Сварная двутавровая балка: изготовление, сварка между собой

Описание процесса изготовления сварных двутавровых балок. Ручная, полуавтоматическая и автоматическая сварка двутавровых балок

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.

Что представляет собой двутавровая балка

В строительстве этот элемент применяется очень часто. Он представляет собой металлическое соединение, состоящее из трех частей: верхней и нижней полок, между которыми заключена вертикальная стенка. Конструкция является монолитной. Может производиться прокатным или сварным способом.

Прокатные балки производятся в промышленных цехах из цельного бруса металла. Предварительно разогретую до технологической температуры заготовку пропускают через прокатные петли. В результате она меняет свою форму. В итоге получается двутавр – цельное изделие из металла с большим запасом прочности.

Сварка конструкций выполняется из отдельных ранее подготовленных элементов. Пояс и две металлические полки собираются воедино. Для производства двутавровой сварной балки используются разные сорта стали.

Изготовление и применение

Благодаря способности выдерживать большие нагрузки на изгиб в разных плоскостях, на сдвиг и кручение, стальные двутавровые балки составляют основу несущих конструкций быстровозводимых каркасных зданий и потолочных перекрытий.

Внутрицеховые грузоподъемные механизмы (кран-балки и мостовые краны) перемещаются по направляющим, изготовленным из балок двутаврового сечения.

Изготовление двутавровых балок осуществляется двумя способами:

  • методом проката цельных отливок. Такие двутавровые балки называются горячекатаными;
  • электродуговой сваркой предварительно раскроенных листовых заготовок, в результате чего получают сварную сборную двутавровую балку.

Горячекатаные двутавровые балки производятся на прокатных станах металлургических предприятий. Такая технология позволяет получить цельное изделие, не содержащее швов и обладающее высокой прочностью.

Сборку и сварку двутавровой балки осуществляют на автоматических линиях. Такая балка незначительно уступает цельнокатаной по прочности, но может быть выполнена по специальному заказу, с учетом требований конкретного проекта.

Производство горячекатаной двутавровой балки осуществляется в соответствии с ГОСТ 26020-83, сварной двутавр производители выпускают по своим собственным техническим условиям (ТУ).

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.

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

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.

Изготовление сварной балки на заказ

Изготовление сварной балки

производится высококвалифицированными инженерами по современным программным средствам на новейшем компьютерном оборудовании.

Вот поэтому, сварная балка изготовление которой проходит на новейшем оборудовании, соответствует всем стандартам качества.

Марка: Б1, Б2, Б3 К1, К2, К3, К4, К5, Ш1, Ш2, Ш3, Ш4, Ш5 Изготовление по ГОСТ 26020-83 и по СТО АСЧМ 20-93

Стоимость изготовления сварной балки ст.3 от 41800 руб/тн.

ст.09Г2С
от 48500 руб/тн.

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

Технология изготовления двутавровых балок

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

Область применения

Двутавровые балки сварного типа широко используются в различных областях строительства. Они востребованы в создании:

  • несущих конструкций: каркас, фундамент, опоры и т.п.;
  • перекрытий между этажами;
  • жилых зданий;
  • мостов, эстакад и путепроводов;
  • складов и торговых центров;
  • виадуков и тоннелей;
  • стадионов и других сооружений.

Благодаря тому, что сварная балка обладает высокими показателями прочности и надежности она применяется практически во всех отраслях строительства.

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 двутавровых балок между собой

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.

Возможные проблемы и особенности

деформация двутавра

Чтобы не сталкиваться с основными проблемами, вы должны обеспечить, чтобы готовое соединение не работало на растяжение. Отсутствие этой ошибки в работе предотвращает нежелательные изменения конструкции во время монтажа. Нельзя варить все части сразу. После соединения первых деталей подождите несколько минут, чтобы избыточное напряжение не накапливалось в металле.

Сварная балка по размерам ГОСТ 26020-83

Сварная балка «Б» — нормальная

Двутавры Высота балки mm h Высота стенки mm Толщина стенки mm S Ширина балки mm b Толщина полки mm t Момент инерции ix. cm4 Момент сопротивления Wx. cm3 Статический момент Sx,cm3 Площадь сечения A. cm2 Вес кг/м
30Б1 296 276 5 141 10 6642,642 448,8272 249,24 42 33,30
30Б2 299 279 6 150 10 7349,957 491,6359 275,1308 46,74 37,06
35Б1 346 326 6 155 10 10481,74 605,8809 340,107 50,56 40,09
35Б2 349 325 6 150 12 11937,62 684,1041 382,5188 55,5 44,00
40Б1 392 372 8 170 10 15835,46 807,9318 463,084 63,76 50,55
40Б2 396 372 8 175 12 18914,8 955,2931 541,584 71,76 56,89
45Б1 443 419 8 180 12 24966,19 1127,142 641,041 76,72 60,83
45Б2 447 419 8 185 14 29183,83 1305,764 736,296 85,32 67,65
50Б1 492 468 10 210 12 37572,34 1527,331 878,58 97,2 77,07
50Б2 496 468 10 210 14 42693,56 1721,515 982,32 105,6 83,72
55Б1 543 515 10 230 14 56436,97 2078,71 1183,221 115,9 91,89
55Б2 547 515 10 230 16 63263,4 2313,104 1308,571 125,1 99,19
60Б1 593 561 12 230 16 78914,78 2661,544 1533,762 140,92 111,73
60Б2 597 561 12 235 18 88559,32 2966,811 1696,667 151,92 120,45
70Б1 691 659 12 275 16 128856,6 3729,569 2136,422 167,08 132,47
70Б2 697 657 14 250 20 147668,1 4237,25 2447,886 191,98 152,21
80Б1 791 755 14 280 18 200787 5076,789 2945,504 206,5 163,72
80Б2 798 754 14 280 22 235480,7 5901,771 3384,983 228,76 181,37
90Б1 893 857 16 320 18 304423 6817,985 3988,898 252,32 200,05
90Б2 900 852 16 300 24 358718,1 7971,512 4605,408 280,32 222,25
100Б1 990 946 16 330 22 453018,5 9151,888 5303,672 296,56 235,13
100Б2 998 948 18 330 25 518321,4 10387,2 6035,709 335,64 266,11
100Б3 1006 946 18 330 30 598513,7 11898,88 6844,761 368,28 291,99
100Б4 1013 945 20 320 34 662043,3 13070,94 7558,323 406,6 322,37

Сварная балка «Ш» — широкополочная, по ГОСТ 26020-83

Двутавры Высота балки mm h Высота стенки mm Толщина стенки mm S Ширина балки mm b Толщина полки mm t Момент инерции ix. cm4 Момент сопротивления Wx. cm3 Статический момент Sx,cm3 Площадь сечения A. cm2 Вес кг/м
40Ш1 388 360 10 310 14 34241,09 1765,005 973,58 122,8 97,36
40Ш2 392 360 12 310 16 39726,85 2026,88 1126,88 142,4 112,90
40Ш3 396 360 14 310 18 45307,84 2288,275 1281,42 162 128,44
50Ш1 484 452 12 300 16 61800,3 2553,731 1429,656 150,24 119,12
50Ш2 489 453 16 300 18 72291,69 2956,715 1682,118 180,48 143,09
50Ш3 495 451 16 300 22 86061,75 3477,242 1967,702 204,16 161,87
50Ш4 501 453 18 310 24 98584,74 3935,519 2236,16 230,34 182,63
60Ш1 580 544 12 320 18 107062 3691,793 2062,464 180,48 143,09
60Ш2 587 543 16 320 22 133714,3 4555,852 2578,498 227,68 180,52
60Ш3 595 545 18 330 25 158303 5321,111 3019,556 263,1 208,60
60Ш4 603 543 20 320 30 184281,8 6112,164 3487,523 300,6 238,33
70Ш1 683 643 14 320 20 171677,6 5027,164 2845,136 218,02 172,86
70Ш2 691 643 16 320 24 206283,7 5970,586 3388,178 256,48 203,35
70Ш3 700 644 18 330 28 248695,3 7105,58 4037,796 300,72 238,43
70Ш4 708 644 22 325 32 286594 8095,876 4655,724 349,68 277,24
70Ш5 718 642 32 320 38 351701,7 9796,704 5783,056 448,64 355,70

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.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Лазерные станки