Сварные и болтовые соединения металлических конструкций

Способы соединения металлических конструкций

При изготовлении и монтаже технологических конструкций применяют в основном сварные и болтовые соединения. Соединения на заклепках в последнее время применяют очень редко.

При изготовлении конструкций элементы соединяют на сварке. Это наиболее экономичный способ с точки зрения трудоемкости и расхода металла. Монтажные соединения обычно выполняют на болтах. Сборка металлоконструкций при монтаже на болтах намного снижает трудоемкость работ, так как сварка элементов, особенно на высоте, очень трудоемка. Соединение на болтах в данном случае себя вполне оправдывает.

В болтовых соединениях, не требующих передачи больших усилий, применяют болты грубой точности. Для ответственных узлов применяют болты нормальной и повышенной точности. Такие болты усложняют монтаж, так как требуют большой точности в работе. Часто используют болты грубой точности (раньше эти болты называли черными). В последнее время широко применяют соединения на высокопрочных болтах.

При изготовлении технологических металлоконструкций применяют сварку: электрическую, ручную, полуавтоматическую и автоматическую под флюсом, а также электросварку в защитном газе (рис. 19). Применяют газовую сварку, а также точечную или контактную электросварку.

Наиболее широко распространена ручная электродуговая сварка, так как она не требует сложной аппаратуры, ее можно проводить в любых условиях.

В последнее время значительно увеличилось применение механизированных способов сварки. Автоматическая электросварка под слоем флюса применяется в тех случаях, когда необходимо накладывать сварные швы большой протяженности в нижнем положении. Данный вид сварки обеспечивает высокое качество сварного шва, производительность труда по сравнению с ручной электросваркой увеличивается в 5—8 раз.

Сваркой в среде углекислого газа пользуются при изготовлении конструкций из углеродистых и легированных сталей. В монтажных условиях применяют полуавтоматическую сварку порошковой проволокой.

Существует четыре вида сварных соединений: стыковые, угловые, тавровые, внахлестку (табл. 2). Стыковые соединения разделяют на прямые, расположенные под углом 90° к оси соединяемого элемента, и косые, расположенные под углом менее 90°. При сварке встык, в зависимости от толщины свариваемых деталей, кромки соединяемых элементов обрабатывают согласно ГОСТ 8713—70 для автоматической и полуавтоматической сварки и согласно ГОСТ 5264—69 для ручной сварки.

Для обеспечения хорошего провара кромки под сварку подготавливают на кромкострогальных и торцестрогальных станках, а также с помощью кислородной резки. Обрабатываемую кромку притупляют для предотвращения прожога металла. Лучший провар кромок обеспечивается зазором между соединяемыми листами.

Угловые швы разделяют на фланговые, расположенные параллельно действующему усилию, и лобовые, расположенные перпендикулярно действующему усилию. Кроме того, различают угловые швы сплошные и прерывистые (шпоночные).

В зависимости от положения швов в момент сварки различают швы нижние, потолочные, горизонтальные и вертикальные (рис. 20). Наиболее хорошее качество сварных швов достигается при сварке в нижнем положении. Сварка в потолочном положении наиболее трудоемка, поэтому ее применение нежелательно.

При соединении металлических конструкций большое значение имеет правильный выбор типа электродов. Для защиты свариваемого металла от вредного воздействия воздуха электроды покрывают обмазками. Обмазки бывают тонкие (стабилизирующие) и толстые (качественные). Электроды хранят в сухом проветриваемом помещении. Отсыревшие электроды перед сваркой прокаливают в сушильных шкафах.

Технологические металлоконструкции кроме сварки соединяют на заклепках или болтах, особенно в конструкциях, воспринимающих динамические нагрузки. Существуют различные виды заклепок, болтов и заклепочных соединений (рис. 21). Вместо заклепок могут применяться болты. Стык внахлестку работает с эксцентриситетом. Соединение прокатных профилей может производиться как уголковыми, так и листовыми накладками. При стыках с листовыми накладками последние на внутренних сторонах полок выполняются из обрезков полок аналогичных профилей, при этом обе плоскости становятся параллельными.

Номинальные диаметры заклепок и болтов грубой и нормальной точности, а также высокопрочных и соответствующие им номинальные диаметры отверстий приведены в табл. 3.

Наиболее экономичные соединения — стыки на высокопрочных болтах. В отличие от заклепок и болтов высокопрочные болты передают усилия не на срез и смятие, а за счет сил трения, создаваемых между стягиваемыми плоскостями.

Высокопрочные болты и гайки, изготовляемые из высокопрочных легированных сталей, после изготовления подвергают термической Обработке, которая повышает предел прочности стали. Для увеличения площади давления на соединяемые элементы и для предохранения соединяемых элементов от задира под головку и гайку болта подкладывают шайбы. Шайбы, так же как и высокопрочные болты, изготовляют из высокопрочной стали с термообработкой.

В соединениях на высокопрочных болтах поверхности соединяемых элементов в пределах узлов и соединений перед сборкой подвергают огневой очистке (кислородно-ацетиленовой, кислородно-пропанбутановой) или пневматической (песком, металлическим порошком с зерном размером не более 1 мм). Обработка поверхности при помощи кислородно-ацетиленового пламени производится с 30%-ным избытком кислорода. Огневая обработка допускается при толщине металла не менее 5 мм. Перегрев металла при огневой обработке не допускается.

После огневой очистки удаляют окалину и продукты загрязнения мягкими проволочными щетками с последующей протиркой поверхности чистой сухой ветошью. Соединяемые поверхности элементов очищают от пыли, ржавчины и жировых загрязнений.

Высокопрочные болты натягивают динамометрическим ключом или гайковертом, развивающими крутящий момент Мкр, обеспечивающий в болте проектное усилие

где К — коэффициент закручивания, устанавливаемый стандартами или техническими условиями на болты; Р — заданное усилие натяжения болта; d — номинальный диаметр болта.

Отклонение фактического натяжения болта от проектного не должно превышать +20%.

Для заворачивания высокопрочных болтов применяют простейший ручной ключ (рис. 22) с индикатором часового типа, который показывает отсчеты, вызванные деформацией рукоятки. В середине ключа сделан вырез, в котором находится упор (язык). Этот упор при работе ключа не деформируется. Деформации подвергается рукоятка ключа, которая при приложении к ней определенной силы в месте опоры языка изгибается. Стержень индикатора часового типа жестко закреплен на рукоятке и касается перемещающимся стержнем упора. Длина рукоятки ключа 1200 мм.

Расчетное усилие Nб, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, определяется по формуле

где Р — осевое усилие натяжения болта; f — коэффициент трения (табл. 4); m — коэффициент условий работы болтового соединения, равный 0,9.

Осевое усилие натяжения высокопрочных болтов Р, принимаемое в зависимости от механических свойств болтов после их термической обработки равным 0,65% разрушающей нагрузки при разрыве болта, определяется по формуле

где 0в — временное сопротивление разрыву стала высокопрочных болтов после термической обработки в готовом изделии; Fнт — площадь сечения болта, определяемая аналогично площади сечения болтовых и заклепочных соединений.

Разбираемся какое соединение лучше: сварное или болтовое

Необходимость делать подобный выбор сегодня обусловлена тем, что практически все современные металлоконструкции собираются по частям. Сегодня не меньше 95% металлических конструкций делаются именно сборными. Чем обоснован такой подход?

• Во-первых, сборные металлоконструкции позволяют быстро заменить деталь, вышедшую из строя.
• Во-вторых, на изготовление сборной конструкции требуется гораздо меньше металла, чем на изготовление цельной. Таким образом, вся конструкция получается намного дешевле.
• В-третьих, сборные металлические конструкции гораздо проще транспортировать, так их можно разобрать и тем самым сократить размеры. Выгодная логистика – очень важный фактор в производстве.

В связи с этим возникает вопрос: какой из существующих типов соединения конструкций использовать лучше всего? В полной мере об этом можно судить, только имея представление о каком-то конкретном строительном случае. Однако, в любом случае есть некоторые особенности двух методов, справедливые для любой ситуации. Основываясь на них, мы дадим вам несколько советов.

Наиболее популярные сегодня техники соединения металлоконструкций – это сварная и болтовая. Есть также клёпка и пайка, но они используются далеко не так часто.

Сварное соединение

Неоспоримое преимущество сварного метода соединения – это герметичность шва, которая предохраняет конструкцию от попадания влаги между деталями. Сварка хороша тем, что, имея соответствующие навыки, вы можете прикрепить к основной конструкции детали совершенно любой формы и в самых разных положениях. Болтовое соединение такой вариативности не обеспечит, так как у него есть свои пространственные ограничения. И, наконец, сварное соединение – достаточно дешевый процесс.

Что касается недостатков сварки, здесь нужно сказать о том, что от сильного локального нагрева увеличивается подверженность коррозии, и металл может повести. Кроме того, сварочное соединение невозможно без наличия определенного инструментария: тут и сварочный аппарат, и кабели, и щиток, и надежный источник тока. И, что самое главное – соответствующий высокоразвитый навык.

Болтовое соединение

В чем состоит преимущество болтового соединения перед сварным? Прежде всего, это возможность разобрать конструкцию. Это особенно важно, когда мы говорим о соединении элементов водопровода или других конструкций, элементы в которых требуется регулярно заменять. Ведь для того, чтобы проникнуть в конструкцию, она должна легко разбираться – но при этом все же быть очень прочной. Болты это обеспечивают.

К недостаткам болтового соединения можно причислить геометрическую ограниченность. Соединяемые элементы должны идеально совпадать поверхностями, все углы должны быть ровными – иначе прочность крепежных отверстий обеспечить невозможно.

Что надежнее?

На самом деле, если все условия соблюдаются на сто процентов – сварка делается профессионально, а болты скрепляют геометрически правильные элементы – то прочность двух соединений получается почти равной. Особенно, если конструкция делается для исключительно бытовых целей и не будет в будущем подвержена особо сильным нагрузкам.

Выводы

В конце концов, выбор метода соединения вы все равно сделаете, исходя из целей металлоконструкции. Собираете конструкцию сложных форм из различного проката? Выбираем сварное соединение. Если хотите иметь возможность разобрать конструкцию, тогда болтовое соединение – идеальный вариант.

Статья носит ознакомительный характер.
Не забывайте консультироваться со специалистами.

Сварка или болты?

Здравствуйте уважаемые форумчане. Вопрос собственно находится в теме.
Интересует почему у нас в России преимущественно делают соединения металлических конструкций на сварке, а в Европе на болтах?

Вот собственно снова столкнулся с ситуацией — проектирую временное сооружение (торговый павильон 5х5х15 м), сначала заказчик хотел, чтобы узлы были на болтах, но строители сказали, что если заменить болтовые соединения сварными, то это будет быстрее. Так ли это?

Мне так больше симпатизируют болтовые соединения — взяли, на заводе просверлили все отверстия в балках, изготовили отправочные марки, привезли на стройку и быстренько собрали.

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Так Россия ж. Сегодня 10 болтов, завтра 9.

Если серьёзно, надо через ГЭСН и ФЕР сравнить стоимость и трудоёмкость вариантов. Мне лень. Так навскидку разница небольшая будет, сварка дольше и более трудоёмко. Но нормы порой бывают со мной не согласны.

Во вложении эскиз моего каркаса. Как думаете как будет быстрее при всех прочих равных условиях (обеспечения качества и т.п.) собрать каркас на болтах или сварке?

Доп. условие — время считаем с момента получения чертежей раздела КМ.
т.е. получается два варианта:
1) Соединение на сварке:
по факту изготовления железобетонной плиты строители сразу начинают монтаж
2) Соединение на болтах:
пока строители делают плиту они одновременно заказывают изготовление отправочных марок по разделу КМ. На изготовление плиты думаю нужно дней 7, а отправочные марки как я предполагаю могут изготавливать дольше (хотя это как повезет).

Примечание к эскизу — узлы примыкания балок к колоннам у меня рамные, поэтому хочется, чтобы монтаж был точным, а со сваркой мне я думаю, что это будет не очень просто сделать.
Что думаете по этому поводу?

Вложения

Каркас.pdf (36.4 Кб, 1125 просмотров)

Специальный Институт Строительных Конструкций Изделий

Dyuk, каркасик маленький. Можно на болтах. Всё можно собрать двумя трезвыми мужиками с нормальными руками. И потом — Вы сами себе дали ответ в примечаниях — коль заморочились с узлами на ВП болтах добейте и остальное таким же макаром.

А вообще — большепролетные каркасы — вот где надо думать. Я последнее время стараюсь всё на болты сажать и в ТУ прописывать при проектировании.

8.Сварные соединения элементов металлических конструкций. Стыковые сварные соединения. Соединения с угловыми швами и их расчет

Наиболее распространенными видами соединений металлических строительных конструкций являются сварные. В настоящее время более 95% стальных конструкций выполняется с соединениями на сварке при

изготовлении и более 60% на монтаже. Сварка упрощает конструктивную форму соединения, дает экономию металла, позволяет применять высокопроизводительные механизированные способы, что

значительно уменьшает трудоемкость изготовления конструкций.Кроме сварных соединений, в металлических конструкциях применяются болтовые.

Сварка представляет собой процесс молекулярного соединения свариваемых металлов путем местного нагрева их до жидкого состояния (сварка плавлением) или вязкого (сварка давлением).

В современном строительстве для соединения элементов получила распространение главным образом электродуговая сварка. Ограниченное применение находят контактная сварка, газовая, сварка трением, холодная,ультразвуковая.

Электродуговая сварка основана на явлении возникновения дуги между металлическим стержнем (электродом) и свариваемыми деталями

Способы сварки металлических конструкций :

Расчет и конструирование сварных соединений.Стыковые соединения

Расчет сварных стыковых соединений на центральное растяжение или сжатие производится по формулеN / (t lw ) ≤ Rwy γс, где N – внешнее усилие, приложенное к соединению; t – расчетная толщина шва, равная толщине наиболее тонкого из соединяемых элементов, если невозможно обеспечить полный провар по толщине свариваемых элементов путем подварки корня шва, в формуле вместо t следует принимать 0,7t; lw – расчетная длина шва, равная полной ширине соединяемых элементов за вычетом 2t, учитывающих низкое качество шва в зонах зажигания (непровар) и прерывания (кратер) Rwy – расчетное сопротивление сварного стыкового соединения равно р сварочной дуги. Расчетному сопротивлению основного металла Ry при сжатии, а также при растяжении, если применяются физические методы контроля качества сварных швов Если физические методы контроля качества шва, работающего на растяжение, не используются, то следует принимать Rwy = 0,85 Ry

Соединения с угловыми швами

Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил рассчитываются на условный срез по двум

сечениям (рис. 10.28): – по металлу шва (сечение 1-1):

N / (βf kf lw) ≤ Rwf γwf γc; – по металлу границы сплавления (сечение 2-

2):N / (βz kf lw) ≤ Rwz γwz γc.

Расчетные сопротивления сварных соединений Rwf – при расчете по металлу шва и Rwz – при расчете по металлу границы сплавления. Коэффициенты условий работы шва и , равные 1,0 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах Ι1, Ι2, ΙΙ2 и ΙΙ3, для которых γwf =0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением Rwun = 410 МПа и γwz = 0,85 –

для всех сталей.βf и βz – коэффициенты, учитывающие глубину проплавления шва и границы

9. Болтовые соединения. Работа и расчёт болтовых соединений на обычных болтах. Соединения на высокопрочных болтах

Работа на сдвиг является основным ви­дом работы большинства соединений, при­чем в разных соединениях она имеет свои особенности.

В соединениях на болтах, силы стя­гивания болтами, а следовательно, и развивающиеся силы трения между сое­диняемыми элементами при действии сдви­гающих сил недостаточны для полного восприятия этих сдвигающих сил.

Работу такого соединения можно разбить на четыре этапа. На 1-м этапе, пока силы трения между сое­диняемыми элементами не преодолены, сами болты не испытывают сдви­гающих усилий и работают только на растяжение, все соединение работает упруго. При увеличении внешней сдвигающей силы силы внутреннего трения оказываются преодоленными и наступает 2-й этап -сдвиг всего соединения на величину зазора между поверхностью отвер­стия и стержнем болта. На 3-м этапе сдвигающее усилие в основном передается давлением поверхности отверстия на стержень болта; стер­жень болта и края отверстия постепенно обминаются; болт изгибается, растягивается, так как головка и гайка препятствуют свободному изги­бу стержня. Постепенно плотность соединения расстраивается, силы тре­ния уменьшаются и соединение переходит в 4-й этап работы, характери­зующийся его упругопластической работой. Разрушение соединения про­исходит от среза болта, смятия и выкола одного из соединяемых элементов или отрыва головки болта.

Расчет прочности болтовых соединений производится в предположении равномерного распределения усилий между болтами по формулам:

;

на смятие болтов

;

на растяжение болтов

,

где N – расчетное значение продольной силы, действующей на соединение;

n – число болтов в соединении;

n_s – число расчетных срезов одного болта;

γ_b – коэффициент условий работы болтового соединения;

— расчетная площадь сечения стержня болта;

R_s, К_р, R_t – расчетные сопротивления на срез, смятие и растяжение болтов;

d – наружный диаметр стержня болта;

— наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении.

При проектировании болтовых соединений обычно определяют количество болтов, заданного класса прочности, необходимое для восприятия внешнего усилия N:

из условия прочности на срез

;

из условия прочности на смятие

:

из двух полученных значений n принимают наибольшее.

Монтажные соединения на высокопрочных стальных болтах следует рассчитывать в предположении передачи действующих в стыках и прикреплениях усилий через трение. При этом распределение продольной силы между болтами следует принимать равномерным.

8.10. Расчетное усилие Q_bh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, следует определять по формуле

R_bh — расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта, определяемое согласно СНиП II-23-81;

— коэффициент условий работы соединения, принимаемый равным 0,8;

A_bn — площадь сечения болта нетто, определяемая согласно СНиП II-23-81;

— коэффициент трения, принимаемый по табл. 40;

— коэффициент надежности, принимаемый по СНиП II-23-81.

Болтовые соединения

Различают несколько видов болтовых соединений. По числу поставленных болтов они подразделяются на олноболтовыс и многобол говыс, а по характеру передачи усилия в соединении от одного элемента к другому — на неелви- гоустойчивыс и един гоустойч иные (фрикционные). В неелвш оустоичивых соединениях сила затяжки гайкой не контролируется и считается, что усилие не передается через трение поверхностей соединяемых элементов. В соединениях же слвигоустойчивых сдвига­ющие силы передаются треним между соединяемыми элементами и учитываются при проектировании соединений. В соединениеях без контролируемого нагяжения могут ис­пользоваться болты различных классов прочности, в том числе и высокопрочные. В рас­четах таких соединений учитываются сопротивления растяжению, смятию и срезу без учета сил трения.

Болтовые соединения на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением могут быть как фрикционными, так и фрнкцнонно-срезными (часть усилия перелается через трение поверхностей соединяемых элементов, а часть — через смятие, как при некон­тролируемом натяжении) 1 .

Результаты исследований показывают, что наиболее экономичным является фрик- ционно-срезное соединение. Однако в практике строительства, такие соединения при­меняются весьма редко, во-первых, из-за сложности точного учета распределения уси­лия между частью, передаваемой путем трения, и частью, передаваемой при работе на смятие соединяемых элементов, и. во-вторых, из-за возможной неупругой деформа­ции соединения, недопустимой для большинства сооружений, особенно статически неопределимых.

Типы болтовых соединений

Различают две конструктивные разновидности соединений — стыки и прикрепления элементов друг к другу.

Болтовое соединение и сварка металлоконструкций: преимущества и особенности

Строительство из металлоконструкций успешно зарекомендовало себя практически во всех сферах бизнеса, позволяя быстро, качественно и сравнительно недорого возводить надежные долговечные площади для организации деятельности. В основе монтажа зданий из таких конструкций лежит метод болтового соединения и сварка металлоконструкций, благодаря которым отдельные элементы приобретают форму полноценного функционального сооружения.

Невзирая на то, что помимо сварки и болтового соединения металлоконструкций также имеет место крепление на основе заклепок и пайки, все же представленные варианты наиболее популярны и чаще всего применяемые в силу их преимуществ и технологии соединения.

Болтовое соединение металлоконструкций

Болтовое соединение – один из самых лучших вариантов крепления, который упрощает сборку и сокращает продолжительность монтажных работ. Не поэтому ли 95 % приходится именно на данный тип соединения?

В зависимости от конструктивных решений и величины нагрузок соединение металлоконструкций болтами может выполняться на основе метизов грубой, нормальной и повышенной точности. Болтовые отверстия проделываются диаметром больше, чем диаметр болта на 2-3 мм. Но при такой технологии монтажа увеличивается риск деформации соединений, именно поэтому так важно обеспечить точность совпадения крепежных отверстий металлоконструкций.

Применение высокопрочных болтов для металлоконструкций с большой эффективностью заменяет заклепки и может применяться вместо болтов повышенной точности. К тому же, такое крепление сочетает в себе легкость установки, низкий процент деформации и высокий уровень несущей способности.

Подготовка к монтажу болтовым методом включает в себя несколько этапов:

• подготовительный этап стыкуемых поверхностей;
• состыковка отверстий под болты;
• стяжка элементов стыка;
• рассверловка отверстий для установки болтов.

Перед тем, как закрутить болт, осуществляется выверка конструкции. Длина и диаметр болтов рассчитывается с учетом особенностей проекта.

Виды болтовых соединений

Для монтажа металлоконструкций применяют несколько разновидностей болтов, к основным относят:

• болты высокой точности из высокопрочной оцинкованной стали;
• грубой точности — выполняемые диаметром до 20 мм из углеродистой стали;
• повышенной точности – диаметр метизов до 48 мм, длина до 300 мм.

Крепление металлоконструкций болтами можно разделить по изготовлению:

• внахлест;
• с применением накладки.

При болтовом соединении важнейшими параметры считаются:

• класс точности болтов;
• тип исполнения;
• параметры болта (шаг резьбы, материал изготовления, толщина и пр.).

Преимущества металлоконструкций на болтах

Поэлементная сборка металлоконструкций на болтах применима в том случае, когда сварка невозможна или конструктивные особенности проекта не предполагают данный метод монтажа.

К основным преимуществам болтового соединения можно отнести возможность многократной сборки и разборки без потери эксплуатационных качеств каркаса здания. Но помимо этого также выделяют:

• низкую металлоемкость и простоту сборки;
• упрощенную логистику, так как сборные МК проще транспортировать;
• возможность быстрой замены отдельных конструкций, вышедших из строя.

Недостаток такого типа соединения заключается в геометрической ограниченности за счет того, что поверхности соединяемых конструкций должны совпадать отверстиями под болты.

Сварное соединение металлоконструкций

Изготовление металлоконструкций методом сварки – экономически выгодный метод, применяемый в работе с металлическими изделиями. Он обеспечивает надежное соединение металлических конструкций с продолжительным сроком эксплуатации.

Технология сварки металлоконструкций во многом влияет на прочность, надежность и цену, а поэтому тот или иной вариант сварки применяют отдельно для конкретного случая.

Виды сварки

Для изготовления сварных металлоконструкций выбирают следующие типы сварки:

• сварка полуавтоматом;
• точечная сварка (одна из самых финансово затратных);
• многоточечная сварка.

Существенная разница между различными видами сварки металлоконструкций заключается в специфике поступления тока на электрод. При точечной – ток поступает на каждый электрод по отдельности, что требует применение дорогостоящего оборудования. При многоточечной – ток при помощи распределителя энергии подается на все электроды и требует высокой квалификации специалиста.

Преимущества сварки металлоконструкций

К основным достоинствам данного метода относят:

• герметичность шва, исключая возможность проникновения влаги между стыками металлоконструкций;
• вариативность – возможность соединять элементы любой формы и в разных положениях;
• низкая цена сварки металлоконструкций – один из самых дешевых способов крепления за счет отсутствия необходимости использовать крепежи.

В качестве недостатков сварки металлоконструкций можно выделить подверженность коррозии из-за локального нагрева. Также сварные конструкции невозможно демонтировать для последующей сборки, а для их соединения необходим специальный инструментарий и опыт специалиста.

Какой из типов соединений лучше?

Какое соединение лучше – сварное или болтовое? Ответить однозначно невозможно, да и выбирать преимущественно одну из предложенных технологий — совершенно неправильное решение. Каждый из данных способов будет уместен при определенных обстоятельствах, конструктивных особенностях проекта, а также условий разворачивания стройки. К примеру, поэлементная болтовая сборка будет уместна, где сварка попросту недопустима или же здание планируется как временная мобильная постройка, которую со временем необходимо разобрать.

Сварка – отличный способ уменьшить расходы на строительство, так как стоимость сварки металлоконструкций ниже по сравнению с болтовым соединением. К тому же, если речь идет о сложнодоступных и неудобных местах, сварка является целесообразным решением.

Если вы находитесь в замешательстве и хотите получить больше информации касаемо данного выбора, обратитесь к нашим специалистам. Мы постараемся ответить на все ваши вопросы абсолютно бесплатно.

Сварные соединения. Виды сварки и их характеристика

Тема 10.

10.1. Соединения металлических конструкций.

Соединения металлических конструкций предназначены для сопряжения отдельных элементов между собой. Выбор вида соединения зависит от вида напряженного состояния соединяемых элементов; величины и характера действующей нагрузки; формы сопрягаемых элементов; условий работы соединения и др.

В металлических конструкциях применяют в настоящее время сварные, болтовые и заклепочные соединения.

Сварные соединения — наиболее распространенные соединения. Они требуют на изготовление меньше времени и металла по сравнению с заклепочными и болтовыми соединениями. Применение сварки обеспечивает высокую прочность соединения, автоматизированный процесс, высокое качество сварного шва при выполнении его не только в заводских условиях, но и в построечных. Благодаря этому сварные соединения применяются во всех металлических конструкциях.

Болтовые соединения, как и сварные, находят широкое применение в металлических конструкциях. Они применяются в монтажных и рабочих соединениях сборно-разборных и стационарных конструкций. Их достоинство: простота и надежность соединения; недостатки: повышенный расход металла на конструкцию вследствие ослабления сечения сопрягаемых элементов отверстиями, податливость (деформативность) соединения, ввиду наличия зазоров между болтом и отверстием. В настоящее время используют соединения с высокопрочными болтами, работающими на срез и на растяжение. Достоинством этих соединений является их меньшая деформативность, однако трудоемкость такого соединения возрастает.

Заклепочные соединения в настоящее время находят ограниченное применение, поскольку они наиболее трудоемки и дорогостоящи по сравнению с двумя предыдущими. Однако надежность заклепочных соединений при знакопеременных и вибрационных нагрузках определяет область их применения в конструкциях с тяжелым режимом работы (железнодорожных мостов, промышленных этажерок при динамических воздействиях и др.).

Основным видом соединений металлических строительных конструк­ций является сварка. Она почти полностью заменила другие виды сое­динений при изготовлении конструкций и широко применяется как на заводе, так и при монтаже на строительной площадке. Сварка упрощает конструктивную форму соединения, дает экономию металла, позволяет применять высокопроизводительные механизированные способы, что значительно уменьшает трудоемкость изготовления конструкций. Свар­ные соединения обладают не только прочностью, но и водо- и газонепро­ницаемостью, что особенно важно для листовых конструкций.

В строительстве применяется главным образом электродуговая свар­ка: ручная, автоматическая, полуавтоматическая, а также электрошла­ковая. Реже применяется контактная и газовая сварка. Другие виды сварки при сборке и монтаже строительных конструкций не полу­чили распространения.

1. Ручная электродуговая сварки универсальна и широко распрост­ранена, так как может выполняться в любом пространственном положе­нии. Она часто применяется при монтаже в труднодоступных местах, где механизированные способы сварки не могут быть применены. Меньшая глубина проплавления основного металла и меньшая производитель­ность ручной сварки из-за пониженной силы применяемого тока, а так­же меньшая стабильность ручного процесса по сравнению с автоматиче­ской сваркой под флюсом являются недостатками ручной сварки.

Электроды, применяющиеся для ручной сварки, подразделены на несколько типов по значению временного сопротивления металла шва. Например, электрод типа Э42 позволяет получить шов, имеющий σ_в410 МПа (42 кгс/мм 2 ); электрод типа Э50 дает соответственно σ_в490 МПа. Добавление к названию электрода буквы А означает, что данные электроды дают ме­талл, обладающий повышенной пластичностью, характеризуемой отно­сительным удлинением и повышенной ударной вязкостью.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом осуществляется автоматом с подачей сварочной проволоки d = 2—5 мм без
покрытия. Металл получается чистым с ничтожными количествами вредных примесей — кислорода, азота и др. Благодаря хорошей теплозащите расплавленный металл под слоем флюса остывает медленно, хорошо освобождается от пузырь­ков газов и шлака и отличается значительной плотностью и чистотой. Большая сила тока (600—1200 А и более), применяющаяся при автоматической сварке, и хорошая теплозащита шва обеспечивают глубокое проплавление свариваемых элементов и большую скорость сварки. Та­ким образом, хорошее качество швов и высокая производительность являются большими достоинствами автоматической сварки под флюсом, и ее применение желательно во всех соединениях, где это возможно.

К недостаткам относится затруднительность выполнения этой свар­ки в вертикальном и потолочном положении и в стесненных условиях, что ограничивает ее применение на монтаже.

Электрошлаковая сварка представляет собой разновидность сварки плавлением; этот тип сварки удобен для вертикальных стыковых
швов металла толщиной от 20 мм и более. Процесс сварки ведется голой
электродной проволокой под слоем расплавленного шлака, сварочная
ванна защищена с боков медными формирующими шов ползунами, охлаждаемыми проточной водой. Качество шва, выполняемого этим способом, получается очень высоким.

Сварка в среде углекислого газа ведется голой электродной проволокой d=1,4—2 мм на постоянном токе обратной полярности. Углекислый газ при высокой температуре активно взаимодействует со
сталью, окисляя ее, что компенсируется повышенным содержанием раскислителей в электродной проволоке.

Дата добавления: 2014-01-04 ; Просмотров: 762 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет