Стыковка профильной трубы накладками

ТИПОВЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ИЗДЕЛИЯ И УЗЛЫ

НОРМАЛИ ЗАВОДСКИХ СТЫКОВ ПРОФИЛЕЙ В СТРОИТЕЛЬНЫХ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

Стыки элементов конструкций для районов с расчетными температурами наружного воздуха — 40 град. Цельсия и выше. Рабочие чертежи

ГОСТЫ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ и ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ.
Некоммерческая онлайн система, содержащая все Российские Госты, национальные Стандарты и нормативы.
В Системе содержится более 150000 файлов нормативно-технической документации, действующей на территории РФ.
Система предназначена для широкого круга инженерно-технических специалистов.

Сварка — способ соединения деталей, который дает возможность создать конструкцию самой сложной конфигурации – под любым углом и наклоном.

Профильные трубы часто применяют для создания каркаса для теплиц, заборов и других ограждений, беседок и т.д. Все металлические трубы соединяются с помощью сварки различных видов, при выборе требуется учитывать толщину стенок.

Особенности и характеристика профильных труб

Профильные трубы применяются для строительства сооружений различного назначения и находят применение в мебельном производстве.

Использование металла оправдывается небольшими финансовыми затратами, способностью изделий удерживать форму при высоких температурах воды и довольно простым монтажом.

Чаще всего профильные трубы изготавливаются из углеродистых и низколегированных видов стали. Прочность и гладкость материала, как снаружи, так и внутри, обеспечивает комфортную эксплуатацию и долговечность всей созданной системы.

Сечение профиля бывает прямоугольным, квадратным, в виде многогранника или овальным, что обеспечивает высокий запас прочности на излом и сгиб. Но именно из-за особенностей сечения сварка профильных труб имеет определенные нюансы.

Виды сварочных работ для соединения профильных труб

От толщины стенок зависит как способ сварки, так и особенности подготовительного этапа работ:

1. Для труб с толщиной стенок от 4 мм и выше, концы изделий обрабатывают фаскоснимателем – под углом от 25 до 50 градусов. Это позволит в будущем создавать несколько слоев сварки, что обеспечивает шву надежность и прочность.
2. Тонкие трубы варятся одним швом. Чтобы он получился идеальным, рекомендуется жесткая фиксация изделия. Зажимы снимаются только после полного остывания шва.
3. При большом диаметре и толщине, срезы сначала прихватывают по линии соприкосновения и только затем производят основное сваривание.
4. Скорость работ должна соответствовать плавке металла без его растекания.

Обратите внимание! Во время работы важно следить, чтобы шлак и капли не попадали в отверстие. Жидкий металл может попасть во внутреннюю часть трубы, что уменьшит ее пропускную способность, здесь будет скапливаться налет, что неизбежно приведет к коррозии.

Для сваривания профильных труб применяют следующие виды сварочных работ:

• контактная сварка;
• электродуговая;
• газовая.

Электродуговая сварка

Особенность этого вида сварочных работ в том, что он дает возможность соединять трубы даже в труднодоступных местах. Выполняется с помощью сварочного аппарата и электродов.

При горении элемент начинает плавиться, расплавляя и обволакивая срезы стыков.

1. После соприкосновения с электрода с поверхностью, как только появилась дуга, инструмент быстро отводят на несколько миллиметров выше среза.
2. Движения производят плавно вдоль линии соприкосновения, без пропусков, чтобы металл успевал оплавиться, но не стекал каплями.
3. По технологии предусмотрено постоянное горение, перерывы позволительны только для смены электрода.
4. В конечной точке дугу придерживают пару секунд, чтобы исключить возникновение трещин или расслоения.

Для бытовых, то есть обладающих небольшой мощностью, электросварочных аппаратов, достаточно иметь подключение к однофазной проводке.

Сварочный трансформатор способен преобразовывать переменный ток из домовой сети в постоянный, что и необходимо для сварки. Однако оборудование не в состоянии поддерживать постоянство или стабильность дуги, поэтому часто к нему приобретается выпрямитель.

Для начинающих наиболее удобно производить дуговую сварку с помощью инвертора, потому что в таком случае предусмотрено изменение импульсного режима, при котором исключается залипание электрода, это обеспечивает постоянную силу тока, что стабилизирует длину электрической дуги.

Дуговая сварка дает возможность соединять трубы разными способами: внахлест, встык, под углом, тавровым швом. При этом качество соединения целиком зависит от выбора электрода.

Контактная» сварка

Метод контактной сварки требует применения специального оборудования. В процессе соединения труб происходит пропускание электротока путем давления электродов на металлическую поверхность, в результате этого металл деформируется и образуется очень прочный шов. Такую сварку проводят для соединения конструкций промышленных объектов.

Рекомендации по выполнению сварки профильных труб

Специалисты рекомендуют соблюдать правила при выполнении сварочных работ при монтаже конструкций из профильных труб для создания более качественных соединений:

• Резку металла лучше производить пилой, предназначенной именно для этих целей, чтобы срез был ровным без выемок и выступов. Все искривления до начала сварки необходимо выровнять.
• Металл не должен быть покрыт окалиной или ржавчиной. Поверхность должна быть чистой и гладкой. Работы выполняются машиной для шлифовки или щетками по металлу.
• До сборки отдельных элементов рекомендуется выложить всю конструкцию и проверить на совместимость и размеры все основные и вспомогательные детали.
• После окончания сварочных работ с использованием крепежей, швам дают остыть и только после этого снимают с фиксации.

Как варить тонкие трубы?

Тонкие трубы лучше варить сразу одним швом, но большинству любителей это не по силу. Новички предпочитают сначала произвести точечную сварку и уже потом переходить к формированию шва.

Обеспечить комфортную и качественную работу таким образом может только инвертор, с установленной силой тока не выше 60 А.

Обратите внимание! Для тонких труб, толщиной менее 2 мм, применяются электроды сечением от 1,5 до 2 мм и классом АНО-21 или МР-3С.

Как соединить профильную трубу под прямым углом

Прежде всего, трубы должны быть правильно обрезаны, а срезы подготовлены к работе. Для надежности все элементы конструкции фиксируются, чтобы под собственной тяжестью труб не произошло смещение. В качестве подсобных приспособлений для установления точности применяются уголки, косынки или магнитные угольники.

Сама сварка проводится в два этапа. Сначала осуществляется черновое соединение, проверяются необходимые линейные значения, положение вертикального элемента. После остывания осуществляют оформление чистового шва.

Как известно из курса «Технология сварки», возможны следующие сварные соединения.

1. Электродуговой сваркой: а) металлом электрода, пла­вящегося под защитой слоя шлака, флюса или струи газа, при пропус­ке через него электрического тока, с местным разогревом до жидкого состояния металла изделия; б) металлом прута, плавящегося с местным разогревом до жидкого состояния металла изделия электрической дугой от неплавящегося (угольного вольфрамового) электрода, также в атмосфере защитных газов; в) металлом электрода, плавящегося в слое флюса (электрошлаковая сварка).

2. Контактной сваркой путем тесного контакта (давления) элементов изделия и сплавления их при разогреве до пластического со­стояния от пропуска электрического тока через изделия или от непла­вящегося электрода, а также при непосредственном разогреве изделия (горновая сварка) или от сопротивлений трения — в атмосфере защит­ных газов, под слоем флюса или без защиты.

3. Газовой сваркой металлом прута, плавящегося при мест­ном разогреве от пламени горящего газа до состояния пластичности металла изделия, или путем тесного контакта друг с другом элементов изделия, разогретых пламенем газа до пластического состояния (газо­прессовая сварка).

В строительстве применяется в основном электродуговая сварка плавящимся электродом, а также электроконтактная сварка сплавлением материала изделий в отдельных точках точечная сварка). Элек­троконтактная сварка сплавлением стыков изделий применяется только в специальных случаях, когда изменение формы изделия при оплавлении стыка не является существенным (например, при сварке большеразмерных стержней арматуры железобетонных конструкций). Га­зовая сварка применяется иногда при ремонтных работах. Сварка сплавлением при разогреве неплавящимся электродом применяется при сварке алюминиевых сплавов, а также при сплачивании многолистовых пакетов. Электрошлаковая сварка применяется для соединения изделий большой толщины.

Сварка по сравнению с клепкой дает существенную экономию металла

Рис. 46 Сварные соединения

а-в одной плоскости в стык б-в нахлёстку: в — в тавр

а) Соединение встык. Соединение встык наиболее рационально и работает наиболее безупречно. Шов располагается нормально (рис. 48, а) или под углом a к оси элемента (обычно tg a =»» 2 : 1), как показано на рис. 48, б и в. Наклонные (косые) швы применяются тогда, когда напряжение в стыкуемых элементах больше допустимого для сварных швов. Разделка кромок, необходимая для устройства стыкового шва, удобна, когда стыкуемые элементы имеют постоянную толщину (например, листы). В фасонных профилях разделка кромок более затруднительна, довольно ве­лика вероятность непроваров во входящих углах и потому при стыковании фасонных профилей часто прибегают к перекрытию накладками (рис. 49.)

Уголковые профили перекрывают уголковой на­кладкой, располагаемой внутри уголка; для плотно­го примыкания обушок уголка накладки стесывают. Приварка обычно производится по перьям уголка уг­ловыми фланговыми швами (рис. 49, а). Такое соединение не особенно удачно, так как усилия передаются только по краям уголка далеко от оси элемента. Правильным является устройство косых резов в уголковой накладке с приваркой ее по всей площади косыми швами (рис. 49, б); однако такое решение возможно только при большой ширине полок уголков (>130 мм).

Рис. 47. Соединения внахлестку

а — фланговыми швами; б — лобовыми швами: в —комбинированное (обварка по контуру

Рис. 48. Виды соединения в стык

а — прямым швом; б и в — косым швом

Рис. 49. Перекрытие накладками фасонных профилей

а, б — уголков; в — двутавров; г — швеллеров

Рис. 50. Стык двутавра через прокладку

Прокатные двутавры и швеллеры стыкуются при помощи накладок (рис. 49, в и г) или через прокладку (рис. 50). Накладки размещаются по стенке и снаружи полок и обвариваются по контуру. Выступающие полки затрудняют наложение швов по сторонам накладок, параллельным полкам, поэтому накладки часто обрезаются или делаются ромбическими и обвариваются косыми швами. Перекрытие накладками связано с большой концентрацией напряжений у швов накладок (вследствие резкого изменения формы сечения), поэтому соединения на накладках возможны только в малоответственных конструкциях или при небольших напряжениях. В стыках через прокладку соседние элементы привариваются с двух сторон к прокладке угловыми швами по контуру обычно без разделки кромок стыкуемых; элементов (рис. 50). Угловые швы без разделки кромок также создают большую концентрацию напряжений, так как обычно в центре прикрепления остается незаваренная щель; поэтому и этот тип соединения возможен только в неответственных конструкциях. В ответственных конструкциях рациональнее при­менять соединение в стык или обходиться без стыка, что часто возможно ввиду большой длины прокатных элементов (12—15 м). Соединения угловыми швами с разделкой кромок—так называемыми К-образными швами (рис, 51)—более надежны, так как дают полную заварку прикрепления и концентрация напряжений в них меньше; однако они удобны только при примыкании листов.

В прошлом стыки листов иногда перекрывались накладками, без сварки самих листов. Такое соединение не рационально как по затрате металла, так и по трудоемкости и применяется только в неответственных конструкциях при крайне примитивных условиях их изготовления.

Рис. 51. Стык через прокладку с разделкой кромок

Иногда стыковой шов в соединении листов усиливается накладками (рис. 52). Это решение также не рационально из-за возникающей концентрации напряжений, но иногда приходится к нему прибегать, ко­гда напряжения в стыкуемых элементах превосходят допустимые для сварных швов. Для уменьшения концентрации необходимо обращать внимание на плавность сопряжения накладки с листом (рис. 39).

б) Соединение внахлестку. Соединение внахлестку осуществляется наложением фланговых или лобовых швов (рис. 47. а и б) или же обваркой по контуру соединения элементов (рис. 47, в). Передача уси­лий с широких элементов по краям элемента связана с большими неравномерностями распределения напряжений; для уменьшения этого недостатка можно добавить прорези (рис. 10). Однако последние дороги; поэтому правильнее широкие элементы приваривать не внахлестку, а в стык. Соединения внахлестку наиболее пригодны для узких элементов; при этом чаще всего применяются фланговые швы, а иногда фланговые совместно с лобовыми (обварка по контуру). Применение одних лобовых швов менее удачно вследствие весьма Сосредоточенной передачи усилия с одного элемента на другой; во всяком случае, нужно иметь два лобовых шва для компенсации эксцентриситета, получающегося при нахлестке (рис. 47, б).

Рис. 52. Усиление стыкового шва накладками

а — односторонней, б — двухсторонней

Рис.54. Сплачивание листов при помощи проплавления

1 — электрод; 2— электрическая дуга, 3 — сварочная ванна

Для сплачивания широких смежных листов внахлестку иногда применяются так называемые электрозаклепки, которые бывают двух типов. По первому типу в одном из листов делают отверстия, заполняемые электрометаллом, который, сплавляясь со стенками отверстия и нижним листом, образует соединение (рис. 53). Заполнение металлом под слоем флюса при помощи специального приспособления (электрозаклепочника) происходит быстро и потому не трудоемко. По второму типу сплачивание листов происходит без образования отверстий в верхнем листе путем глубокого проплавления электродом с тугоплавкой обмазкой, погружаемым под давлением в сварочную ванну (рис. 54). Под защитой козырька из тугоплавкой обмазки дуга продолжает гореть в ванне и углубляет проплавление, которое может получить глубину в несколько сантиметров.

>