Сварные балки

Сварные балки представляют собой одни из наиболее востребованных в настоящее время современные высокопрочные тяжелые металлоконструкции двутаврового профиля, который изготавливается при помощи сваривания стыков. Высокое качество изделий и отлаженный техпроцесс позволяет им успешно конкурировать с цельным прокатом, находя широкий спектр применения.

Конструкция и классификация

В зависимости от конструктивных особенностей, габаритов ширины, высоты, толщины и пропорций различают балки различных типов и форм. В классическом исполнении балка сварного типа имеет «Н-образную» форму сечения и практически не отличается по внешнему виду от цельных горячекатаных изделий.

Двутавровые изделия из стали в сварном исполнении в зависимости от варианта конструктивного исполнения, разделяются на следующие типы:

• широкополочной конструкции, которые отличаются значительным размером полки и находят применение в конструкциях в качестве опор и направляющих;
• с наличием параллельно расположенных граней;
• нормального типа;
• колонного варианта исполнения, для которого характерна высокое значение толщины как перемычек, так и полок, которые рассчитаны на высокие нагрузки в течение всего периода эксплуатации;
• для оборудования подвесных путей;
• используемая для усиления шахтных стволов.

Технология изготовления

Сварные балочные изделия имеют форму двутавра, которая позволяет изделию иметь максимальную прочность и жесткость. Цельный стальной профиль Н-образной» формы изготавливается из металлического слитка, который в процессе разогрева и обработки, прокатки на валках и клетях принимает нужную форму и размеры. Сварные балки являются продуктом сварки трех конструктивных элементов, а именно: двух стенок и пояса. Помимо этого при изготовлении данного вида продукции часто находят применение стали различных марок. Технологический процесс производства изделий из металла является сложной процедурой, которая регулируется требованиями отраслевого стандарта ГОСТ 27380-80.

Используемый для изготовления балок металл на первом этапе проходит проверку на предмет соответствия марочной прочности и необходимой жесткости. Листовой металл разрезается на полосы соответствующего размера посредством использования современной технологии газопламенной резки. При изготовлении изделий из стали согласно регламента требований отраслевого стандарта ГОСТ 27380-80, чаще всего востребованными являются низкоуглеродистые марки металла, которые отличаются такими характеристиками, как высокая механическая прочность и ударная вязкость. Помимо этого низколегированные марки сталей обладают высокой коррозионной стойкостью. Торцевые поверхности проходят обработку на торцфрейзерном стане, чтобы обеспечить максимально качественную стыковку соединений. Сборка балки реализуется с применением машин-автоматов или вручную в зависимости от технической оснащенности предприятия. Наиболее точной является технология с применением быстродействующих прижимных элементов и гидравлических механизмов в составе сборочного оборудования. При этом соблюдается симметрия стенок, а также строгая перпендикулярность деталей перед сваркой. Автомат производит сварку частей металлического изделия под флюсом, обеспечивая высокое качество и прочность шва.

Наибольшее распространение получила сварка под слоем нерасплавленного флюса, который располагается таким образом, чтобы защитить область стыковки и находится под давлением. Благодаря этому технологическому приему жидкий металл минимально разбрызгивается по сторонам, что позволяет формировать качественный шов при различном значении силы тока. Помимо этого, наличие флюса способствует повышению прочности шва, на поверхности которого исключено резкое остывание. Среда флюса способствует эффективному отводу скапливающихся в ходе технологической операции газов. Для изготовления сварных балок могут применять и другие типы сварочных соединений с использованием полуавтоматической, а также ручной, дуговой сварки. Ввиду наличия высоких потерь, составляющих до 30%, ввиду разбрызгивания металла, данные методики являются нерациональными и малоиспользуемыми.

По завершению операцию сборки изделия поступают на правочный стан, где при необходимости вносится корректировка в их геометрию, которая может нарушиться в ходе этапов состыковки. Чаще всего устраняемая деформация проявляется в наличие «грибовидного» искажения изделий. Готовая продукция подвергается контролю качества, а также очистке. Швы подлежат проверке на ультразвуковых дефектоскопах. Помимо этого ведется контроль на предмет отсутствия других видов брака, а именно: дефектов в идее ржавчины, наличия окалины, трещин, расслоений или сколов. Чистка металлоконструкция реализуется по нормативам ГОСТа 9.402-80. В ходе очитки широко используются инновационные методики с использованием специальных пескоструйных установок, которые подвергают поверхность детали воздействию песка, направленного под давлением в различных направлениях. Таким образом, снимается не только пыль и грязь, но и небольшие слои ржавчины и налета с поверхности. Чистый и блестящий металл может подвергаться окрашиванию, либо реализовываться в непосредственном виде покупателю.

Роботизированные линии производства сварной балочной продукции способствуют повышению объемов производимых изделий и снижению себестоимости данного вида продукции на рынке.

Область использования

Сфера практического применения сварных балок из стали лежит в области строительства. Изделия используются для формирования высокопрочных и тяжелых металлоконструкций. Благодаря развитию металлокаркасных технологий строительства, балки из стали заслужили высокую популярность и стали одним из главных материалов, который востребован при конструировании зданий, сооружений, функционирующих в различных климатических условиях. Применение продукции стального проката позволяет сократить сроки возведения объектов и минимизировать трудозатраты при выполни работ, осуществляя основные этапы с минимальным количеством техники. Использование стальных балок является экономически выгодным решением, позволяя снизить стоимость объектов, сократить расходы на строительство.

Благодаря особенностям сварных балок, компоновка которых может отличаться друг от друга размерами и вариантом исполнения, архитектура зданий и сооружений стала значительно богаче и разнообразнее. Появились технические возможности для формирования и строительства длинных выносных архитектурных форм и конструкций, оснащения зданий широкими пролетами. При этом появилась возможность для экономии средств без снижения качества.

Из сварных балок здание можно построить в два раза быстрее, чем из бетона или кирпича. С помощью сварных балок строятся современные заводы, складские помещения, ангары, спортивные комплексы и даже торговые центры.

За счет автоматической линии сварки и наличия плазменной резки сочетается высокое качество изделии, точность изготовления, обеспечивается высокая интенсивность производственного процесса. Готовые изделия из металла упрощают работу по возведению сооружений, которая представляет собой сборку каркаса. Технология сварки деталей под слоем флюса, используемая при производстве балок, обеспечивает качество и надежность сварного шва и гарантирует жесткость соединения. Благодаря высокой прочности готовая продукция обладает прочностью, необходимой, чтобы в процессе эксплуатации выполнять функцию опор, выдерживать ветровые, сейсмические, снеговые и механические нагрузки.

В конечном счете, балки сварного типа обладают высокой универсальностью и чаще всего используются для следующих целей:

• строительства пролетов значительной протяженности, которые используются в производственных цехах, других крупногабаритных сооружениях;
• в качестве элементов жесткости и несущих металлоконструкций при строительстве эстакад;
• применяются в мостостроительстве, представляя собой прочную и экономичную основу для сооружений длинных пролетов;
• в строительстве жилых домов и производственных помещений в качестве надежных и долговечных перекрытий,
• при сооружении огромного спектра конструкций рабочих площадок, к которым предъявляются повышенные требования в области прочности и надежности конструкции;
• для конструирования подкрановых балок;
• с целью строительства жилых комплексов и торговых центров;
• при сооружении тоннеле и путепроводов значительной протяженности;
• для строительства масштабных сооружений в виде спортивных арен, стадионов и комплексов;
• для прочих целей, где востребована прочность и несущие характеристики, гарантирующие жесткость и надежность тяжелых металлоконструкций;
• изделия чрезвычайно востребованы для всех направлений сферы машиностроения, где снижение массы с сохранением прочности и надежности является ключевым фактором успешности продукции;
• балки сварные находят применение при конструировании зданий и сооружений быстровозводимого типа.

При сооружении каждой конструкции тщательно проверяется и рассчитывается нагрузка на элементы с целью использования минимального объема материала для достижения заданной технологической прочности.

Достоинства и основы экономичности

Практическое применение сварного типа балочных стальных изделий обладает целым рядом существенных преимуществ, среди которых:

• сниженная металлоемкость изделий, которая на 10% меньше чем у горячекатаных «Н-образных» профилей. Прежде всего, это возможно благодаря подбору сбалансированного сечения листового металла, который используется при производстве балок. Невзирая на наличие сварных швов, сварные металлические детали имеют не меньшую нагрузочную способность, чем цельные изделия аналогичной массы;
• доступная себестоимость и, как следствие, невысокая цена на стальные изделия. Стоимость сварных «Н-образных» профилей формируется исходя из цен на сырье в виде листового металла, а также технологические операции по раскрою и сварке. При этом немаловажным фактором является минимизация отходов производства;
• в процессе изготовления двутавровых балок производитель имеет технологическую возможность, благодаря применению сварки, задействовать разнотипные стали и материалы, формируя необходимую жесткость и прочность при заданной материалоемкости. Такая технология производства позволяет вариативно комбинировать, применяя высокопрочные и легированные стали для рационального применения и снижения стоимости изделий;
• высокое качество продукции. Отработанный технологический процесс с применением ультразвукового контроля качества сварного шва практически исключает брак при изготовлении стальных балок, гарантируя их высокую точность, прочность и долговечность;
• широкая сфера применения изделий позволяет не только повсеместно использовать экономичные сварные профили, но расширять архитектурные возможности при проектировании и строительстве новых зданий и сооружений;
• вариативность характеристик и технологий позволяет изготавливать балки под заказ нужной длины и прочности, для применения в конкретных условиях и под заданными нагрузками, вследствие чего наблюдается значительная экономия средств;
• применение сварных балок позволяет значительно снизить вес строительной конструкции, который формирует требования к массивности и несущей способности фундамента, сокращая расходы строительство оснований.

• 
  Сварные ворота