Сварка металлоконструкций: технология и особенности

Одним из наиболее часто применяемых в производстве массовых и мелкосерийных изделий способов соединения деталей является сварка. С ее помощью можно собрать практически любое сопряжение элементов – тавровое, угловое, торцевое и нахлесточное. С течением времени технологические приемы, при помощи которых осуществляется сварка металлоконструкций, улучшаются, становясь более эффективными.

Классические способы сварки

Стандартные способы сварки металлических элементов подразумевают под собой использование двух основных источников энергии: газового пламени либо электрической дуги.

Газовая и дуговая сварка может быть автоматической, полуавтоматической и полностью ручной. Последний вариант подразумевает формирование сварочного шва только собственными руками мастера. Помимо этого, ручная дуговая (РД) сварка металлоконструкций включает в себя и ручное управление процессами подачи электрода, или присадочной проволоки, и самим процессом сваривания деталей.

Ручной режим наиболее эффективен только в бытовых условиях. При его использовании применяют в основном технологии сварки под флюсом, пайки газосварочным аппаратом или классический способ электродуговой сварки.

В основе первого варианта – автоматической сварки – лежит процесс наложения на участок шва без прямого участия человека. Всей работой занимается специальный механизм, который предварительно настраивается. Естественно, что у данного агрегата спектр функций весьма ограничен, однако это значительно снижает стоимость готовых изделий, благодаря чему в крупносерийном производстве она становится весьма популярной.

Сборка металлоконструкций, сварка в автоматическом режиме позволяет применять контактную технологию, включающую нагрев и опрессовку элементов, электрошоковую сварку и прочие «ручные» способы. Единственная разница – всем заправляет не мастер, а специально созданный и запрограммированный робот.

Полуавтоматический режим подразумевает наложение сварочного шва мастером, однако электроды либо проволока в зону работы подаются автоматически, что значительно увеличивает производительность работ на участке.

В таком режиме используется практически любая технология сварки металлоконструкций, применяющая неплавкие электроды, газовые флюсы и автоматизированную подачу в зону нагрева присадочной проволоки. В быту и мелкосерийном производстве полуавтоматическая сварка металлоконструкций является наиболее выгодным и эффективным вариантом технического процесса.

Технологические новинки

В современной сварке для соединения металлических деталей применяют не только пламя перегретого газа и электрическую дугу, но и тепловой эффект трения, лазерную энергию, ультразвук и даже силу пучков электронов.

Проще говоря, сама технология сварки постоянно совершенствуется. Достаточно регулярно изобретаются новые способы реализации данного технического процесса. К числу таких новинок можно отнести следующие виды сварки – плазменную, термитную и электронно-лучевую.

Посредством термитной технологии осуществляется сварка ответственных металлоконструкций, составляющие которых по шву расплавляются во время горения специальной смеси, вводимой в место соединения. Термит также используется для устранения дефектов и трещин в уже готовых металлоконструкциях путем «наплыва» металла.

Плазменная сварка осуществляется в условиях пропускания через два электрода ионизированного газа. Последний выступает в качестве электрической дуги, но при этом эффективность ее значительно выше. Перегретый газ используют не только для сварки металла, но и для его резки, благодаря чему вокруг плазменного генератора можно создать автоматическую и многофункциональную сварочную систему.

При помощи электронно-лучевых технологий производят сварку глубоких швов до 20 сантиметров, при этом ширина такого шва не будет превышать одного сантиметра. Единственным минусом такого генератора является то, что работать с ним можно только в полном вакууме. Соответственно, подобную технологию используют только в узкоспециализированных областях.

Для сборки небольших по размеру металлоконструкций эффективнее всего использовать газовую либо электродуговую ручную сварку. Полуавтоматический аппарат окупается при осуществлении работ с мелкосерийными объектами. Современные технологии сварки, соответственно, применяются только в серийном производстве.

Сварка металлоконструкций: особенности

Технология сварки применяется не только при работе с металлом, но и с различными полимерами. Весь процесс представляет собой нагрев и деформацию поверхностей, которые затем соединяются в одно целое.

Все сварочные работы состоят из двух основных этапов: сборки и соединения.

Самым трудоемким и сложным является первый этап. Надежность и прочность конструкции во многом зависит от соблюдения всех требований. Больше половины всего времени приходится именно на сборку составляющих.

Обеспечение правильной сборки металлоконструкций

Высокое качество, прочность и надежность конечного результата обеспечивается соблюдением определенных требований.

• При выборе деталей необходимо строго придерживаться заложенных в проекте размеров.
• Зазоры должны быть определенного размера – при их увеличении прочность готового изделия значительно снизится.
• Углы измеряются и контролируются при помощи специальных инструментов. Важно, чтобы они полностью соответствовали указанным в проекте, иначе появится риск обрушения всей конструкции.

Преимущества сварки

Помимо того, что сварка металлоконструкций значительно экономит время проведения всех работ, а шов получается качественным, процесс обладает и другими характеристиками:

• Масса готовой спайки не изменяется, поскольку используются только две основных детали, что позволяет сэкономить материал.
• Отсутствие ограничений по толщине металла.
• Возможность контроля и корректировки форм металлоконструкций.
• Доступность сварочного оборудования.
• Возможность применять сварку для ремонта и реконструкции.
• Высокая герметичность и прочность стыков.

Дополнительные моменты

Для того чтобы полученная конструкция была качественной и надежной, необходимо соблюдать все технологические требования.

Правильно подобранные материалы, комплектующие и оборудование позволяют получить швы высокого качества. В противном случае готовая конструкция не только теряет товарный вид, но и свои эксплуатационные характеристики.

Дефекты сварочных швов

Для получения точных размеров и упрощения работы при создании металлоконструкции применяют кондуктор. Несмотря на это, РД сварка металлоконструкций, кранов может обернуться во время процесса определенными дефектами – наплывами, трещинами, прожогами, пористостью, пережогами, подрезами и прочими.

Причины появления дефектов

Наплывы формируются на металлоконструкциях в результате натекания расплавленного металла. Чаще всего такой дефект характерен для проведения работ по созданию горизонтальных швов. Удаляют их молотком, после чего проверяют изделие на наличие непроваров.

Причинами появления прожога может быть некачественная обработка кромок конструкций, увеличение зазора, низкая скорость проведения работ и малая мощность пламени. Устраняют его путем вырубки и заварки шва.

Самым опасным видом дефекта считается непровар, поскольку он отрицательно сказывается на надежности и прочности сварочного шва. Такие участки устраняются полностью, металлоконструкции зачищаются и заново завариваются.