Сварка швеллеров без потери прочности соединения. выбор типов и методика расчетов сварных стыков двутавров и швеллеров стальных конструкций паровых стационарных котлов

Технологические требования по сварке двух швеллеров встык без накладок

Сварка встык без дополнительного усиления применяется только для неответственных конструкций, если важна скорость и простота процесса. Этапы:

• Подготовка торцов кромок. При толщине стенок до 6 мм скос кромок не требуется, при толщине 6-12 мм он составляет 30°, более 12 мм – скос выполняется под углом 60° с внутренней стороны соединяемых элементов.
• В первую очередь свариваются более толстые элементы – полки.
• Далее соединяются стенки.
• Обваривание – двухстороннее без накладок. В некоторых случаях может провариваться только одна сторона профиля.

Внимание!

Зона шва, выполненного встык, на 5-20% слабее, по сравнению с телом профиля, что обязательно учитывают при проектировании.

Как сварить два швеллера

Сварка двух швеллеров требует либо наличия помощника, либо наличие струбцины. До начала сварочных работ, нужно изучить стандарты ГОСТ и понять общий принцип. Хотя сварочный шов имеет более высокую прочность, нежели металл швеллера, однако общая прочность конструкции снизится, из-за снижения прочности металла на границах сплавки, там прочность теряется примерно на 15%.

Для сварки вам потребуются электроды УОНИ. Работа с электродами требует определенной сноровки, а начинать учиться варить именно на швеллерах – плохая затея. Если ранее вы не работали с УОНИ, то рекомендуем немного потренироваться еще до того, как вы начнете сваривать два швеллера. Ничего страшного, если вы потратите несколько килограмм электродов до того, как научитесь нормально варить.

В любом случае, каждый швеллер нужно отчистить от загрязнений еще до начала сварочных работ. Два швеллера, сваренных УОНИ электродами можно применять в конструкциях, с эксплуатационной температурой до -40 градусов. Существует и альтернативный метод сварки – при помощи специальных станков, однако ручная сварка более широко распространена.

Распространенные соединения

Ниже представлены самые популярные соединения сварных швеллеров.

Встык

Встык сварить детали сможет даже мастер-новичок. Это первое, чему нужно научиться, перед тем, как создавать крупные конструкции. Это простой метод, но использовать его для соединения несущих или других важных соединений нельзя.

Надо проваривать и основание шва, но лишь с одной стороны.

Если стенки сварного швеллера толстые (больше 6 миллиметров), кромки балки нужно рассечь. Это можно сделать «буквой V» или «буквой Х». При толщине не больше двенадцати мм, лучше всего разделять края под острым углом (примерно 30 градусов).

После подготовки можно начинать сварку. Плотно приложите стенки швеллеров одна к другой. Если ваш глазомер «хромает» воспользуйтесь центратором, так как стыковка требует точности.

Промежуток между балками должен быть меньше трёх миллиметров. К обеим деталям обязательно на время приварите прихватку, используя сварные точки. Это нужно, чтобы элементы не двигались относительно друг друга по ходу.

Соединение должно идти от середины к кромкам. А, чтобы увеличить прочность шва, можно добавить дополнительные накладки.

Использование накладок

В отличие от стыковой, сварка с накладками может стать основой прочной конструкции. В её случае даже расстояние между сварными швеллерными балками может быть больше — вплоть до восьми мм. Разместите накладку с той стороны, где будет сварной шов.

Ширина и плотность накладок напрямую зависят от ширины сечения швеллера: чем толще сама балка, тем тоще должны быть и накладки для неё. Последние обязательно провариваются с изнаночной и внешней сторон.

Её толщина в идеальном случае будет такой же, как и толщина балки. Но учтите, что накладки нужны с обеих сторон соединения, причем та, что снаружи — обязательно большей длины.

Соединение внутрь

Часто сварные швеллерные балки соединяют боковыми частями -«полками» — вовнутрь. Этот метод похож на стыковой, но в его случае промежутка между элементами не оставляют совсем (или оставляют, но незначительный).

Это сложный шов, и изучать его технику лучше, когда вы уже знакомы с предыдущими.

Для подготовки деталей не рекомендуется использовать болгарку. Из-за неё конструкция будет неустойчивой. Лучше возьмите шлифовальный круг. Приложите швеллеры друг к другу плотно, улучшите их устойчивость столярными струбцинами.

Можно разделить кромки, как при сварке встык, но небольшое расстояние не критично. Тут сваривать нужно так же — от центра к краю.

Не пытайтесь экспериментировать с этим соединением — так вы только потратите время и расходники. В «экстремальных» условиях «возьмите» соединение встык или с накладками.

Метод не популярный из-за большого количества правил. Но, если вы в любом случае свариваете балки горизонтально, используйте именно его. Так шов будет плотным, без зазоров, а вся конструкция — устойчивой.

Со смещением

Соединение со смещением сложно выполнить в две руки. Оно довольно сложное. На стройках и производстве его используют несколько людей одновременно.

Смещение нужно тогда, когда соединять нужно целые комплексы из сварных швеллеров. Также оно помогает, когда балки разного размера.

Шов начинают с того места, где деталь толще. Смещенная сварка — это объединение разных соединений: стыкового, углового, продольного.

Последний, например, нельзя доводить до конца стыка, в создании углового принимают участие как минимум два мастера, и только со швом встык нет особых проблем нет.

Требования к сварке швеллеров

• В первую очередь свариваются толстые элементы швеллера (полки), после чего приступают к сварке тонкой стенки.
• Не следует варить по внутренним граням полок и в углах соединения полки и стенки швеллера, поскольку это приведет лишь к ослаблению конструкции.
• Стык двух швеллеров должен иметь зазор 2 – 3 мм для исключения образования «горки» при его обварке, после зачистки которой произойдет ослабление сварочного шва.
• Если к конструкции не предъявляются особые требования по прочности и надежности, а важна скорость и простота выполнения работы, то можно выполнять соединение швеллеров встык с двухсторонним обвариванием (без накладок).
• Кромки торца, по которому происходит стыковка, формируются V- или X-образно (соответственно, для тонкого или толстого профиля) под углом 30° – 60°.
• На стыке соединяемых деталей не должно быть горизонтальных и вертикальных переломов.
• Стыковка может производиться с использованием листовых накладок, которые должны располагаться симметрично относительно продольной оси сечения.
• Зона сварного соединения без накладок не менее чем на 5% (в ряде случаев до 20%) слабее прочности швеллера, что необходимо учитывать в проектных расчетах.
• При использовании накладок стык между торцами швеллеров можно не обваривать, поэтому его ширина может достигать 50 мм.

Накладки рекомендуется полностью обваривать по контуру примыкания, что предотвратит проникновение между ними и швеллером влаги, приводящее к щелевой коррозии. Если это невозможно зазор между накладкой и швеллером заполняется антикоррозийным материалом. Для повышения плотности их контакта следует использовать прижимные струбцины.

Кромки накладок на полки швеллера должны быть параллельны кромкам полок. При проварке стыка накладки на полки устанавливаются лишь после зачистки шва и контроля его качества.

Самые распространенные металлоконструкции из швеллеров

Балки и возможные варианты их сваривания

Стыковое соединение между одинаковыми швеллерами. Накладные монтажные швы выполняются на тонком металле (1,2), а после на более толстом 3. Соединение используется для получения маломощных конструкций.. После выполнения стыковых соединений часто дополнительно применяют и угловой шов (4). При этом продольные швы никогда не доводят до окончания балки на расстояние, которое зависит свариваемых металлов и ширины полки швеллера. Так для низкоуглеродистой стали это расстояние равняется ширине полки (В), а для легированных металлов — двум размерам полок (2В). Для выполнения конструкций средней мощности используют такой вид соединения.

Данное соединение выполняется двумя сварщиками и используется для сваривания швеллеров с разными по толщине полками. Первый шов выполняется для более толстого металла (1). Стыковое соединение (3) проводится согласно правилам, а угловые соединения (4) необходимо проводить одновременно двумя сварщиками (от краев балки к середине).

При изготовлении более сложных металлоконструкций используются эти же методы сваривания. Вся конструкция разбивается на отдельные узловые соединения, в которых происходит сваривание швеллеров. Монтаж конструкции всегда начинают от середины к краям и со швеллеров из более толстого металла, а после из более тонкого. Близко друг к другу швы располагать не желательно, лучше использовать подкладки из металла и дополнительные усиления конструкции.

Соединение швеллеров требует определенной последовательности действий и точного плана выполнения монтажа

Важность каждого шва нельзя недооценивать, так как существует большой риск потери всех преимуществ использования швеллеров для прочности конструкций

Способы соединения двутавров

При осуществлении монтажа балочных конструкций выполняются сварные соединения элементов в различных сочетаниях. Среди них можно выделить типовые способы соединение двутавровых балок.

Встык

Для соединения способом «встык» свариваемые фрагменты стыкуют предварительно обработанными торцами. Обработка состоит в том, что на торцевых срезах выполняют угловые скосы для более глубокой проварки соединения.

Учитывая несущие функции двутавровых балок, их соединение не ограничивается выполнением торцевых швов. Для усиления участка стыковки обычно применяют четыре накладки – по одной на каждую из полок, и по одной на каждую из сторон стенки.

Накладки представляют собой прямоугольники из листового металла. Они накладываются поверх соединительного шва, затем привариваются по периметру. Накладки на полки делают на всю ширину полки двутавровой балки, накладки на стенку – на всю высоту стенки.

Под прямым углом

Такое соединение осуществляется между главной и второстепенной несущими двутавровыми балками каркасной конструкции, находящимися на одном уровне. В этом соединении главная балка служит опорой второстепенной.

Сварочные работы выполняются в следующей последовательности. В верхней полке главной двутавровой балки делают вырез в форме равнобедренного треугольника с углом, близким к прямому.

Верхняя полка второстепенного двутавра вырезается под вставку в треугольный вырез главнойдвутавровой балки, а нижняя его полка срезается на величину половины ширины.

В результате должно получиться следующее. Плотное совмещение вырезов верхних полок двутавров, стыковка торца стенки второстепенной двутавровой балки с боковой поверхностью стенки главного двутавра и прилегание среза нижней полки второстепенной двутавровой балки к полке главного двутавра.

Полученное таким образом совместное закрепление заподлицо двух перпендикулярных двутавровых балок усиливается привариваемой снизу листовой накладкой.

Сваривание двутавра со швеллером под прямым углом

Это соединение выполняется, если второстепенной двутавровой балкой служит швеллер. Если стенки двутавра и швеллера одинаковы по высоте, можно поступить следующим образом.

Верхняя полка швеллера срезается род углом 45 °, на верхней полке двутавровой балки делается аналогичный по форме вырез. Нижняя полка швеллера отрезается с таким расчетом, чтобы при стыковке срез совместился с нижней полкой двутавра, а стенка швеллера уперлась в стенку двутавра. Так же, как и в предыдущем случае, соединение укрепляется накладкой снизу.

Инженерная мысль не стоит на месте. Кроме описанных технологий сварки могут применяться вновь созданные, на смену устаревающему сварочному оборудованию приходит обновленное, модернизированное или принципиально новое. Не исключено, что и традиционная сварка когда-нибудь уступит место другой технологии неразъемных соединений.

Момент сопротивления швеллера при проектировании перекрытий

При проектировании перекрытий, несущих металлоконструкций не достаточно одного прочностного расчета нагрузки на швеллер. Чтобы обеспечить надежность проектируемой конструкции, необходимо также произвести расчет на жесткость швеллера. Прогиб в данном случае не должен превышать допустимое значение. Эта проверка профиля является обязательной при проектировании перекрытий для жилых и прочих помещений. Для примера возьмем ту же балку, что и ранее. Распределенная нагрузка, действующая на нее, составляет 50 кгс/м или 500 Н/м. Момент инерции швеллера 10П имеет значение Ix = 175 см4. При проверке балки на жесткость, определяется ее относительный прогиб по формуле:

f/L = М∙L/(10∙Е∙Ix)≤, где

М – изгибающий момент, Н∙м L = 1000 см – длина хлыста E = 2,1∙105 МПа – модуль упругости стали Ix = 175 см4 – момент инерции сечения швеллера

Момент сопротивления швеллера, изгибающий момент равен: М = q∙L2/8 = 500∙102/8 = 6250 Н∙м.

Тогда относительный прогиб швеллера 10П составит: f/L = 6250∙1000/(10∙2,1∙105∙175) = 0,017 = 1/59

Если сравнивать с допустимыми значениями относительно прогиба согласно СНиПам, то данный швеллер нельзя использовать для межэтажных перекрытий, так как там допустимое значение составляет 1/200. Следовательно, несмотря на обеспечение прочности данной конструкции, необходимо подбирать больший профиль швеллера, и проверять его на жесткость.

Октябрь 23rd, 2014 11:52 ДП |

Швеллер это металлическая конструкция, которая имеет П-образную форму. Обычно их применяют при строительстве зданий и сооружений. Такой металлопрокат используется в качестве балок перекрытий, как различные перемычки, косоуры лестничных маршей и многие другие строительные конструкции. Часто именно швеллер используют как дополнительное усиление для многих элементов.

Швеллеры бывают разного размера и поэтому для каждого вида работ необходимо подбирать специальный металлопрокат. А для этого нужно знать на какую нагрузку его можно рассчитывать. Расчет нагрузки швеллера производится из того какой вид балки, и куда идет нагрузка. Удобней сделать расчет, представляя схему балки.

Укрепление швеллерным профилем

В работе по усилению оконного или дверного проема в кирпичной стене используют:

• штроборез (инструмент в данных обстоятельствах очень полезный, но дорогой, однако его можно заменить перфоратором или угловой шлифмашинкой с алмазным кругом диаметром не менее 200 мм);
• перфоратор;
• сварочный аппарат;
• шпильки с гайками и широкими шайбами;
• гаечные ключи или гайковерт;
• разметочные приспособления.

Варианты укрепления проемов швеллерами. На стену наносят контур будущего проема. Линия его верхней перекладины должна совпадать со швом кладки. В углах контура нужно высверлить сквозные отверстия, чтобы сделать точную разметку с другой стороны перегородки.

Для швеллеров в стене необходимо вырезать штробы, глубиной и высотой соответствующие размерам профилей. Длина стальной перекладины должна превышать ширину проема на 1 м, поэтому ниши для нее должны выступать за его края на 0,5 м.

Сначала делают паз с одной стороны перегородки. В него вставляют швеллер с просверленными под шпильки отверстиями. Он должен плотно сесть в подготовленную для него полость. Дополнительно швеллер фиксируют в ней песчано-цементным раствором. После застывания смеси стену нужно просверлить насквозь через отверстия профиля.

Теперь выбивают штробу с обратной стороны. В нее вставляют второй швеллер с отверстиями, высверленными симметрично отверстиям первого. Профили соединяют шпильками. Гайки накручивают поверх насаженных на крепеж шайб. Вторая перекладина также фиксируется в вырубленной нише раствором.

После разборки под перекладиной 2-3 рядов кирпичной кладки между швеллерами нужно приварить стальные пластины. Перемычка, выдерживающая давление расположенных над ней конструкций, готова. Можно продолжать разбирать кладку.

Установка вертикальных опор

Дверные и широкие оконные проемы в несущих стенах нуждаются в дополнительном укреплении вертикальными стойками, которые воспримут на себя часть нагрузки строения.

Схема перемычки с вертикальными стойками.

Установка вертикальных профилей обязательна, если ширина проема превышает 1,5 м. В несущих кирпичных стенах стойками служат пары швеллеров, связанных между собой резьбовым крепежом и стальными пластинами. Стойки приваривают к швеллерам горизонтальной перемычки.

Способ установки вертикальных швеллеров может быть таким же, как и при закладке горизонтальной перекладины. Уже после их закрепления приступают к разборке кирпичной кладки в размеченном периметре.

Крепление рамы можно осуществить иначе. Опоры монтируют после вырубания отверстия в стене. Пары швеллеров, установив у вертикальных частей проема, связывают между собой стальными полосами. После монтажа стоек в пустоты между ними закладывают раствор. Если проем будет усиливаться таким способом, то при расчете его ширины следует учитывать размеры вертикальных опор. Еще прочнее стальная рама будет, если ее сделать замкнутой. В этом случае между опорами в их нижней части приваривают перемычку.

Порядок работ при сваривании стыков балки.

При сваривании стыков балки соблюдение определенного порядка работ имеет очень большое значение.

Распишем эти этапы:

1. На первом этапе собираются элементы, имеющие поперечные швы. Отметим, что сваривать их необходимо по отдельности: отдельно стыки поясов, стыки стенки, отдельно делается приварка ребер жесткости. Связано это с тем, что такие поперечные соединения дают усадку с максимальным значением.
2. Когда сборка балки осуществлена, производят накладку поясных швов. Заметим, что когда для сваривания применяется автоматический способ, то ребра жесткости должны присоединяться уже после выполнения поясных швов.

Порядок сварочных работ также показан на рисунке 2. Цифрами от 1 до 5 обозначен порядок выполнения монтажных стыков балки. Мы видим, что сначала, как и говорилось, выполняются поперечные швы. Заметим, также, что швы под номерами 2 и 3 выполняют с небольшими пропусками: с двух сторон стыка оставляются незаваренные участки длиной до 30 сантиметров. Это необходимо для свободной усадки.

В последнюю очередь производится сваривание продольных швов (4 и 5), которые также имеют продольную усадку, но незначительную.

Виды технологии

Для соединения швеллеров применяют несколько технологий, но самая распространённая из них — электродуговая сварка.

Она простая и удобная в исполнении. Эта технология лидирует в списке методов, используемых мастерами сварки. Это из-за возможности работать с любыми сплавами и сталями при помощи различных типов электродных стержней.

Для сварки швеллеров подходят стержни УОНИ, так как они прекрасно справляются с соединением стальных элементов. Однако, их использование требует от мастера знание многих нюансов, и новичкам нужно будет потренироваться, чтобы приступить к работе.

Но, освоив применение УОНИ, вы точно будете довольны результатом. Перед работой их обязательно нужно прогреть в электрической печи при температуре в 200-250 градусов. Так из стержня уйдёт лишняя влага.

Металлические детали тоже нуждаются в подготовке

В любых условиях важно, чтобы места соединения не были покрыты частичками пыли или грязи, не имели дефектов и не были окрашены. Так вы защитите шов от деформаций

Способы

От того, насколько качественным будет соединение швеллеров, напрямую зависит прочность и надежность всей металлоконструкции. Наибольшая прочность, и, в то же время, простоту монтажа, обеспечивает сварка. Обычно используется электродуговая или, реже, газовая. Всего можно выделить 3 способа соединения с ее использованием.

Встык

Применяется при необходимости удлинить или соединить швеллер под углом в неответственных конструкциях, где нагрузка на шов не слишком велика.

Методика сварки следующая:

• При толщине полок (боковых граней швеллера) до 6 мм сварка производится без их предварительного скоса; при толщине 6-12 мм на свариваемой поверхности подготавливается скос под углом 30°; при большей толщине – скос имеет тупой угол и располагается на внутренней стороне швеллера.
• Свариваемые детали прихватываются точечной сваркой. Расстояние между точками – 40 мм. Проверяется геометрия соединения.
• Производится полноценная сварка с двух сторон или с одной, но с проваркой корня шва. Направление сварки – от середины основания к полкам.

Полученный этим методом сварной шов имеет меньшую прочность в сравнении с самим профилем, но в неответственных частях конструкций этот недостаток не является критичным.

С накладками

Для упрочнения стыка могут применяться металлические накладки. В этом случае соединение производится последующей схеме:

• Производится сварка встык. Полученный шов зачищают заподлицо.
• Изготавливаются парные накладки – большая для наружной стороны и маленькая для внутренней. В качестве сырья используется листовой прокат из той же марки стали, что и швеллер. Толщина накладки должна быть равна или превышать толщину его боковой полки. Форма накладки может быть различной, включая 4, 6 или 8-угольник.
• Накладки привариваются поверх сварных швов в месте соединения точечной сваркой.
• Производится проварка накладки по всему контуру.

Сварка в коробку

Этим способом из П-образного швеллера производятся усиленные полые балки с квадратным или прямоугольным сечением. Для этого два изделия прислоняются друг к другу полками и скрепляются струбцинами. Сварка может производиться встык с предварительной подготовкой скоса на кромках, либо с зазором между краями полок. Последний метод используется при соединении изделий с полками большой толщины.

Полученный в результате полной проварки шов не зачищается для увеличения прочности. Для дополнительного усиления могут использоваться накладки.

Альтернатива – болтовое соединение

В отдельных случаях использовать сварку для монтажа не представляется возможными или не требуется. Например, это относится к производству разборных конструкций или к работе с оцинкованным прокатом. В последнем случае сварка повредит защитный цинковый слой и в месте соединения появится ржавчина.

Болтовое соединение позволяет произвести монтаж швеллера без разрушения цинкового слоя и привлечения квалифицированных сварщиков, которые могут обеспечить максимальную надежность и правильность монтажа.

Однако в большинстве конструкций использовать соединение на болтах нецелесообразно, так как оно имеет ряд недостатков:

• отверстия в прокате снижают его прочность,
• необходимо периодически проверять надежность соединения и подтягивать гайки, особенно если металлоконструкция испытывает вибрационные нагрузки,
• со временем крепеж из черных металлов начинает ржаветь, что снижает его надежность и усложняет разборку,
• процесс монтажа на болтах занимает больше времени, чем сварка.

Выбор конкретного способа соединения швеллера, как и его типоразмера, зависит исключительно от вида производимых работ и предназначения конструкции с обязательным соответствием регламентирующим документам.

Сварные двутавровые профили

Минус горячекатаных двутавров в том, что их размер не превышает 60Б. Если конструкция требует высокой несущей способности и высокого показателя жесткости, то применяется сварной двутавр. Они тоже маркируются по высоте стенки. Типоразмеры изделий начинаются от 45БС, высота которых 45 см, до 200БС, высотой 2,01 м.

Технология создания заключается в использовании листов стали. Она более экономичная, но процесс трудоемок и сложен. Надежность изделий сварного типа и их качество напрямую зависит от оборудования, которое используется для работы, а также от правильного выполнения работ:

1. Выбираются заготовки нужной толщины, которые раскраиваются на станках с человеческим программным управлением (ЧПУ). Другой вариант раскройки – оборудование термической резки.
2. Что касается сварных работ, то каждый элемент профиля формируется на современном заводе. Сваркой не занимается человек, все происходит на автоматизированной линии с использованием гидравлического прижимного элемента.
3. Готовый двутавр следует подвергнуть работе по правке. Благодаря ей устранится термическая деформация изделия, и сама балка будет иметь четкую геометрию.

Причиной некачественного продукта и заниженных эксплуатационных характеристик являются такие факторы:

• создание будущего двутавра из малоуглеродистой стали;
• применение старого оборудования;
• низкий уровень квалификации сварщика;
• неправильное соблюдение технологического процесса.

Подобные кустарные методы неприемлемы. Это скажется на характеристиках материала. Вот почему рекомендуется выбирать те двутавры, которые сделаны надежными компаниями в согласии со всеми положениями ГОСТ.

При помощи метода сварки образуются разнополочные профили. Благодаря этому можно выбрать идеальную площадь сечения, уменьшая большой запас прочности конструкции. К тому же по заказу можно создать сварные двутавры, которые имеют вырезы и отверстия. Такая форма опор экономичная и технологичная.

Подробный процесс изготовления балки сварочным методом вы можете увидеть из этого материала.

Распространенные варианты соединения швеллеров

Для соединения двух швеллеров между собой используют два основных варианта. Выбор варианта соединения зависит:

• от условий выполнения шва;
• от длины сварного соединения и количества сварщиков для его исполнения;
• от вида нагрузки и зоны ее влияния (чаще всего это сжатие, приложенное к середине центра сечения);
• от толщины и типа швеллера;
• от максимальной общей нагрузки на конструкцию, от необходимой прочности.

Основные типы соединений и самые распространенные металлоконструкции из швеллеров на практике получают при использовании наиболее удобного метода сваривания.согласно ГОСТу. Используется электродуговая сварка (ГОСТ 11534) или сварка под флюсом (ГОСТ 15164) с электродами УОНИ. Для начала необходимо сваривать более толстые элементы — полки швеллеров, а только потом менее толстые — стенки.

Сварка встык

Используется чаще всего, так как является наиболее экономичной. Если главные критерии для соединения швеллеров — простота и скорость работы, а не качество и надежность, то стоит остановиться на таком шве. Сварку необходимо выполнять с двух сторон с достаточной глубиной провара.

В монтажных условиях и при учете не использования такого соединения для сборки отдельных элементов конструкции допускается односторонняя сварка с подваркой корня шва.

Особое внимание на обработку кромок:

Описание процесса сваривания встык:

1. Устанавливается балка, так чтобы стенки были в горизонтальном положении.
2. Проводится скос кромок согласно толщине металла.
3. Устанавливается вторая балка для сварки швеллера встык с зазором до 3 мм при помощи крана.
4. Выполняется прихватка швеллеров между собой точечным швом с шагом в 40 мм.
5. Проверяется прямолинейность получаемой конструкции.
6. Основную необходимо провести без перерыва, от середины стенки по направлению к полкам.

Для уменьшения и внутренних напряжений и общей деформации балок так же рекомендуется провести усиление конструкции непосредственно после монтажа балки.

Сварка с накладками

Во избежание распространенного дефекта — трещин необходимо при сваривании встык добавить и подкладки. Зазор с обработанными кромками в собранном стыке должен быть не более 8 мм и при этом подкладка крепится со стороны свариваемых кромок. Толщина подкладки зависит от режима сварки и толщины исходного металла. Для данного типа соединений рекомендовано использовать автоматическую сварку под флюсом.

Все накладки лучше тщательно обварить по контуру с использованием всех рекомендаций при выполнении швов внахлест. В ситуациях, когда обварить со всех сторон не получается, необходимо все зазоры заполнить антикоррозионной жидкостью.

Описание процесса сращивания двух швеллеров:

1. Швеллера свариваются торцами друг к другу согласно ГОСТу или с предварительной обработкой кромок.
2. Изнутри сварной шов тщательно зачищается до ровной плоскости.
3. Внутри швеллера приваривается первая подкладка — стальная полоса той же марки длинной равной ширине швеллера умноженной на коэффициент 5. Ширина полосы должна соответствовать ширине швеллеров (до начала округления к полкам), толщина полосы равна толщине металла конструкции.
4. Полоса соединяется только швами по продольным сторонам.
5. Вторая подкладка на роль ребра и приваривается по двум сторонам от полосы.
6. Ребро необходимо тщательно проварить по контуру с двух сторон и обязательно приварить вплотную к полосе.

Такой метод сращивания подходит и для двутавровых балок, только необходимо все продублировать с двух сторон. По прочности сращенная таким образом конструкция будет только на несколько процентов (до 10%) в зависимости от общей длины, уступать монолитному изделию.

Для получения усиленной полой балки несущей конструкции часто соединяют два швеллера полками внутрь, образовывая так называемую коробочку. Технология подобного соединения схожа со сваркой швеллеров встык.

Описание процесса соединения:

1. Шов выполняют либо согласно ГОСТу с разделением кромок, либо оставляют зазор.
2. Ширину зазора выбирают исходя из толщины металла балки (минимум 3 мм), который необходим для предотвращения наплавки металла шва горкой.
3. Зачищать полученные швы болгаркой категорически нельзя, это приводит к ослаблению соединения.
4. Два швеллера необходимо закрепить струбцинами.
5. Соединительный сварной шов выполняют от середины к краям либо методом прихвата, когда работает один сварщик, либо одновременно продвигаются к краям два сварщика.

Выполнить такое соединение в полевых условиях при монтаже конструкции на месте возможно только при сваривании в горизонтальном нижнем положении. В других случаях рациональней и надежней будет использовать стыковые швы с последующим усилением подкладками.

Варианты сварки швеллеров

В зависимости от требований и условий монтажа соединение швеллеров выполняется встык, внутрь, накладками, со смещением.

Сварка встык

Этот вариант применяют для создания швов, к которым не предъявляются повышенные требования по прочности. Сварку швеллеров встык выполняют с обеих сторон. Если накладывается односторонний шов его корень нужно подварить. При толщине полок 6 — 12 мм кромки разделывают под углом 30°. На более толстом металле угол делают тупым с V или X-образным профилем.

Для сварки швеллеров между собой их устанавливают горизонтально с зазором не больше 3 мм. Для точного совмещения применяют центратор, затем фиксируют прихватками с шагом 4 см. Сварку швеллера встык ведут от середины к краям. Однако такое соединение ненадежно. Поэтому когда наращивание балки закончено, ее необходимо усилить накладками.

Сварка при помощи накладок

Метод обеспечивает прочность соединения немногим уступающий монолиту. Перед сваркой двух швеллеров их допускается располагать с зазором до 8 мм. Накладку размещают на стороне шва. Ее длина должна быть в 5 раз больше ширины профиля, а толщина не меньше чем у стенок. Накладку проваривают с двух сторон, не прилегающих к боковым полкам. Оставшиеся зазоры заполняют антикоррозийным материалом. При установке накладок с обеих сторон, наружная делается длиннее внутренней.

Соединение внутрь

Для создания усиленных балок швеллеры попарно сваривают в коробочки, соединяя боковые полки между собой. Технология аналогична стыковому методу, но выполняется с минимальным зазором или без него. Швеллеры устанавливают горизонтально и скрепляют струбцинами. Соединение начинают с середины, продвигаясь к концам. Шов нельзя зачищать болгаркой, так как это снижает его прочность.

Сборка коробочки возможна только в нижнем положении, когда швеллеры размещены горизонтально. Если это условие невыполнимо соединение выполняют стыковым швом усиленным накладками.

Смещенное соединение

Метод применяется для соединения швеллеров между собой, если они разного размера. Работа выполняется бригадой сварщиков. Сначала соединяют стыки с толстым металлом. Сварку встык проводят по стандартной схеме. Угловые соединения выполняются одновременно двумя сварщиками, ведущими швы от краев к середине. Продольные стыки не доваривают до края балки на ширину профиля из низкоуглеродистой стали, на легированных размер увеличивается вдвое.