое внимание следует уделить конструкции соединения. Лучшие шарниры имеют либо планетарную, либо кольцевую конфигурацию. Большинство конструкций совместимы с электронно-лучевой сваркой, но очень важно, чтобы на этапе проектирования учитывались требования к посадке соединения, чтобы обеспечить максимально плотное примыкание.
  • EBW — это машинный процесс, обычно для установления и демонстрации результатов сварки требуются образцы, представляющие производственную деталь. Затем эти настройки можно использовать для любых будущих производственных требований.

Альтернативные методы сварки

Наиболее часто используемой альтернативой электронно-лучевой сварке является дуговая сварка, при которой область сварки расплавляется электрическим током, оставляя дугу расплавленного металла на поверхности. Это универсальный процесс, но он может быть медленным и требует больших затрат энергии — обычно для каждого сварочного аппарата предусмотрен отдельный источник питания.Кроме того, тепло, выделяемое при дуговой сварке, иногда оказывает негативное воздействие, воздействуя на близлежащие компоненты и деформируя само соединение. Дуговая сварка также требует строгих мер по охране здоровья и безопасности для защиты операторов от света, экстремальных температур и вдыхания металлических частиц.

Дополнительная бесплатная информация

Подход к электронно-лучевой сварке в значительной степени зависит от металлов, с которыми вы работаете, конструкции компонентов, подготовки соединения и других факторов. Все это подробно описано в нашем бесплатном Руководстве по передовому опыту .

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с одним из наших экспертов сегодня по телефону 0844 241 4257 или по электронной почте [email protected].

Как сделать прочные сварные соединения двутавровых балок?

Хотите более прочные сварные соединения двутавровых балок? В этой статье мы объясняем, что необходимо знать термины сварки, необходимые для подготовки под сварку двутавровых балок.

 

Сварочная терминология

Терминология лучевой сварки часто вызывает путаницу.Ниже объясняются некоторые из этих терминов.

Геометрия пересечения

Перекос

Острый угол между осями стержня в горизонтальной плоскости.

Наклон

Острый угол между осями стержня в вертикальной плоскости. Также называется «наклон».

Форма

Фактическая геометрия для создания торцевого выреза, выреза или отверстия для правильной посадки.

 

Подготовка под сварку

Угол паза φ

Угол между противоположными поверхностями соединяемых деталей, образующий канавку, заполняемую сварочным материалом.Может быть внутренним или внешним углом разделки канавки для подготовки к сварке.

Угол скоса β

Угол, образованный между осевой линией, перпендикулярной стене, и поверхностью разреза стены. Равен углу резания и может быть отрицательным или положительным.

  • Перпендикулярный разрез имеет β=0°;
  • Самая большая β-плазма 45° (- или +).

Двугранный угол ψ

Угол между внешними гранями соединяемых стен. Расчеты оптимальной подготовки сварного шва основаны на ψ.

Корневое отверстие (R)

Разрыв на стыке стен после укладки. Техника увеличения проникновения в шов для более прочных соединений.

Крысиная нора

Отверстие в стенке прямо под фланцем для обеспечения полного провара фланцевого соединения и проведения неразрушающих испытаний. Узнайте больше о ratholes ниже

Типы сварки

  • Угловой шов
  • Сварной шов с разделкой кромок
  • Сварка встык

 

Руководство по подготовке к сварке сварных соединений двутавровых балок

HGG разрабатывает станки для резки балок, предназначенные для резки боковых поверхностей и подготовки сварных швов с различными типами фасок.

Резка под углом

Нет

Предпочтительно в случае болтовых соединений или угловых сварных швов.

Одинарная канавка

Скошенный срез для сварки разделкой кромок. Подготовка под сварку на верхней или нижней стороне.

Один паз с носиком

Скошенный срез для сварки разделкой кромок с широкой корневой поверхностью. Подготовка под сварку на верхней или нижней стороне.

Двойной паз

X-образный скос для сварных швов с канавкой X или K.Маленькая корневая поверхность может быть нанесена после резки.

Двойной паз с носиком

X-образный скос для сварки разделки X или K с широкой корневой поверхностью.

 

Крысиные норы

Это открытое отверстие в стенке прямо у фланца позволяет выполнять непрерывные сварные швы на фланцевых соединениях поперек стенки с полным проплавлением соединения. Необходимое уменьшение полотна позволяет избежать дефектов, таких как разрывы, включения и неполное прохождение проходов.Крысиные отверстия позволяют проводить неразрушающий контроль всего соединения. В зависимости от контрактных документов и включенных в них правил сварки производитель может отказаться от применения решетчатых отверстий. Это позволяет избежать усадки стенки, но при расчете прочности необходимо учитывать возможные дефекты, которые невозможно проверить.

Нет
Без уменьшения сечения стенки для полной прочности. Неразрушающий контроль швов, расположенных поперек стенки, невозможен.

 

Тип 1
Традиционная крысиная нора.Требуемое расстояние между горелкой и фланцем для резки полотна требует минимальной шлифовки.

  

Тип 6
Оптимизированный люк HGG. Шлифовка не требуется.

 

AWS 6.2
Сварное смотровое отверстие для соединений, рассчитанных на сейсмический момент (только CAD-CAM).

 

Практический пример

Приведенные ниже примеры помогут вам понять структуру этого документа. Вырезы доступны для торцевых форм, отверстий и вырезов.Чтобы определить форму конца балки, необходимы четыре разреза. Верхняя полка, верхняя стенка, нижняя стенка и нижняя полка. Подготовка к сварке показана справа от разреза.

Сварное соединение балки с балкой, полностью закрепленное для стальных конструкций с высокими эксплуатационными характеристиками.

 

Сварное соединение балки с бекасом для несущих элементов стальных конструкций с высокими эксплуатационными характеристиками.

Дополнительные примеры см. в статье «Объяснение 7 наиболее часто используемых соединений балок».

 

Узнайте больше о сварных соединениях двутавровых балок

Хотите узнать больше о сварке прочных двутавровых балок?

 

Электронно-лучевая сварка

С 1988 года в качестве ключевого субподрядчика и долгосрочного партнера компания C NIM Systèmes Industriels выполняет процесс электронно-лучевой сварки в своих цехах для производства крупногабаритных сварных деталей с высокими эксплуатационными характеристиками, вакуумных емкостей и критически важных контейнеров для отраслей промышленности с высокими требованиями.

 

Детали высокого качества

Этот процесс позволяет получить очень высококачественные, точные и глубокие сварные швы , гарантирующие механические свойства детали вдоль валика. выполняется за один проход , минимизируя и контролируя деформацию детали, а также позволяя сваривать высокопроводящие металлы.

Для высокотехнологичных производств

В качестве субподрядчика и партнера CNIM Systèmes Industriels проектирует, производит и производит детали для атомной, оборонной, научной, космической и, в последнее время, полупроводниковой (производство корпусов машин) отраслей.

Наши электросварные детали, вакуумные сосуды и критические контейнеры соответствуют самым строгим спецификациям и соответствуют самым строгим французским и международным стандартам ( EN, ASME, RCC-M, ESPN, CODAP и т. д.)

Сварка крупных деталей

Сварочное оборудование CNIM имеет полезный объем 230 м3 , размеры Д 7,4 х Ш 5,5 х В 5,05 м и вместимость 30 тонн . Он оснащен вращающейся пластиной и двухосным электронно-лучевым соплом мощностью 30 кВт, установленным на пятиосном портале.Этот станок подходит для крупных деталей со сложной геометрией .

Электронно-лучевая сварка активной зоны реактора Жюля Горовица

Локальная вакуумная сварка

Для очень больших деталей (>10 м) компания CNIM Systèmes Industriels разработала процесс локальной вакуумной электронно-лучевой сварки.Наши команды изготовили радиальные пластины для термоядерного реактора ИТЭР.
Эти D-образные катушки тороидального возбуждения имеют размеры 14 x 9 метров и плоскостность менее 0,1 мм после механической обработки .

Гомогенная и гетерогенная сварка

С помощью электронно-лучевой сварки можно сваривать широкий спектр материалов, даже те металлы, которые, как известно, трудно свариваются.Скорость и нагрев процесса сводят к минимуму деформацию детали, а не влияют на ее механические свойства вдоль сварного шва .

  • Однородные: легированные стали, нержавеющие стали, жаропрочные стали, циркалой, титан, тантал, ниобий, цирконий, медь, монель или алюминий
  • Гетерогенные: медь/нержавеющая сталь, молибден/нержавеющая сталь, никель/нержавеющая сталь, ниобий/нержавеющая сталь или алюминий/медь
Электронно-лучевая сварка AG3NET для реактора High-Flux компании ILL

Преимущества процесса

Процесс электронно-лучевой сварки подходит для серийного производства .Это повторяемый (автоматический) и быстрый , так как за один проход можно сваривать даже толстые материалы (таким способом можно сваривать несколько метров в минуту).

Очень высокое качество получаемых сварных швов, широкий спектр однородных, гетерогенных или высокотеплопроводных материалов, которые можно сваривать, и тот факт, что сварка выполняется в вакууме, что позволяет избежать загрязнения или окисления , делает электронно-лучевой метод идеальным для сварки крупных деталей, используемых в высокотехнологичных отраслях промышленности.

Гарантия работоспособности электронно-лучевой сварки

Работая в качестве субподрядчика для требовательных секторов промышленности , CNIM Systèmes Industriels гарантирует производительность своих высокопроизводительных сварных деталей / вакуумных сосудов / критических контейнеров путем проведения строгих неразрушающих испытаний сварки (НК).Наши специалисты по неразрушающему контролю имеют высокую квалификацию COFREND*.

* COFREND: Французский независимый орган по сертификации результатов неразрушающего контроля

Связаться с нами

Чтобы получить больше информации — свяжитесь с нами!

Электронно-лучевая сварка в вакууме

Электронно-лучевая сварка обладает особенно выдающимися свойствами: ее можно использовать для соединения как самых маленьких, так и крупных деталей.Вакуумные растворы незаменимы для применения.

Электронно-лучевая сварка в вакууме

Статья из | Пфайффер Вакуум

Сварка соединений — производство бесчисленных компонентов немыслимо без этого процесса соединения. Хотя история сварки восходит к бронзовому и железному векам, сегодня используются узкоспециализированные процедуры, дающие определенные преимущества в зависимости от области применения.Электронно-лучевая сварка обладает особенно выдающимися свойствами: ее можно использовать для соединения как самых маленьких, так и крупных деталей. Вакуумные растворы незаменимы для применения.

При электронно-лучевой сварке пучок сильно ускоренных электронов фокусируется на заготовке с помощью регулируемых магнитных полей. На поверхности заготовки электроны выделяют энергию именно в точке удара, где они нагревают, плавят и испаряют материал. Генерация луча в электронно-лучевой пушке и собственно процесс сварки в сварочной камере происходят почти исключительно в вакууме при давлениях в диапазоне высокого вакуума (от 10-3 до 10-6 гектопаскалей).Это предназначено для предотвращения рассеяния электронов молекулами воздуха и обеспечения безотказной и без потерь фокусировки луча на заготовке.

 

Эффективный и точный

Если вы не знакомы с технологией, первое, что вы имеете в виду, это сварщик с дугопроводом и тяжелой защитной маской, который наносит присадочный металл на материал, пока искры вспыхивают. Так почему же во время сварки процесс должен проходить в вакууме? Электронно-лучевой процесс имеет ряд преимуществ.С одной стороны, могут быть достигнуты гораздо более высокие скорости, до одного сантиметра в секунду. Также возможная глубина сварки больше, она может достигать 30 сантиметров. Поскольку процесс не контролируется вручную, электрическая регулировка параметров луча обеспечивает очень точное управление в режиме реального времени, обеспечивая первоклассные компоненты. Благодаря высокой воспроизводимости результатов сварки процедура предназначена для серийного производства.

Электронно-лучевая сварка также оказывает положительное влияние на выбор материалов компонентов.Это связано с тем, что, с одной стороны, при данной процедуре достигается очень высокая локальная плотность энергии, а с другой стороны, материал, окружающий сварочный шов, подвергается лишь минимальному подводу тепла. Таким образом, можно обрабатывать комбинации различных материалов, которые вряд ли можно было бы комбинировать каким-либо другим способом. Низкий нагрев также означает низкую деформацию. Поскольку при электронно-лучевой сварке окружающий материал защищен, можно также сваривать металлы с высокой теплопроводностью.И, наконец, вакуум также предотвращает нежелательное окисление свариваемых деталей, которое в противном случае может быстро привести к проблемам во время обработки.

 

Почему вакуум?

Поэтому неудивительно, что электронно-лучевая сварка всегда используется, когда не требуются только высокая точность и качество. Компании, работающие в автомобильной промышленности, электротехнике, медицинской технике и точной механике, в частности, используют эту процедуру. Кроме того, существуют сложные специальные конструкции, которые востребованы в особо специализированных областях, таких как аэрокосмическая промышленность, энергетика и атомная промышленность.В зависимости от места установки на рабочем месте системы электронно-лучевой сварки могут быть специально разработаны для одного применения или, как универсальная машина, охватывать широкий спектр приложений и клиентов. Электронно-лучевая сварка должна происходить в вакууме, чтобы электронный луч не рассеивался на молекулах остаточного газа. Это повышает эффективность, поскольку практически вся энергия передается на заготовку. Поэтому создание и поддержание безопасного вакуума имеет решающее значение для всего процесса.

С одной стороны, вакуумные насосы должны поддерживать постоянное фоновое давление в области высокого вакуума в генераторе электронного пучка после процесса откачки. Требования к конфигурации насоса в сварочной камере значительно выше. Он может варьироваться по размеру — в зависимости от заготовки — от нескольких литров до нескольких сотен кубических метров. Для всех этих размеров камер важно добиться очень короткого времени откачки до определенного рабочего давления, которое обычно находится в верхнем диапазоне высокого вакуума.Наконец, цель состоит в том, чтобы добиться максимально короткого времени цикла, чтобы процесс сварки не стал узким местом всего производственного процесса. Таким образом, одним из наиболее важных критериев выбора вакуумных насосов для сварочной камеры является очень высокая скорость откачки во всем соответствующем диапазоне давлений от атмосферного до рабочего давления. Для сведения к минимуму времени простоя большое значение для всех используемых насосов имеют длительные интервалы технического обслуживания в сочетании с высокой надежностью.


Турбомолекулярный насос HiPace на генераторе электронного пучка
(любезно предоставлено Steigerwald Strahltechnik)

 

Опора для дизайна

Являясь поставщиком узкоспециализированных систем и решений для широкого спектра вакуумных применений, компания Pfeiffer Vacuum предлагает обширный портфель решений для электронно-лучевой сварки. Он включает насосы высокого и среднего вакуума для вакуумирования сварочной камеры и генератора электронного пучка, манометры для измерения давления от атмосферного до высокого вакуума, клапаны и фланцевые компоненты для соединения вакуумных компонентов и течеискатели для обнаружения утечек.В дополнение к компонентам и системам, специалист также предлагает поддержку в разработке полной вакуумной системы системы электронно-лучевой сварки, чтобы обеспечить всестороннюю поддержку пользователей. Это включает определение размеров всех средневакуумных и высоковакуумных насосов, включая рекомендации по любым необходимым дополнительным компонентам. При проектировании учитываются индивидуальные характеристики насоса, потери из-за трубопроводов, утечек и десорбционных эффектов внутренних поверхностей камеры. Здесь поставщик делает ставку на современные и специально разработанные программы расчета.

 

Правильная комбинация

Комбинация средневакуумных и высоковакуумных насосов используется для вакуумирования сварочной камеры. Задачей средневакуумных насосов является создание в сварочной камере подходящего форвакуумного давления для включения высоковакуумных насосов. Обычно это от 10-1 до 10-2 гектопаскалей. С серией насосных станций Рутса CombiLine компания Pfeiffer Vacuum предлагает полную стандартную серию насосных станций Рутса, которая охватывает широкий диапазон достижимых скоростей откачки и предельных давлений.Для особо высоких требований проектируются, конструируются и изготавливаются насосные станции по индивидуальному заказу.

При наличии необходимого форвакуумного давления используются высоковакуумные насосы. Они создают и поддерживают необходимое для сварки рабочее давление, которое обычно находится в диапазоне от 10-3 до 10-6 гПа. Турбокомпрессоры Pfeiffer Vacuum охватывают диапазон скоростей откачки от 10 до 3050 литров в секунду (для азота). Насосы рассчитаны на высокую эффективность и гибкость; проверенные подшипниковые системы обеспечивают максимально возможную надежность.

Турбомолекулярные насосы являются предпочтительным средством для создания и поддержания высокого вакуума в электронно-лучевом генераторе. Первоначальная эвакуация, как правило, не ограничена во времени. Ради максимальной эффективности обычно используются насосы среднего размера, такие как HiPace 300 или HiPace 700 от Pfeiffer Vacuum с входным фланцем DN 100 или DN 160. Отдельные пластинчато-роторные насосы или небольшие сухие форвакуумные насосы, такие как многоступенчатые насосы Рутса, используются в качестве форвакуумных насосов, когда требуется безуглеводородный вакуум.

 

Безопасное измерение и определение местонахождения

Для измерения давления в сварочной камере и генераторе электронного пучка на практике зарекомендовали себя комбинированные вакуумметры типа ПКР (преобразователь Пирани/холодный катод). Pfeiffer Vacuum предлагает прочную и надежную серию ActiveLine. Компактные преобразователи Пирани, такие как Pfeiffer Vacuum TPR, также из линейки Active, обычно используются для измерения форвакуумного давления используемых высоковакуумных насосов.

Однако для правильного рабочего давления при электронно-лучевой сварке герметичность системы также имеет решающее значение. С этой целью проводится комплексное испытание на герметичность, как правило, с использованием метода подъема давления. При этом система вакуумируется до определенного значения давления. После этого все вентили закрываются. Затем рост давления как функция времени дает интегральную скорость утечки. Поскольку внутренние утечки и десорбция поверхностей также могут вызвать повышение давления и исказить результат, камера должна быть пустой, чистой и сухой.

Если скорость утечки превышает желаемое пороговое значение, утечку необходимо найти и устранить. Благодаря высокой чувствительности обнаружения, короткому времени тестирования и простоте эксплуатации гелиевые течеискатели пользуются большим спросом. Процедура очень проста: система вакуумируется, затем с помощью пистолета-распылителя снаружи распыляется гелий на места герметизации, сварные швы и другие потенциальные места утечки. В случае утечки газ поступает в откачанную вакуумную камеру, всасывается и обнаруживается течеискателем.Pfeiffer Vacuum представляет собой мощный и универсальный течеискатель ASM340. ASM 310 также доступен в виде портативной версии для мобильного использования.

 

Все из одних рук

Электронно-лучевая сварка может помочь производителям во многих отраслях добиться большей эффективности производства, более высокого качества продукции и более быстрых циклов. Несмотря на то, что на практике это рыночная, установленная процедура, существуют особые требования, которые необходимо учитывать для обеспечения безопасного и стабильного процесса.Поэтому пользователи должны не только обращать внимание на первоклассное оборудование и установки с длительным сроком службы и минимальными затратами на техническое обслуживание, но также должны выбирать в качестве своего поставщика специализированного партнера, который знает конкретные требования производства и предлагает индивидуальные решения, обеспечивающие высочайшую степень эффективности. надежность. Как инновационная компания с давними традициями и более чем 100-летним опытом проектирования и производства вакуумных решений, Pfeiffer Vacuum предлагает необходимый опыт, чтобы помочь пользователям во всех отраслях добиться успеха.

 

Содержание и мнения в этой статье принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения AltEnergyMag

Вакуумный пылесос Pfeiffer

Мы были частью этого с самого начала — Более 125 лет! Наше стремление предоставить каждому клиенту идеальное вакуумное решение — это то, что снова и снова побуждает нас к высшим достижениям. Наше увлечение вакуумом и возможностями, которые он предлагает для промышленных производственных процессов и исследований, можно увидеть во всей нашей деятельности.

Прочие товары

Вакуум для хранения энергии — Решения для стационарных систем с маховиками

В зависимости от времени, необходимого для хранения энергии, и количества соответствующих зарядов и разрядов, следует рассматривать различные технологии, но все они имеют одну общую черту: они существенно зависят от вакуумной технологии.

Квадрупольные масс-спектрометры – история, разработка, будущие тенденции

Ethernet позволяет интегрировать несколько QMS в офисную или производственную сеть.Разумеется, возможна и беспроводная связь через WLAN.

Подробнее о пылесосе Pfeiffer

Комментарии (0)

Этот пост не имеет комментариев. Будьте первым, кто оставит комментарий ниже.


Опубликовать комментарий

Вы должны войти в систему, прежде чем оставлять комментарии.Войти сейчас.

Рекомендуемый продукт

Аккумуляторы Sun Xtender® Deep Cycle AGM

Аккумуляторы Sun Xtender® Deep Cycle AGM для хранения возобновляемой энергии производятся в США компанией Concorde Battery Corporation и изготавливаются в соответствии с теми же строгими стандартами, которые имеют решающее значение для поддержки авиационной промышленности.Для обеспечения максимальной проводимости и приема заряда батареи Sun Xtender® имеют клеммы из медного сплава, не подверженные коррозии, и прочные межэлементные соединения. Износостойкость и оптимальный срок службы поплавка достигаются за счет пластин, толще которых не соответствует отраслевой стандарт. Конструкция аккумуляторов Sun Xtender® AGM, не требующая технического обслуживания, является идеальным решением для автономных и связанных с сетью систем.

Электронно-лучевая сварка по сравнению сЛазерная сварка

Главная / Электронно-лучевая сварка против лазерной сварки

Сравнение двух процессов по применению и стоимости.

Опубликовано: 4 февраля 2016 г.

Электронно-лучевая сварка идеально подходит для применений, требующих очень точного, чистого сварного шва с минимальным нагревом материала за пределами основной области сварного шва. EB Welding также отлично подходит для соединения разнородных и трудно свариваемых металлов.

Лазерная сварка идеально подходит для приложений, требующих высокой точности при высокой производительности. Он бесконтактный, не требует вакуума и отлично подходит для соединения тонких материалов и мелких деталей.»

Компания EB Industries, LLC (Фармингдейл, штат Нью-Йорк), ведущий поставщик услуг в области электронно-лучевой сварки, лазерной сварки и герметизации, недавно опубликовала новое видео, в котором подробно описываются преимущества и недостатки электронно-лучевой сварки по сравнению с другими видами сварки.лазерная сварка.

Видео показывает, что электронно-лучевая сварка идеальна, когда требуется очень точный, чистый сварной шов с минимальным нагревом материала за пределами основной зоны сварного шва. Кроме того, EB Welding отлично подходит для сварки с глубоким проплавлением стали толщиной до 2 дюймов. Этот процесс также отлично подходит для соединения разнородных и трудно свариваемых металлов.

Лазерная сварка идеально подходит для приложений, требующих высокой точности при высокой производительности. Видео показывает, что он бесконтактный, не требует вакуума и отлично подходит для соединения тонких материалов и мелких компонентов.

«Мы обнаружили, что компании не понимают, какие из этих услуг следует использовать. Мы сталкиваемся с этим вопросом снова и снова и почувствовали реальную потребность в информативном и подробном видео, объясняющем каждый процесс и преимущества каждого из них», — пояснил Джон Делалио, директор по развитию бизнеса. «Хотя мы размещаем эту информацию в печатном виде на нашем веб-сайте, мы считаем, что видео даст более четкое представление о лазерной и электронной сварке, а также о затратах, связанных с ними обоими.Также мы планируем выпустить серию дополнительных видеороликов о тонкостях лазерной и электронно-лучевой сварки, а также герметизации. «Мы знаем, что эта информация нужна, и надеемся рассказать нашим клиентам и потенциальным клиентам о наилучших доступных им вариантах», — сказал Делалио.

EB Industries является ведущим поставщиком услуг электронно-лучевой сварки, лазерной сварки и лазерной герметизации с 1965 года. Они также предлагают ряд дополнительных услуг на основе интересов клиентов, включая проектирование продуктов CAD / CAM, проектирование и изготовление инструментов. , металлургическая оценка, неразрушающий контроль и термическая обработка.Они сертифицированы по ISO 9001:2008 и Nadcap.

www.ebindustries.com

Лазерная сварка — Руководство AHSS

Слово «лазер» является аббревиатурой от «усиление света за счет стимулированного излучения». Лазеры производят особую форму света (электромагнитную энергию), состоящую из фотонов одной когерентной длины волны. Свет этой формы может быть сфокусирован на чрезвычайно малые диаметры, что позволяет создавать высокую плотность энергии, используемую для сварки.Сам лазерный луч бесполезен для сварки, пока он не будет сфокусирован фокусирующей линзой.

Рис. 1. Лазерная сварка.

 

Лазеры различаются по качеству производимого луча. Высококачественный пучок будет меньше преломляться при фокусировке, что обеспечивает создание пятна меньшего размера. Отражающие линзы также важны для лазеров, поскольку они используются в оптическом резонаторе, где генерируется луч, а также в системах доставки луча для некоторых лазеров.По этим причинам оптика играет важную роль в лазерной сварке.

Лазерная сварка (рис. 1) не требует дополнительного присадочного металла, а защитный газ не является обязательным. Когда луч попадает на заготовку, он плавит и испаряет атомы металла, некоторые из которых ионизируются интенсивным лучом. Это создает так называемый шлейф (или плазму) над зоной сварки, который иногда может мешать лучу. В этих случаях для отклонения шлейфа можно использовать защитный газ.

Выбор типа лазера зависит от стоимости, типа и толщины свариваемого материала, требуемой скорости и глубины проникновения.Лазеры различаются средой, используемой для генерации лазерного луча, и длиной волны производимого лазерного излучения. Хотя существует много типов лазеров, наиболее распространенными лазерами для сварки являются Nd:YAG, волоконные, дисковые твердотельные лазеры и газовый лазер CO 2 . Средой генерации в твердотельных лазерах являются кристаллы (Nd:YAG и дисковые лазеры) или волокна (волоконные лазеры), в которые добавлен (легированный) материал, который будет «генерировать» при воздействии источника энергии, тогда как среда генерации в Лазер CO 2 представляет собой газовую смесь, состоящую из газа CO 2 , He и N 2 .Во всех случаях «генерация» происходит, когда атомы/молекулы среды переводятся в более высокое энергетическое состояние за счет введения дополнительной энергии (известной как накачка). Когда это происходит, испускаются фотоны, которые, в свою очередь, возбуждают другие атомы/молекулы. Это приводит к каскаду фотонов, которые распространяются в виде когерентных волн одной длины волны — двух свойств, которыми известен лазерный свет.

CO 2 Лазеры имеют длину волны 10,6 мкм, а длина волны твердотельных лазеров равна 1.06 мкм. Лазеры CO 2 , как правило, дешевле, но большая длина волны света не позволяет передавать его луч по оптоволоконным кабелям, что снижает его универсальность. Его свет также более отражающий, что ограничивает его использование с металлами с высокой отражающей способностью, такими как алюминий. Твердотельные лазеры, как правило, более компактны и требуют меньше обслуживания, чем лазер CO 2 . Они больше подходят для высокоскоростного производства, поскольку их лучи могут передаваться по длинному оптоволоконному кабелю, который затем можно подключить к роботу.Некоторые твердотельные лазеры, такие как волоконный лазер, производят лучи выдающегося качества. Однако более короткая длина волны этих лазеров требует дополнительных мер предосторожности в отношении защиты глаз.

Рисунок 2: Фокусировка лазерного луча.

 

Выбор размера фокусного пятна, положения фокусного пятна в стыке и фокусного расстояния — все это важные факторы при сварке лазерным лучом. Обычно малый размер фокуса используется для резки и сварки, а фокус большего размера – для термической обработки или модификации поверхности.Как показано на рис. 2, положение фокуса луча также может варьироваться в зависимости от применения. При сварке обычно фокусную точку располагают где-то рядом с центром соединения. Но при резке лучше размещать фокальную точку в нижней части стыка. Сварочные брызги на фокусирующую линзу иногда могут быть проблемой, особенно когда на поверхности свариваемых деталей есть загрязнения. Подходы к минимизации проблемы разбрызгивания включают выбор линзы с большим фокусным расстоянием, которая держит линзу на безопасном расстоянии от зоны сварки, или использование воздушного «ножа» для защиты линзы. А-11, П-6

Таким образом, преимущества и ограничения лазерной сварки заключаются в следующем:

Преимущества:

  • Процесс с высокой плотностью энергии обеспечивает низкое общее тепловложение, что приводит к минимальной деградации BM, остаточному напряжению и деформации.
  • Высокая скорость сварки.
  • Присадочный металл не требуется.
  • Относительно толстые (¾ дюйма) сварные швы могут выполняться в один проход.
  • Концентрированный источник тепла позволяет создавать сварные швы очень малого размера, необходимые для небольших и сложных компонентов.
  • Легко автоматизируется, особенно с помощью лазеров, подходящих для оптоволоконной доставки.
  • Поскольку в большинстве процессов дуговой сварки нет громоздкой горелки, лазерная сварка позволяет сваривать труднодоступные соединения.

 

Ограничения:

  • Оборудование очень дорогое
  • Портативность обычно низкая
  • Требуется очень плотная посадка соединения и точное позиционирование соединения относительно балки
  • Металлы с высокой отражающей способностью, такие как алюминий, плохо поддаются сварке с помощью некоторых процессов лазерной сварки
  • Высокий CR сварного шва может создавать хрупкие микроструктуры при сварке некоторых сталей
  • Лазерный шлейф может быть проблемой
  • Низкая энергоэффективность лазеров
  • Для некоторых лазеров требуется специальная (и дорогая) защита для глаз
  • Лазерная сварка сложна и требует значительной подготовки и знаний
Похожие сообщения Сортировать по Тип сообщения Категория Лазерная сварка Сварка с высокой плотностью энергии Присоединение Соединение разнородных материалов Резка-заготовка-стрижка-обрезка Марки стали АГСС AHSS 1-го поколения Цитаты Сортировать по Заголовок Актуальность

Лазерная заготовка

Обычная вырубка требует больших усилий прессования для срезания листового металла.По мере увеличения прочности стали защелкивание

18

Л-62

Цитата: Л-62. Линлин Цзян, Кайл Крам и Чунхуа Цзян,

8

Электронно-лучевая сварка

: определение, конструкция, работа, применение, преимущества и недостатки

Этот процесс сварки был впервые разработан в 1949 году немецким физиком Карлом-Хайнцем Штайгервальдом.

В этой статье сначала мы увидим определение, как это работает, после чего я также покажу вам области применения, преимущества и ограничения станка EBW.

Итак, без дальнейших промедлений давайте перейдем к статье.

Что такое электронно-лучевая сварка?

Электронно-лучевая сварка — это процесс сварки в жидком состоянии, при котором два одинаковых или разнородных металла соединяются с использованием тепла, и это тепло генерируется электронами высокой энергии.Когда электрон ударяется с высокой скоростью о заготовку, возникают две формы преобразования энергии: кинетическая энергия и тепловая энергия.

Строительство электронно-лучевого сварочного аппарата:

Электронно-лучевая сварочная машина состоит из следующих частей:

  • Высоковольтное питание
  • Электронная пистолет
  • Cateode Grid
  • Anode
  • Оптический просмотр System
  • Магнитный объектив
  • Отклоняющая катушка
  • Вакуумная камера
  • Заготовка
  • Устройство удержания заготовки
Схема аппарата для электронно-лучевой сварки, Learn Mechanical

Итак, теперь позвольте мне показать вам эти детали в деталях.

Высоковольтный источник питания:

Источник питания подразделяется на два типа: низковольтный и высоковольтный.

  • Диапазон низкого напряжения тонкой сварки от 5 до 30 кВ.
  • Диапазон высокого напряжения для толстостенной сварки составляет от 70 до 150 кВ.

Электронная пушка:

В электронной пушке свободные электроны генерируются посредством термоэмиссии горячей металлической ленты или проволоки.

Электронная пушка предназначена для преобразования свободных электронов в электронный пучок с помощью катодной сетки, анода, магнитной линзы и отклоняющей катушки.

Катодная сетка:

В этой части генерируются свободные электроны. Однако напряжение генерируемых свободных электронов очень мало эВ. Чтобы ускорить эти свободные электроны, они проходят через сильное электрическое поле, которое создается Анодом и эмиттером (Катодом).

Анод:

Анод используется для ускорения электронов, генерируемых катодной сеткой.

Оптическая система просмотра:

Оптическая система просмотра помогает нам определить и настроить точку воздействия электронного луча на заготовку.

Магнитные линзы:

Магнитные линзы пропускают только сходящиеся электроны. Он поглощает низкую энергию расходящихся электронов и обеспечивает высокую интенсивность электронного пучка.

Отклоняющая катушка:

  • Отклоняющая катушка представляет собой тип магнитной линзы и используется в электронно-лучевых трубках.
  • Помогает сканировать электронный луч по всему экрану.

Вакуумная камера:

  • В вакуумной камере отсутствует воздух.Сварка в этом аппарате происходит в вакууме.
  • Здесь задано давление ниже атмосферного или при атмосферном давлении.
  • Он также известен как трубка или камера Брауна.

Заготовка:

  • Заготовка крепится к приспособлениям.
  • Заготовка может быть из одинаковых или разнородных металлов.

Устройство удержания заготовки:

  • Устройство удержания заготовки также называется приспособлением. Используется для жесткой фиксации заготовки.
  • Крепления изготавливаются из стального литья, нержавеющей стали, чугуна, высокопрочной стали и т.д.

Принцип работы Электронно-лучевая сварка:

Принцип работы электронной сварки аналогичен электронно-лучевой обработке. Здесь мы используем для соединения подобных металлов или разнородных металлов с помощью пучка электронов.

Сначала мы подаем питание на систему. Как вы можете видеть на диаграмме, прикреплен один катод [он имеет отрицательный заряд], он состоит из вольфрама.А чуть ниже подключается анод.

Теперь мы должны создать разность потенциалов примерно от 30 до 175 кВ, потому что, когда когерентный свет исходит от катодов, которые проходят через аноды, аноды помогают максимально ускорить его.

Теперь когерентный свет попадает прямо на заготовку, в то же время прикреплена фокусирующая катушка, которая уменьшает дополнительный зазор между когерентным светом.

Теперь прямой свет поступает на заготовку с помощью катушки отклонения, и здесь температура настолько высока, что заготовка плавится.Кинетическая энергия теперь преобразуется в тепловую энергию.

Здесь заготовка крепится к приспособлениям, и весь процесс происходит в вакууме, то есть без воздуха. Если придет воздух, направление когерентных огней может измениться, и может появиться какое-то другое место, которое мы не хотим сваривать.

Вот видео современной машины для электронно-лучевой сварки:

Применение электронно-лучевой сварки:

Электронная сварка имеет широкий спектр применения.здесь я перечислил некоторые из них, а именно:

  • Используется для сварки и сверления заготовки.
  • Электронно-лучевая сварка используется в различных отраслях промышленности, таких как судостроение, автомобилестроение, авиастроение, производство и т. д.
  • Также используется в оборонном секторе для изготовления различных изделий.
  • Предназначен для соединения двух одинаковых или разнородных металлов.
  • Для соединения огнеупорных материалов, таких как вольфрам, керамика и т.д.
  • Также используется в медицинской промышленности.
  • Электронная сварка прорезает узкие щели 25-микронного метра.

Преимущества электронно-лучевой сварки:

Вот некоторые преимущества электронно-лучевой сварки:

  • При электронной сварке не требуется присадочный материал.
  • Очень мало искажений.
  • Дефекты сварки появляются также очень редко.
  • Электронная сварка также сваривает твердые материалы.
  • Качество поверхности, полученное в этом процессе, высокое.
  • Также обеспечивает высокую скорость соединения металлов.
  • Зона теплового воздействия и сварка узкие.
  • Этот процесс также помогает соединять однородные и диффузионные металлы.
  • Процесс сварки непрерывный и плотный.
  • Заготовка обладает высокими прочностными характеристиками и сохраняет до 95% прочности основных материалов.
  • Этот процесс сварки балки очень точен.
  • Процесс сварки полностью автоматизирован.

Недостатки электронно-лучевой сварки:

Недостатки электронно-лучевой сварки:

  • Этот процесс не может быть выполнен работником средней квалификации, поэтому он требует высокой процесс электронной сварки.
  • Размер заготовки небольшой, ограничен из-за вакуумной камеры.
  • Требуется тщательное обслуживание.
  • Оборудование для электронной сварки стоит дорого.
  • Инсталляционные и капитальные затраты высоки.
  • Электронная сварка имеет рентгеновское излучение, что является серьезной проблемой для человека и
  • Производственные затраты также высоки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.