Технологія зварювання решітчастих конструкцій

5. Кантують зібрану гілка ферми  на 180°, викладають згідно з кресленням  прокладки на поясах і елементах  решітки, притискають їх і прихоплюють.

6. Викладають другі гілки поясів, стійок, розкосів і зв'язків, орієнтуючись  по першій гілці кожного елемента, притискають їх і прихоплюють  до косинкам і прокладок.

7. Виробляють зварювання зібраної  ферми. Зварювання вузлів починають  від середини ферми і ведуть симетрично до її кінців. У кожному вузлі спочатку приварюють косинки до поясів, а потім стійки і розкоси до косинкам.

8. Кантують другий раз ферму  на 180° і виробляють у такому  ж порядку зварювання вузлів  з боку перших гілок поясів, стійок і розкосів. Якщо після виконання робочих операцій по збірці ферми, зазначених у п. 4, справити на першій гілці зварювання вузлів, як описано в п. 7, то друга кантування ферми стане зайвою. При цьому деформація ферми з її площини після зварювання вузлів на першій гілці буде збільшена і можливо буде потрібно редагувати її. Після виконання зварювання вузлів на другий гілки ферми (після її кантівки) ця деформація стане значно менше.

9. Після зварювання всіх швів  ферма піддається заключним операцій, по закінченні яких надходить на склад готової продукції (33).

 

 

 

 

 

Мал.2. Зварювання решітчастих конструкцій (33)

У решітчастих конструкціях зварні шви зосереджені в основному в вузлах решітки і мають невелику протяжність. Це різко обмежує можливість застосування автоматизованих методів зварювання. Для виготовлення к решітчастих конструкцій в більшості випадків використовується механізоване зварювання в захисному газі і порошковим дротом. Іноді застосовують ручне дугове зварювання.

Типи решітчастих конструкцій:

Найбільш поширені системи решіток наведено на рис. Від системи решітки, прийнятої в організації, залежить вага ферми, трудомісткість її виготовлення, зовнішній вигляд. Найбільше поширення отримали трикутна система і раскосна система решітки. Трикутна сітка може доповнюватися стійками і підвісками (мал. 3. б, в, г). Особливістю раскосної решітки є те, що всі розкоси мають зусилля одного знака, а стійки - протилежної. При висхідному напрямку розкосів стійки стиснуті, а при низхідному вони розтягнуть (мал.3 д). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мал.3 Системи решіток (36)

 

а) трикутна;

б) трикутна зі стійками;

в) трикутна з підвісками;

 

 

Мал.4 Безраскосна ферма (36)

Сталеві ферми в залежності від прольоту і величини діючої на них навантаження поділяються на легкі і важкі. Легкі призначені для перекриття прольотів в будівлях відносно невеликого прольоту, вони сприймають в основному статичні навантаження (/< 50 м; навантаження до 500 кН), важкі мостові ферми, здатні перекривати прольоти до 100 м і витримувати динамічні навантаження від транспорту.

Легкі сталеві ферми розроблені для прольотів 18, 24, 30, 36 м, можуть проектуватися прольотом 42 м. Найбільш доцільно легкі ферми використовувати прольотами 24-42 м, в цьому випадку вони виходять найбільш економічними. В уніфікованих фермах розмір панелей прийнятий 3000 мм, висота 2250, 2400, 3150 мм Для зменшення прогинів виконаний будівельний підйом 1,5%. Опорами легких ферм служать сталеві або залізобетонні колони (36).

 

 

 

Решітчасті конструкції

 

 

 

 

Мал.5 Креслення решітчастої конструкції (42)

На таких кресленнях вказують основні розміри, розрахункові опорні реакції, зусилля в стержнях, перетин стрижнів, товщину фасонки і т.д. До таких конструкцій відносяться ферми. Ферма – решітчаста конструкція, що складається з окремих прямолінійних стрижнів. Стрижні, пов'язані у вузлах один з одним і з верхнім і нижнім поясом, утворюють геометрично незмінну стрижневу систему.

Ферма складається з поясів і решітки. Верхній і нижній елементи ферми називають відповідно верхнім і нижнім поясами.

Стрижні, укладені між поясами, називають гратами ферми, яка складається з вертикальних елементів-стійок і похилих елементів-розкосів. Стійки і розкоси зв'язуються між собою і з верхнім і нижнім поясами з допомогою металевого листа-фасонки. Ферми, що перекривають поперечний проліт будівлі і спираються безпосередньо на несучі елементи (колони, стіни), називають кроквяними.

 

 

 

 

 

 

Мал.6. Складові елементи ферми (42)

 

ІІ. IV.I. Підготовка металу до зварювання.

Підготовка металу до зварювання складається з правки, очистки, розмітки і збирання підготовлених деталей для зварювання.

Правкою ліквідують деформацію прокатаної сталі, з якої головним чином і виготовляють зварні конструкції. Правку прокату виробляють, як правило, в холодному стані на правильних верстатах або вручну на правильних плитах.

Очищення кромок від іржі, забруднень проводять металевою щіткою, роблять це, а також сушку вологих місць, досить ретельно, щоб запобігти утворенню в зварних швах пор, раковин, різних включень та інших дефектів. Різку при підготовці деталей застосовують головним чином термічну (вогневу).

Механічне різання доцільно виконувати при заготовці однотипних деталей, підготовці кромок. Зібрані вузли і деталі з'єднують прихватками, які являють собою короткі шви з поперечним перерізом 1/3 поперечного перерізу повного шва. Довжина прихватки 20 ... 100 мм залежно від товщини листів і довжини шва.

Розмітка являє собою нанесення на метал конфігурації заготовки. Розмітку здійснюють з припуском. Припуск-це різниця між розміром заготовки і чистовим розміром деталі. Припуск знімають при подальшій обробці. Для розмітки застосовують розмічальні столи або плити потрібних розмірів. Розмітку здійснюють за допомогою різних інструментів: сталевий метр, рулетка сталева, металева лінійка, чертилка, карнер, циркуль, штангенциркуль, косинець і ін. Для отримання більш чіткого обриси заготовки поверхню металу попередньо зафарбовують білою клейовою фарбою. При великій кількості заготовок або деталей розмітку роблять з плоским шаблонами з припуском на подальшу обробку. Чертилкой обводять контур деталі, а потім накернивують по всій довжині лінії обводу з кроком (50-100мм) між кернами.

Різання здійснюється кисневими різаками по наміченій лінії контуру деталі вручну або газорізательними машинами спеціального призначення. Різання на механічних верстатах більш продуктивна і має високу якість різу. Для механічної прямолінійного різання листового металу застосовуються прес - ножиці для поздовжнього і поперечного різання.

Підготовку кромок деталей з низьковуглецевої сталі великої товщини здійснюють кисневої різкої або обробкою на стругальних або фрезерних верстатах.

 

 

 

II.IV.II. Вибір режиму зварювання решітчастих конструкцій.

Під режимом зварювання розуміють сукупність факторів, що визначають протікання процесу зварювання. Ці фактори називаються елементами режиму. Основними елементами режиму дугового зварювання є: струм, рід і полярність струму, діаметр електрода, напруга дуги і швидкість зварювання. При ручному зварюванні до них додається величина поперечного переміщення кінця електрода. Інші фактори - виліт (довжина) електрода, властивості покриття, початкова температура металу, нахил електрода і основного металу, - є додатковими елементами режиму зварювання.

Вплив елементів режиму зварювання на розміри і форму шва.

Розміри шва і форма провару не залежать від типу шва (валиків шов, кутовий, стиковий, зварювання без оброблення та зазору, зварювання з обробленням і зазором), а визначаються в основному режимом зварювання. Основним показником форми шва є коефіцієнт форми провару, що представляє відношення ширини шва до глибини провару. При дуговому зварюванні і наплавленні він може змінюватися в широких межах - від 0,8 до 20. Зменшення ширини шва і збільшення глибини провару зменшує коефіцієнт форми провару, а протилежне зміна цих величин - збільшує його.

Величина струму. Збільшення струму збільшує, а зменшення - зменшує глибину провару. При глибині провару більше 0,7-0,8 товщини металу різко змінюються умови відводу тепла від нижньої частини зварювальної ванни і може статися наскрізне проплавлення металу. Чим більше щільність металу (чим важче метал), тим більше проварювання при даному струмі. На ширину шва величина струму майже не впливає.

Рід і полярність струму. При зварюванні постійним струмом прямої полярності глибина провару менше на 40-50%, а при зварюванні змінним струмом - менше на 15-20%, ніж при зварюванні постійним струмом зворотної полярності. Ширина шва при зварюванні постійним струмом прямої полярності менше, ніж при зварюванні постійним струмом зворотної полярності і змінним струмом. Зміна ширини шва стає помітним при більш високих напругах дуги (понад 30).

2. Вибір режиму зварювання. Під режимом зварювання розуміють сукупність контрольованих параметрів, що визначають умови зварювання. Основні параметри: сила зварювального струму; напруга дуги; швидкість зварювання; рід і полярність струму. Додаткові параметри: положення шва в просторі; число проходів; температура навколишнього середовища.

Силу зварювального струму встановлюють залежно від діаметра електрода, а діаметр електрода вибирають залежно від товщини виробу, що зварюється. При збільшенні діаметра електрода і незмінному зварювальному струмі щільність струму зменшується, що призводить до блукання дуги, збільшення ширини шва і зменшення глибини провару. Чим більше діаметр електрода, тим менше допустима щільність струму, оскільки погіршуються умови охолодження.

Напруга дуги залежить від її довжини. Оптимальна довжина дуги вибирається між мінімальною і максимальною. Довгу дугу застосовувати не рекомендується. Швидкість зварювання вибирається так, щоб зварювальний ванна заповнювалася електродним металом і височіла над поверхнею крайок з плавним переходом до основного металу без підрізів і напливів. Рід і полярність струму вибирають залежно від способу зварювання і зварювальних матеріалів. Зварювання на постійному струмі ведуть на прямий або зворотній полярності.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II.IV.IV.Заходи по попередженню  деформацій.

Основні причини деформації.

• Нерівномірний нагрів металу

• Раціональне конструювання зварних виробів:

У процесі конструювання необхідно: обмежувати кількість наплавленого металу зменшенням катетів швів або кута скосу кромок; не допускати перетинання великої кількості швів; не розташовувати зварні шви там, де діють максимальні напруги від зовнішніх навантажень, і розміщувати їх симетрично.

• Заходи, що виконуються в процесі зварювання:

Раціональна послідовність накладання зварних швів. Зварні конструкції слід виготовляти так, щоб замикаючі шви, створюють жорсткий контур, заваривались в останню чергу. Зварювання треба вести від середини конструкції до її краях, як би зганяючи при цьому внутрішні напруження назовні. Кожен наступний шов при багатошарової зварюванні рекомендується накладати в напрямку, зворотному напрямку попереднього шва.

• Заходи, що виконуються після зварювання:

У тих випадках, коли деформація все ж відбулася і величини їх виходять за межі допустимих, застосовують правку зварних виробів різними способами.

• Механічна редагування:

У цьому випадку з допомогою молотів, домкратів, гвинтових процесів або інших пристроїв створюється ударна або статичне навантаження, яке зазвичай докладають з боку найбільшого вигіба. Тонколистовий метал правлять прокатом між валиками.

• Термічна правка:

Полягає в місцевому нагріванні невеликих ділянок металу деформованої конструкції. Нагрів, як правило, виробляють зварювальними пальниками великої потужності. Ведуть його швидко і тільки до пластичного стану верхніх волокон на опуклій стороні виробу. При охолодженні нагрітих ділянок останні стискаються і випрямляють виріб.

• Термомеханічна редагування:

Полягає у поєднанні місцевого нагріву з додатком статичного навантаження, изгибающей виправляється елемент конструкції в потрібному напрямку. Такий спосіб зазвичай застосовують для правки жорстких зварних вузлів.

 

 

 

 

II. IV.V. Контроль якості  зварних швів.

Зварювання користується великою популярністю в тих випадках, коли необхідно з’єднати разом металеві елементи не будь конструкції, причому утворюється з’єднання повинно бути нероз’ємним.

Існує велика кількість різновидів даного технологічного процесу, але все умовно діляться на дві великі категорії. У першому випадку розплавлення основного металу в процесі утворення шва буде відбуватися, в другому – немає. Але який би спосіб не був обраний, контроль якості зварних з’єднань виконати необхідно обов’язково. Це буде гарантією якості і довговічності готового виробу.

Контроль якості зварних з’єднань завжди проводиться в повній відповідності з нормативними актами, до яких, в залежності від призначення конструкції, відносяться ГОСТ або СНИП, які регламентують порядок і вимоги до послідовності виконання даного виду робіт. Як правило, він складається з двох етапів: