Изготовление сварных металлоконструкций

Сварочное производствоСварные металлоконструкции (МК) – неразборные изделия из листового и профильного металла, изготовленные с применением технологии сварки. Особенностью сварочного способа является задействование всей площади сечений заготовок при соединении деталей сварочным швом. Это является преимуществом неразборных конструкций из металла перед разборными аналогами.

Несущие строительные конструкции, металлокомплекты и сборочные единицы в машиностроении, изготовленные этим способом, имеют повышенную прочность и способны нести большие эксплуатационные нагрузки. Возможность использования тонкостенного металлического фасонного проката и облегченного листа из низколегированных сталей в несущих конструкциях позволяет значительно снизить конечный вес изделий. С учетом полного/частичного отсутствия крепежных элементов применение сварки на >=15% снижает материалоемкость конструкций. На такой же процент, по сравнению с разборными конструкциями, снижаются производственные трудозатраты при изготовлении.

Типы сварных металлоконструкций.

Сварные металлические конструкции применяются повсеместно, а номенклатура изделий отличается большим разнообразием. В зависимости от области применения они бывают строительные, судовые, авиационные, иметь различную отраслевую принадлежность. По способу получения заготовок различают следующие конструкции:

• сварно-литые;
• сортопрофильные;
• сварно-кованые;
• сварно-штампованные;
• листовые.

В зависимости от назначения сварные конструкции классифицируют на следующие типы, отличающиеся конструкционным исполнением:

• строительные – каркасы, ригели, колонны и балки перекрытия;
• дорожные – эстакады, мосты, тоннели и путепроводы;
• ограждающие – перила, заборы, защитные решетки, ворота и двери;
• конструкции для организации связи, локаторы, телевышки и опоры ЛЭП;
• малые сборочные единицы – лестничные опоры, рекламные щиты и баннеры, дорожные указатели и знаки;
• контейнеры, цистерны и баки, различные виды тарной продукции;
• вспомогательные сооружения – гаражи, ангары, защитные козырьки и навесы;
• нестандартные изделия, выполняемые под заказ для единичных проектов и уникального агрегатного оборудования.

Основные элементы сварных конструкций.

В сварных конструкциях из металла применяется типовой набор конструкционных элементов:

• балки поперечного изгиба в рамных конструкциях;
• колонны, испытывающие статическое сжатие;
• решетчатые изделия на стержнях, работающие на растяжение/сжатие;
• оболочковые конструкции;
• корпусные транспортные, испытывающие динамическое воздействие;
• станины, валы и колеса машин и механизмов.

Какие виды сталей и металлов подходят для изготовления сварных конструкций?

ИзготовлениеОсобые требования предъявляются к материалам, из которых изготавливаются каркас и обшивка сварных металлоконструкций. При этом требования достаточно просты, что позволяет применять в металлических конструкциях основные позиции номенклатуры, поставляемой сталелитейной промышленностью. Сорта и марки используемого металла должны обладать хорошей свариваемостью и выдерживать высокие механические нагрузки. Немаловажное свойство – устойчивость выбранного листового проката и металлопрофиля к высокотемпературному нагреву при пожаре и противодействие образованию окалины при выполнении сварочных работ.

Первостепенное значение при работе конструкций в открытой атмосферной среде придается хладноломкости. Не подходят для сварки морозоустойчивых изделий заготовки и металлокомплекты из твердых тигельных сталей. Для первичных элементов металлоконструкций подбираются стали с низким содержанием фосфора/сурьмы. Нейтрализуют влияние этих примесей на свойства материала низкоуглеродистые (<= 0,25% С) марки мягкой стали. Наиболее распространена в металлических конструкциях прокатная сталь Ст3. Для сборки неответственных изделий используются углеродистые стали 08, 10, а также с маркировкой 15, 20, 25. Для ответственных металлоконструкций в северном исполнении применяются низколегированные стали 15ХСНД, 10ХГСН или 14ХГС. По сравнению с СТ3 они обладают большей механической прочностью и антикоррозийной устойчивостью.

В изготовлении сварных металлоизделий также применяются алюминий, медь латунь, бронза и другие цветные металлы. Сплавы алюминия АМг и дюрали Д1, Д16 снижают на 50–70% вес готовых изделий. Это определило приоритетное применение материалов на основе алюминия при создании облегченных металлоконструкций.

Особенности создания сварных МК любого типа.

На этапе проектирования просчитываются нагрузки, показатели прочности и жесткости, предъявляемые к будущей конструкции. В проект обязательно включается разработка эскиза и рабочего чертежа КМД (конструкции металлической деталировочной), составляется типовая технологическая карта ТТК. На основании правильно разработанной рабочей документации производятся подготовительные и сварочные операции.