Назад: 3.5.7 Термическая обработка

4. СВАРНЫЕ БАЛКИ

4.1. Общие сведения

Сварные балки широко используют в различных областях промышленности. Они входят в качестве составных элементов в сварные рамы различного назначения, каркасы промышленных зданий и сооружений, мосты, сварные суда и др. Сварные балки коробчатого сечения широко применяются в сельскохозяйственном машиностроении и при изготовлении подъемно-транспортного оборудования.

Наиболее распространенные типы сечений сварных балок показаны на рис.4.1.

Рис.4.1. Типы сечений сварных балок: а – тавровое; б – двутавровое; в, г, д, е – коробчатое

Балки первых двух типов сечений (а, б) могут быть изготовлены как с помощью сварки, так и путем горячей прокатки. По зарубежным данным себестоимость производства сварных двутавров в среднем на 10…15 % выше, чем горячекатаных, что объясняется значительно большей (в 7…10 раз) производительностью прокатных станов и относительно высокой стоимостью стального полосового проката. Более высокая стоимость сварных широкополочных двутавров может быть компенсирована экономией металла только на профилях высотой менее 150 мм, масса которых может быть снижена на 15…20 % за счет утонения элементов (в ряде случаев невозможно получить путем горячей прокатки толщины элементов менее 3 мм). Стоимость оборудования прокатного производства во много раз выше, чем оборудования, необходимого для производства сварных балок. Именно поэтому экономическая эффективность производства сварных балок проявляется в тех случаях, когда требуемый объем их производства относительно невелик. К примеру, с увеличением высоты балки экономическая эффективность их производства с помощью горячей прокатки снижается потому, что увеличиваются затраты на сооружение и эксплуатацию прокатного стана, а требуемые объемы их производства сокращаются. По этой причине двутавровые балки высотой более 600…1000 мм целесообразно изготавливать сваркой.

Изготовление с применением сварки имеет неоспоримые технологические преимущества в тех случаях, когда балки имеют более сложное поперечное сечение или, когда сечение балки изменяется по ее длине. Важным преимуществом сварочных технологий является возможность изготовления элементов балки из разных марок стали, что позволяет более эффективно использовать высокопрочные стали.

Технологиям изготовления балок с помощью сварки присущи некоторые недостатки. Во-первых, неравномерный нагрев конструкции при сварке приводит к появлению остаточных деформаций, борьба с которыми часто требует существенного усложнения технологического процесса.

Во-вторых, усталостная прочность сварных балок обычно ниже, чем у горячекатаных, из-за влияния остаточных напряжений, дефектов сварки и других концентраторов напряжений. Применение 100 %-ного ультразвукового или рентгеновского контроля качества сварки приводит к удорожанию конструкции.

В-третьих, применяемый наиболее часто способ автоматической сварки под флюсом не позволяет существенно повысить производительность изготовления.

Выбор технологии изготовления сварных балок, способа сварки и применяемого оборудования существенно зависят от конструктивных особенностей, требований к изготовлению, сформулированных в технических условиях, и объема выпуска изделий, определяющего тип производства (индивидуальное, серийное, массовое).

Контроль качества в процессе производства должен включать проверку:

· основного металла на соответствие спецификации, что особенно важно в тех случаях, когда для стенки и полок используют сталь разных марок;

· заготовок на отсутствие расслоения в металле;

· наличия на заготовках маркировки и ее соответствия требованиям;

· соответствия сварочных материалов требованиям технологического процесса;

· условий хранения сварочных материалов;

· выполнения всех процедур в соответствии с требованиями технологического процесса;

· визуальный и измерительный контроль сварных соединений в процессе сварки;

· периодический контроль работы оборудования.

Далее: 4.2 Технические условия на изготовление