Швеллер является одним из самых универсальных и узнаваемых профилей металлопроката. Инженеры используют его, чтобы строить огромные небоскребы и обширные мосты, большинство из которых эксплуатируются на протяжении сотен лет. Название данной металлоконструкции происходит от фамилии немецкого инженера, впервые внедрившего подобную форму в строительной сфере. П-образное сечение (широкая стенка и две более узкие полки) является очень востребованным, так как способно выдерживать высокие нагрузки, а также обеспечивает плотное прилегание с другими конструкционными элементами.
Сварка
Чтобы сформировать надежный каркас для той или иной металлоконструкции, необходимо произвести сварку швеллеров между собой. Сварные швы прочны и долговечны, однако даже малейшее несоблюдение технологии варки металла может привести к деформации или разрушению всей конструкции в процессе ее эксплуатации.
Виды стыковки профиля
Тип сварки двух швеллеров подбирают в зависимости от размеров металлоконструкции, а также с учетом:
- типа швеллеров;
- протяженности шва;
- толщины металла;
- условий наложения швов;
- устойчивости сооружения;
- сил и нагрузок, которые будут действовать на конструкцию.
Существует несколько разновидностей соединения двух швеллеров:
- диагональное;
- внутрь полками;
- смешанное;
- наружу полками;
- перпендикулярное.
Элементы свариваются между собой несколькими способами:
Электродуговая сварка – между электродом и соединяемыми компонентами создается электрическая дуга, которая расплавляет компоненты в области соединения. Самые надежные швы получаются при работе с электродами УОНИ. Работая с данным видом электродов, необходимо учитывать следующие требования:
- перед использованием электрод прокаливается в специальной печи в течение 60 минут;
- места соединений накладок и кромок очищаются от различного рода загрязнений;
- при подготовке материала к сварке соблюдаются указания ГОСТ 5264-80;
- сварка ведется короткой дугой средней мощности;
- по возможности, соединения выполняются внахлест;
Конструкция, сваренная электродами УОНИ, не подлежит эксплуатации при температурах ниже чем -40 °С.
Сварка газовая – менее распространенный вид соединения профилей. Большая область нагрева в процессе работ ведет к появлению внутренних напряжений в металле, что негативно влияет на характеристики конструкции. Обычно данный тип сварки используют при порезке заготовок либо с целью устранения изъянов в готовых конструкциях.
Сварочные соединения и их виды
Сварка швеллера встык – соединение, к которому нет больших требований прочности. Сваривание профиля производится с обеих сторон. Сначала свариваются полки швеллера, затем – его более тонкие элементы. В случаях, когда шов выполняется с одной стороны, необходимо обязательно производить подварку корня шва. Торцевые кромки оформляются V- для толстого, и X-образно для тонкого края. Швеллеры, имеющие толщину полок до 12 мм, варятся под углом З0 градусов, и зазором до 3 мм – такой подход исключает появление «горки», которую впоследствии будет необходимо зачищать, что ослабит сварной шов. Сварка производится следующим образом:
- в зависимости от толщины металла со швеллеров снимаются кромки;
- профили стыкуются с зазором до 3 мм;
- проводится их прихватка с шагом до 4 см;
- если конструкция создана правильно, производится окончательная обварка двух сторон.
Сварка с накладками – тип соединения, ничем не уступающий монолиту. Используются накладки-усиления, толщина которых не должна быть меньше толщины стенки, а длина – равняться 5 ширинам профиля. Накладки могут иметь разные формы, однако наиболее распространенной является форма многоугольника (6 либо 8 углов). Стыковка двух швеллеров с использованием накладок допускает их размещение с зазором до 8 мм. Чтобы во время сварочных работ конструкция сохраняла свои параметры, вначале соединяются встык торцы швеллеров, внутренний шов зачищается, после чего приваривается усиливающая накладка. Во внутренних углах профиля варить не желательно, так как это негативно влияет на прочность конструкции.
Накладки желательно приваривать по всему контуру, что позволит исключить проникновение влаги под усиливающий лист.
Соединение «коробка» зарекомендовало себя, как метод изготовления усиленных балок. Для этого швеллеры попарно свариваются по боковым полкам в «коробки». Метод напоминает стыковой, при этом производится либо вообще без зазоров, либо с минимальным отступом. Швеллеры укладываются в горизонтальное положение и скрепляются струбцинами. Варить начинают от середины к краям, после проведения работ швы не зачищаются, чтобы не снизить их прочности. Если горизонтальное размещение невозможно или балки будут использоваться в ответственных конструкциях, сваренные встык профили усиливают накладками.
Смещенная сварка – для соединения швеллеров, имеющих разные геометрические размеры. Производится одновременно несколькими сварщиками вначале встык, а в углах – от краев к середине.