Виды соединений металлоконструкций при помощи сварки
Металлоконструкции сами по себе применяются очень широко и в различных отраслях, но чаще, всё-таки, в строительстве. Самих видов металлоконструкций также много, из-за того, что металл, применяемый при их создании, может иметь различный профиль, толщину и состав.
Единственно, что может объединять их, это способ изготовления металлоконструкций то есть применение сварки для их создания. И способов сварки в зависимости от профиля проката, также много. Это сварка встык, внахлёст, угловая, торцевая, под определённым углом, для сталей с разным составом.
Металлоконструкции это ответственные элементы, которые должны иметь определённые характеристики и выдерживать заданные нагрузки и сварочное соединение должно соответствовать этим характеристикам. Она соединяет металл в виде труб, уголков, листов, профиля различного сечения в единое целое, любая точка которого должна соответствовать тем нагрузкам, которые будет выдерживать и вся конструкция.
Естественно, делать расчет на изгиб или разрыв для каждой конструкции абсолютно из ряда фантастики, поэтому приняты ГОСТы на сварку металлоконструкций. В них оговариваются и качество, и состав металла, то есть марку стали, применяемой для возведения этих конструкций, и размеры заготовок, и вид сварки и её режимы, и закладные материалы, и тому подобные важные детали.
Технология выполнения сварки металлоконструкций
Как оговаривалось, сварка металлоконструкций должна проводиться согласно ГОСТам, например ГОСТ 5264 – 80, ГОСТ 14771 – 76.
ГОСТ 5264-80 , регламентирующий сварку металлоконструкций ручной дуговой сваркой, учитывает как типы и элементы конструкций, так и их размеры, а также материал, из которого они изготовлены. В ГОСТе отмечается и то, что этот стандарт не может быть использован для сварки трубопроводов из стали.
Соединение при ручной дуговой сварке допускается:
- стыковое (в основном),
- угловое (также наиболее применяемое),
- нахлёсточное (применяется реже)
- тавровое.
Можно посмотреть ГОСТ 5264-80.
ГОСТ 14771 – 76 устанавливает правила для работы по сварке металлоконструкций, которая производится дуговой сваркой под прикрытием защитного газа.
Также в данном документе указано, что этот стандарт не может быть использован при сварке стальных трубопроводов, на который есть свой ГОСТ.
Сварка с среде защитного газа может быть четырёх типов:
- ИН – сварка в среде инертного газа, при применении неплавящегося электрода и без применения присадочной проволоки;
- ИНп – сварка в среде инертного газа, при применении неплавящегося электрода и с применением присадочной проволоки;
- ИП – сварка в среде комбинированного газа, то есть инертный газ , углекислый газ с кислородом с применением плавящегося электрода;
- УП – сварка в среде углекислого газа и кислородно – углекислой смеси с применением плавящегося электрода.
Большое внимание уделено в ГОСТе подготовке кромок к свариванию и геометрическим размерам выполненного сварного шва.
Перед началом работ по сварке металлоконструкций согласно технологии нужно разработать технологическую карту.
Это официальный документ, в котором проработан весь процесс сварки и его технология, а также указаны все параметры. Дело в том, что качество шва зависит от многих условий, в том числе и от квалификации сварщика.
Составление технологической карты сварки металлоконструкций
При составлении карты инженерные службы делают расчеты, которые помогают выбрать режим сварки, способы сварки металлоконструкций, размеры сварочного шва и остальные необходимые параметры. При расчетах, которые производятся при помощи данных, взятых из справочников и с тех условий работы, в каких будет находиться конструкция в готовом виде.
В карте должны быть указаны все операции, от подготовительных до контроля качества полученного шва, а также разработаны чертежи с пояснениями к ним в виде спецификаций. Составление такой карты – работа очень ответственная, так как любая неточность или ошибка может привести к серьезным последствиям.
Начинается составление карты с того, что указывается, какие металлоконструкции можно варить при помощи указанного технологического процесса, схема с полными геометрическими данными соединяемых деталей с указанием углов и расстояний между деталями этой конструкции.
Также указывается место и условия работы. Это может быть и сварка в производственном помещении, сварка на открытом воздухе или сварка непосредственно на месте, а также температура проводимых работ (Сварка обычно не должна проводиться при температуре ниже -18 градусов, но бывают технические исключения проведения работ при -30 градусах).
Обязательно должны быть учтены в карте условия для соблюдения техники безопасности и пожарной безопасности работающих в соответствии СНиП III-4-80 и ГОСТ 12.3.003. При этом должны в обязательном порядке быть указаны безопасные приемы выполнения работ для обеспечения правил безопасности при проведении сварочных работ.
При проведении работ при помощи дуговой сварки в среде защитного газа, обязательно учесть подводку кислорода и углекислого газа к месту работы. Все подводки и необходимость его использования должны иметь расчёты.
Далее указываются подготовительные работы и поэтапный их перечень. К подготовительным работам относится заготовка металла для сварки. Металл должен иметь сертификат от завода – изготовителя. Также должен быть включен в перечень и визуальный осмотр на предмет выявления брака и испытание образцов – так называемый входной контроль качества металла.
Следующим пунктом будет вид применяемых сварочных работ с указанием применяемого оборудования, марки электродов, проволоки и защитного газа.
При этом описывается процесс сварочных операций с указанием, в какой очередности наносятся швы, общее направление проведения сварки, сколько и какой длины устанавливаются прихватки. Прихватки должны быть указаны на чертежах с дополнительными указаниями в пояснительной записке. Если должна будет устанавливаться приварка строповочных элементов, она также указывается в чертеже и в пояснительной записке. Если после окончания работ эти элементы должны будут удалены, это также помечают. Удаляют их обычно или механически специальным оборудованием или при помощи газопламенной резки.
Также в технологической карте указывается нормативное время, которое должно быть потрачено на проведение каждой операции, и в итоге суммарное время на весь цикл работ.
В конце в спецификации указывается количество расходных материалов.
Если расчетная технологическая карта не будет устраивать одну из сторон, её можно изменить до начала проведения работ.
Контроль за работами по сварке металлоконструкций обычно возлагается на мастера участка.
Как производится контроль качества сварочных работ
Контроль качества сварки металлоконструкций, который проводится при сдаче работ, имеет очень важную роль. Он фактически отвечает за то, что работы, в основном ответственные, проведены правильно, соответствуют технологической карте и выдержат нагрузку, которую рассчитала инженерная служба.
Контроль делится на три части.
1 .Проверка квалификации сварщика, которая осуществляется проверкой документов рабочего на предмет квалификации, наличия допуска к сварочным работам и проведения инструктажа по технике безопасности и противопожарной защите. В удостоверении, который предъявляется рабочим, должны быть также перечислены группы сталей, с которыми он может работать. Также должен быть получен образец сварочного шва, идентичный тому, который будет выполняться при монтаже при той же температуре, что и будут производиться работы. Если сварка будет производиться при температуре -30 градусов, образец не должен быть сварен при температуре, превышающей рабочую.
2. Контроль за качеством деталей, которые подлежат сварке. Все детали должны иметь сопровождающие документы, с которых указывается марка металла, из которого они изготовлены. Эти вопросы урегулированы РД 34.15.132-96 и СНиПом.
3. Внешний осмотр и механическое испытание сварных соединений. Производится после очистки шва от шлака и брызг металла. Внешний визуальный осмотр помогает выявить до 50% брака перед тем, как отправить шов на испытание. Для этого не нужно разрушать шов, давно существует оборудование по его выявлению. Дефекты, которые обнаруживаются при помощи дефектоскопа, это непровары различных зон, внутренние трещины шва, прожоги.
При выявлении таких дефектов швы или переделываются или, при большой длине, вырезаются в месте дефекта.
Контроль при помощи ультразвука относится к наиболее точным для определения внутренних дефектов шва.
Для того, что бы правильно оценивать и контролировать качество сварочных работ, существует рабочий документ от 1996 года РД 34.15.132-96
Он применяется как для ручной дуговой сварки металлоконструкций, так и для сварки полуавтоматами и автоматами в среде защитных газов, порошковой проволокой и сваркой под флюсом.
Этот документ позволяет обеспечить полный контроль по организации работ, за её проведением, а также контроль качества готовых изделий.