Зварювання стиків балки
Балки різного типу застосовуються в будівництві, зведенні металоконструкцій і ін.
Балки виробляються декількох типів: прокатні або пресовані, клепані або зварені. Останні дві групи об'єднуються під загальною назвою - складові. Саме ці балки найбільш популярні і застосовуються повсюдно.
Що стосується конструкції зварних балок, а саме про них сьогодні і піде мова, зазвичай вони збираються з горизонтальних полиць і стінки, також вони мають ребра жорсткості. Відзначимо, що зварні балки мають меншу вагу, ніж клепані, і до того ж коштують дешевше.
У цій статті ми пропонуємо детально познайомитися з таким поняттям, як зварювання стиків балки.
Зварювання стиків балки: основні типи.
Фахівці виділяють наступні типи стиків у зварних балок:
- зварений стик вразбежку - таким чином з'єднуються стінки і пояс балки (рис. 1а);
- монтажний стик (рис. 1б).
Особливості стиків балки при зварюванні.
При зварюванні балок зазвичай використовують прямий зварний стик, який при додаткових умовах може виконуватися з використанням спеціальних накладок ромбічної форми. Ці накладки використовуються для тих ділянок балки, на які припадатиме найбільше напруження.
Стики поясів балки зазвичай виконуються равнопрочность швами. Хочемо зауважити, що в нижньому поясі вони робляться найчастіше косими, а верхньому - зазвичай прямими.
Зварювання стиків балки зазвичай проводиться певним типом електродом, наприклад Е42.
Порядок робіт при зварюванні стиків балки.
При зварюванні стиків балки дотримання певного порядку робіт має дуже велике значення.
Розпишемо ці етапи:
- На першому етапі збираються елементи, що мають поперечні шви. Відзначимо, що зварювати їх необхідно окремо: окремо стики поясів, стики стінки, окремо робиться приварка ребер жорсткості. Пов'язано це з тим, що такі елементи з'єднання дають усадку з максимальним значенням.
- Коли збірка балки здійснена, виробляють накладку поясних швів. Зауважимо, що коли для зварювання застосовується автоматичний спосіб, то ребра жорсткості повинні приєднуватися вже після виконання поясних швів.
Порядок зварювальних робіт також показаний на малюнку 2. Цифрами від 1 до 5 позначений порядок виконання монтажних стиків балки. Ми бачимо, що спочатку, як і говорилося, виконуються поперечні шви. Зауважимо, також, що шви під номерами 2 і 3 виконують з невеликими пропусками: з двох сторін стику залишаються незаварені ділянки довжиною до 30 сантиметрів. Це необхідно для вільної усадки.
В останню чергу проводиться зварювання поздовжніх швів (4 і 5), які також мають подовжню усадку, але незначну.
Формули для розрахунку стиків балки.
Відзначимо, що стики всіх елементів балки повинні розраховуватися окремо. Однак вигинає момент буде розподілений між усіма елементами зварної балки пропорційно до інерції. Ця особливість диктує нам необхідність при розрахунках стінки балки використовувати формулу, показану на малюнку.
.
У цій формулі ми використовуємо позначення Мб для повного розрахункового моменту в стику зварної складовою балки; Jст - для моменту інерції стінки; Jб - для моменту інерції балки цілком.
Відзначимо, що розрахункова поперечна сила (Q), яка діє в стику балки, зазвичай передається на стінку. Також зауважимо, що міцність стику стінки розраховується по звичайній формулі вигину, коли застосовується шов встик.
Для перевірки стиків пояса фахівці застосовують таку формулу:
Зварювання стиків балки автоматами під флюсом.
Скажімо кілька слів про автоматичному зварюванні стиків. Якщо зварювання балки здійснюється під флюсом із застосуванням зварювальних автоматів, то можуть застосовуватися різні прийоми, також як і послідовність може відрізнятися.
Сварка може здійснюватися нахиленим електродом, що дозволяє робити одночасно два шва. З іншого боку у цього способу є і недоліки. При нахиленому електроді збільшується ризик підрізати полки або стінки балки.
Крім того, шви можуть виконувати в положенні, званому фахівцями, «човник». Це створює кращі умови для утворення шва, проплавления тощо. Однак, серед мінусів такого способу - необхідність провертати виріб після виконання кожного зварного з'єднання. Даний недолік вирішується використанням спеціальних позиционеров-кантователей.
Процес зварювання стиків балки вимагає ретельної підготовки, проведення і перевірки розрахунків моментів інерції, моменту, що вигинає тощо. Важливо дотримуватися технологію зварювання балок, неправильність якої може вплинути на майбутню металоконструкцію в цілому.