Двутавровая балка – это металлоконструкция с двумя горизонтальными полками, соединенными вертикальной перемычкой. В разрезе образуется перевернутая буква Н. Такое строение обеспечивает повышенную прочность при расположении изделия в любом пространственном положении. Выпускаются балки методом горячего проката или при помощи сварки из заранее подготовленных элементов. Второй вариант проще реализовать, нужно меньше оборудования и места. Он подойдет для малого бизнеса, чтобы начать зарабатывать у себя в мастерской. Рассмотрим особенности сварки двутавровых балок и какое оборудование для этого понадобится.
Двутавры, получаемые методом горячего проката (обработки давлением), выпускаются по ГОСТ 8239-89, в котором заложены требования как к обычным конструкциям, так и широкополочным. Технология подразумевает использование металлического бруса определенной марки стали, который разогревается в промышленных условиях до высоких температур 450-650 С. После этого заготовка подается в специальный станок с роликами, а после протяжки меняет свою форму на двутавр.
Деталь остывает и готова к использованию. Это цельная монолитная конструкция с высокой прочностью. Но для такого метода необходимо большое помещение и оборудование для нагрева. Обычно используют методические печи, но допустим электроконтактный или индукционный нагрев. Понадобится мощная установка для самого проката металлического бруса и придания ему сложной формы.
Изготовление двутавровых балок методом сварки не нуждается в аппаратах для нагрева и протяжки заготовок. При небольшом объеме производства можно обойтись ручной резкой и полуавтоматической сваркой. Для выпуска более крупных партий понадобится станок автоматической резки и сварочный трактор. Но все это занимает мало места и поместится в небольшой мастерской. В теплое время года, все работы можно вести на улице для увеличения простора.
Благодаря сборочной технологии отдельные участки двутавра можно сделать крупнее, асимметричнее, если того требует строение сооружения. При горячем прокате такого разнообразия и гибкости форм не будет. Еще сварные изделия не имеют ограничения по длине и высоте, ведь габариты не зависят от возможностей прокатного станка.
Если требуется сложная архитектурная композиция, возможно индивидуальное изменение сечения отдельных элементов, чтобы повысить прочность или снизить массу на определенном участке. При планировании возведения здания из сварных двутавровых балок можно снизить металлоемкость и денежные затраты без ущерба несущей способности в ключевых точках.
В результате для старта мини-производства не нужны большие инвестиции и аренда крупных цехов. Быстрее начнут окупаться вложения, а если захочется переквалифицировать предприятие, то оборудование для сварки и станок для резки пригодятся в других отраслях.
Производство двутавровых балок при помощи сварки можно разделить на несколько этапов.
Применяется при изготовлении металлоизделий на заказ под конкретный объект. Рассчитывается нагрузка на каждом участке (стеновые несущие элементы, потолочные перекрытия, кровельные элементы) и определяется необходимая высота стенок, ширина полок и сечение металла. Сразу можно подумать, где уменьшить металлоемкость без потери несущей способности. Подбирается соответствующая условиям эксплуатации марка стали.
После определения размеров двутавровой балки происходит заготовка полос для сварки. При небольших объемах производства можно порезать сталь пропановым резаком или ручной плазмой. Второй способ обеспечивает более ровную кромку – понадобится меньше сил и времени для ее последующей обработки.
Для массового производства двутаврового швеллера в частной мастерской лучше приобрести автоматический станок плазменной резки портального типа. Если в нем будет несколько плазмотронов (головок), одновременно получится вырезать сразу 2-4 полосы, что ускорит процесс.
После резки наружные края полос обрабатываются для придания аккуратного вида. При небольших объемах это можно сделать вручную болгаркой, а для массового производства используют фрезерный станок.
Полосы собираются в конструкцию. Сперва к нижней полке приставляется вертикальная стенка. Нужна предварительная разметка, чтобы добиться расположения перегородки строго по центру. Проверяется угол относительно нижней плоскости – он должен быть 90⁰. Сварщик прихватывает стенку с каждой стороны через промежутки 20-30 см.
Если небольшие балки длиной 2-4 м можно собрать на столе, то с огромными изделиями просто на ровной поверхности будет сложнее из-за увеличенных габаритов и массы. В таком случае используют сборочный стан, например Z15, предназначенный для сборки тавровых и двутавровых конструкций размером от 4 до 15 м в длину. У него мощное основание и портальная рама с фиксаторами, которая поддерживает и прижимает как вертикальную стенку, так и верхнюю полку. Это облегчает работу и предотвращает смещение.
В стане уже предусмотрены две горелки для полуавтоматической сварки, расположенные под углом 45⁰, чтобы сразу сваривать стыки. Но цена стана более 2 млн руб., поэтому он долго будет окупаться на начальных порах молодого производства. При изготовлении балок длиной до 6 м можно соорудить ровную основу с боковыми вертикальными подпорками, облегчающими фиксацию. Применение шаблонов под стандартные размеры двутавра сэкономит время при сборке. Это дешево и просто.
Когда конструкция собрана и зафиксирована прихватками, начинается обваривание. Учитывая последующую нагрузку на балку, швы накладываются со всех сторон. Есть несколько вариантов этого процесса:
Похожие записи