Как сваривать швеллер

Швеллер — это стальная П-образная балка, способная выдерживать значительную статическую нагрузку. Поэтому швеллер широко применяется в строительстве и производстве в качестве высоконагружаемого элемента. Соединение нескольких швеллеров с помощью сварки — крайне ответственное мероприятие, от которого зависит надежность и долговечность конструкции. Разберем, какие нюансы имеет сварка швеллера.

Подготовительный этап

На подготовительном этапе необходимо определиться с типом сварочного оборудования и методом сварки.

Металл теряет свои прочностные характеристики при термическом воздействии, поэтому очень важно сократить площадь накаливания в процессе сварочных работ. Чтобы сделать это, необходимо применять электродуговую сварку, которая допускает использование электродов маленького диаметра. А вот газосварка для соединения швеллеров не подходит в принципе — смесь кислорода и горючего газа расплавляет металл на слишком большой площади.

На выбор электродов влияет размер швеллеров и место, где они будут использоваться. Если речь идет об участках, которые выполняют вспомогательную роль, то их можно сваривать электродами ОК 63.34 или ЦЛ 11. Но если необходимо соединить швеллеры, которые принимают на себя основную нагрузку в конструкции, то есть являются высоконагруженным узлом, то для их сварки необходимы электроды УОНИ 13/55У. Специализация этих электродов — сварка толстолистового горячекатаного металла, а к этой группе подходит и швеллер.

Что касается сварочного аппарата, то в настоящее время наиболее универсальный, надежный и удобный вид сварочного оборудования — это инверторы. Существует огромное количество видов инверторов. Главное — смотреть на то, чтобы инвертор подходил для ручной сварки электродами и обладал достаточной силой тока.

Перед началом сварочных работ необходимо зачистить свариваемые участки с помощью абразивного инструмента, так как наличие краски, ржавчины и грязи не позволит создать качественный шов.

Теперь разберем методы сварки швеллера.

Сварка встык

Сварку встык используют в случаях, когда необходимо создать конструкцию, на которую не будет оказываться основное давление. Обычно стыковую сварку проводят с двух сторон, уделяя большее внимание шву с внутренней стороны, чтобы каждый участок был качественно проварен. Но бывает, что сваривают только с одной стороны — и в этом случае дополнительно проваривают корень шва.

На рисунке А показана двухсторонняя сварка в один проход. На рисунке Б — односторонняя сварка в три прохода, где первый проход выполняет роль корня шва.

В процессе сварки под действием электрической дуги происходит расплавление металла и электрода, которые смешиваются, а затем остывают. Место, где происходит смешение металла и электрода, называют сварочной ванной. Толстый металл не позволяет создать ванну надлежащего качества, поэтому в этих случаях используют раскройку кромок.

При толщине швеллера более 6 мм необходимо удалить верхнюю часть металла, чтобы получилось пространство, которое и будет заполняться расплавом.

Тип раскроя и угол разделки металла зависят от толщины швеллера. Для швеллеров толщиной не более 12 мм угол раскроя не превышает 30 градусов, а рекомендуемая форма — V или X-образная. Для металла толщиной более 12 мм угол раскроя выше — от 30 до 60 градусов, а предпочтительная форма — Х или U-образная.

Сам сварочный процесс состоит из следующих этапов.

1. Швеллеры необходимо установить на устойчивую поверхность и четко вымерить с помощью линейки, уровня или другого инструмента. Очень важно обеспечить точную центровку двух элементов, сохраняя небольшой зазор между ними от 1 до 3 миллиметров.
2. Рекомендуется создать небольшой прихват на всем протяжении будущего шва. То есть на равномерном расстоянии, например, 40 мм необходимо создать несколько сварных точек.
3. Шов создается от середины швеллеров, постепенно продвигаясь к их краям.
4. После сварки необходимо дать шву остыть, а затем зачистить слой окалины любым абразивным инструментом. Также рекомендуется нанести антикоррозийное покрытие или грунтовку.

Сварка в стык с помощью накладок

Дополнительные накладки усиливают сварной шов при сварке встык. Для этого используют одну или несколько накладок, которые размещают либо только со стороны шва, либо с обоих сторон. Накладки имеют разную длину — внутренняя короче внешней. Что касается толщины накладок, то она должна быть не меньше толщины самого швеллера.

Этапы сварки с накладками.

1. Первый этап не отличается от обычной сварки встык
2. Создание самого сварного шва также не отличается от предыдущего варианта.
3. Изменения начинаются на этапе зачистки шва. В местах установки накладок полотно металла должно быть ровным без ямок и бугорков. Поэтому необходимо зачистить и сам шов, и металл вокруг с помощью абразивного инструмента.
4. Накладка устанавливается ровно по центру шва, при этом ее длина должна быть больше ширины швеллера.
5. Накладки привариваются по периметру с обоих сторон от шва.

Сварка вовнутрь

Данный вид сварки применяют для создания усиленных блоков. Два швеллера свариваются вместе, в результате чего получается подобие трубы.

Это сложный метод соединения сваркой, так как требует значительных усилий и мастерства от сварщика. И хотя метод похож на стыковой, есть ряд отличий.

Во-первых, сварку можно производить только в нижнем положении, так как швеллера должны быть размещены горизонтально.

Во-вторых, такая сварка допускает соединение с минимальными зазорами или даже вовсе без них.

В-третьих, метод допускает использование большого количества накладок в том случае, если не удалось грамотно отцентрировать обе детали, или если в процессе сварки швеллера были подвижны.

Этапы сварки.

1. На ровную площадку устанавливаются два швеллера полками друг к другу.
2. С помощью струбцин закрепляют оба конца для обеспечения максимальной плотности и неподвижности. Если струбцин в наличии нет, можно использовать обычные хомуты.
3. Сварка производится с середины элемента, постепенно смещаясь сначала в одну сторону, затем в другую. Допустимо использовать прихваты с шагом 4-6 см.
4. После сварки швы также необходимо зачистить с помощью абразивного инструмента, обработать антикоррозийным составом и загрунтовать.

Мы перечислили основные способы сварки швеллеров в домашних условиях самостоятельно. Существуют и другие способы сварки, но они требуют специального профессионального оборудования и создания соответствующих условий работ.