Как выпрямить швеллер после сварки
Сварочные работы стальных конструкций
Рис.107.Правка конструкций после сварки нагревом: а—клиньями стенки балки; б—клиньями полки балки; в—хлопунов точками; г—выпуклой стороны полосовой стали.
В отдельных случаях правку конструкций производят грузом, который создает обратный изгиб выправляемой детали, опирающейся концами на два стеллажа. Напряжения при правке в металле должны достигать предела текучести с тем, чтобы создать остаточные деформации, устраняющие начальную кривизну.
Правку деформированных сваркой балок и листовых полос можно производить также местным нагревом пламенем ацетиленокислородных горелок или бензорезов. Нагрев производится с выпуклой стороны треугольниками (рис. 107, а и б) или полосами (тепловыми клиньями), положение которых предварительно размечается мелом.
Правку хлопунов в стенках сплошных балок производят местным нагревом с выпуклой стороны полосами или отдельными точками 2 (рис. 107, в). Рядом с нагретыми участками рекомендуется производить проколачивание металла молотками или кувалдами.
Правку деталей из листовой стали большой толщины, не поддающейся правке на вальцах, можно осуществить нагревом полосами 3 выпуклой стороны (рис. 107, г).
Местный нагрев производят при температуре 700—800° С, доводя металл до пластического состояния, определяя температуру по цвету каления или с помощью термочувствительных карандашей. После остывания в местах нагрева появляются остаточные напряжения растяжения, которые распрямляют изделие. В процессе правки необходимо проверять значения деформаций, окончательно замеряя их после остывания металла.
При повышенных требованиях к устранению деформаций после сварки в отдельных случаях поверхности и кромки конструкций фрезеруют.
Правка швеллера, двутавра и т.д.
Доброго времени суток коллеги. Думаю каждый кто тут работает с металлом сталкивался с такой проблемой как деформация металла при термомеханическом воздействии (сварка, резка, удары и т.д), а также с самим плохим заводским прокатом. Не нашёл подобной темы тут, поэтому решил её разложить по полочкам.
Вопрос, есть ли определённые технологии (способы) по правки швеллеров, двутавров и других конструктивных элементов проката? Больше интересует термический способ (резаком, горелкой). Знаю что можно править специальными станками, домкратами вообщем механическим способом, но не у всех есть такая возможность. Также не интересует правка способом электродуговой сваркой, накладыванием швов, после чего эти швы защищаются, но при накладывании швов, в металле останутся напряжения, после чего металл не изогнёт, а просто лопнет, в каждом случае исход ясен. Не спорю при воздействии на металл резаком также возможно останутся остаточные напряжения, этот и вопрос интересует больше всего. Можно ведь греть до малых температур и в определённых местах.
Допустим возьмём на примере швеллера. Швеллер изогнут таким образом: (нижний рис.)
В каких областях его нужно греть чтоб он сам на глазах стал в изначальное правильное положение? По возможности на примере данного изображения объясните, буду благодарен.
Думаю данная тема будет полезна на этом форуме! С Уважением. Спасибо!
Деформация металла при сварке
Вопросы, рассмотренные в материале:
Деформация металла при сварке – это явление, которое приводит к нарушению геометрии изделий и, следовательно, к браку продукции. Подобное может наблюдаться даже в работе опытных сварщиков. Соблюдение ряда правил позволяет снизить вероятность появления деформации и получить качественное и надежное соединение.
Существует множество причин возникновения деформации металла при сварке. О том, с чем они связаны, какие меры принимают для профилактики этого явления и что делают для исправления, читайте в нашем материале.
Причины деформации металла при сварке
Если на металлический предмет оказывается механическое воздействие, то в нем возникают напряжение и искажение. Первое характеризуется силой давления, оказываемой на единицу площади. Второе – нарушением габаритов и формы изделия из-за силового воздействия.
Напряжения появляются в деталях под влиянием практически любого усилия. Это может быть растягивание, изгиб, сжимание или резка. В ходе сварки следует внимательно следить за показателями как деформации, так и напряжения. Если превысить допустимые значения, то конструкция (частично или полностью) может разрушиться.
Рекомендуем статьи по металлообработке
Сварочные деформации возникают под влиянием различного рода напряжений, появляющихся внутри изделия. Основные причины их появления специалисты объединяют в две большие группы: основные, которые считаются неизбежными и постоянно появляются в ходе сварки, а также сопутствующие, устранение которых вполне возможно.
К основным причинам возникновения деформации и напряжения в ходе сварочных работ относят следующие:
Сварочное напряжение могут вызвать не только механические воздействия. Сплавам различных металлов вообще свойственны свои деформации и напряжения. Они делятся на временные и на остаточные. Пластичная деформация металла при сварке вызывает остаточные, не исчезающие и после остывания материала. Временные же возникают при сварке прочно закрепленной детали.
VT-metall предлагает услуги:
Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы
К побочным или сопутствующим деформациям при проведении сварочных работ можно отнести:
Концентрацию напряжений в сварном шве может вызвать практически любая ошибка. Из-за них возникают технологические дефекты соединения: непровары, трещины, пузыри и прочий брак.
Виды деформаций металла после сварки
Существует несколько видов напряжений. Они отличаются временным интервалом (периодом действия), характером появления и прочими факторами.
Ниже представлена таблица возможных напряжений (какие встречаются и из-за чего появляются в сварном шве).
По причинам возникновения
Неравномерность прогрева, возникающая из-за перепада температуры при сварке
В случае нагрева металла выше максимально установленной температуры происходят изменения в структуре материала
По времени существования
Возникает в ходе фазовых видоизменений, но в процессе остывания уходит
Остается в деталях и после устранения причин возникновения
По задействованной площади
Имеющееся во всей конструкции
Проявляющееся исключительно в зернах структуры металла
Присутствующее в кристаллической решетке материала
По направленности воздействия
Появляется по линии шва
Размещается поперек оси соединения
По состоянию напряжения
Происходит только в одном направлении
Распространяется на два различных направления
Воздействие происходит по трем осям
В ходе сварочного процесса происходят следующие виды деформации:
Материал может быть деформирован вне плоскости сварного изделия или внутри него.
Разнонаправленность сил, действующих относительно сечения материала, приводит к возникновению различных напряжений: сжатия либо изгиба, растяжения, кручения, среза.
Тестирование сварных швов и расчет деформаций металла при сварке
Швы обязательно проходят тестирование на надежность и прочность соединений. В ходе проверки проверяется также наличие дефектов. Это позволяет быстро обнаружить и устранить возникший в процессе сварки брак.
Существует несколько типов контроля, позволяющих найти изъяны:
Важным в изготовлении сварных конструкций является определение вероятных напряжений и деформаций в ходе работ. Причина заключается в том, что они изменяют форму и размер изделия, снижают его прочность, что приводит к изменениям в эксплуатационных качествах конструкции далеко не в лучшую сторону.
Необходимо проводить тщательный расчет деформаций и напряжений при различных процессах сварки, правильно запланировать последовательность операций для того, чтобы в результате на конструкцию воздействовало минимум напряжений, а количество дефектов стремилось к нулю.
Способы устранения деформации металла при сварке
Убрать деформацию материала, возникшую в ходе сварки, можно с помощью правки. Она бывает холодной механической, термомеханической и термической, включающей как местный, так и общий нагрев. Перед проведением последнего изделие жестко фиксируют в устройстве, оказывающем давление на изменяемые части конструкции. Затем оно размещается в разогревающей печи.
Суть термического метода заключается в сжимании металла при его охлаждении. Происходит процесс разогрева растянутого участка горелкой или дугой. При этом окружающий место разогрева материал должен оставаться холодным, что не дает значительно расшириться горячему участку. Далее при остывании изделия происходит постепенное выпрямление конструкции. Больше всего данный метод подходит для устранения деформаций балок, полос листового материала и пр.
Принцип холодной правки заключается в постоянном воздействии на изделие нагрузок. Для этого используют различные прессы и валки, существующие для прокатки по ним длинных конструкций. Для исправления деформаций растянутых конструкций применяют термическую правку. Сначала происходит сбор лишнего металла, а затем – разогрев проблемного места.
Сложно сказать, какой из методов является предпочтительным. Для каждого вида, места (снаружи или изнутри), особенностей деформации и напряжения, а также габаритов и формы изделия существуют свои способы их устранения. Важным являются трудозатраты и эффективность метода.
Способы избежать деформации металла при сварке
Устранение проблем значительно сложнее их предупреждения. Эта аксиома в равной степени относится и к сварке. Брак всегда приводит к дополнительным финансовым вложениям. Для его предотвращения необходимо сосредоточиться на мерах, помогающих бороться с деформациями и напряжениями.
Отвечая на вопрос о том, как избежать деформации при сварке листового металла или свести ее к минимуму, следует запомнить связь между причинами появления и мерами предупреждения. Следовательно, перед началом работ необходимо все тщательно рассчитать и подготовиться. Только после окончания данного этапа можно будет проводить сварку металлических конструкций.
Сила, приложенная к конструкции, прямо пропорциональна степени ее деформации. Значит, чем большая сила воздействует на изделие, тем значительнее его деформация.
Данные виды разогрева способствуют улучшению качественных характеристик как самого сварного соединения, так и участков, расположенных в непосредственной близости от него. Кроме того, уменьшаются пластические деформации и остаточное напряжение. Этот метод чаще всего используют для сплавов, которые имеют склонность к закалке и появлению кристаллизационных трещин.
При протяженности более 1 000 мм шов разбивается на части длиной от 100 до 150 мм. Новое соединение создается в противоположную от основной сварки сторону. При этом металл разогревается более равномерно, что снижает деформацию. Данный способ не является методом последовательного наложения.
Суть метода заключается в том, чтобы подобрать порядок, в котором нужно будет делать швы. Новый шов должен обязательно создать деформацию, которая будет противодействовать предыдущему. Этот способ часто применяется при сварке двусторонних соединений.
Сварка предваряется прочным и жестким креплением изделия в кондукторах. После завершения процесса конструкция полностью охлаждается, после чего вынимается из крепежа. Существенным недостатком метода является вероятность возникновения внутреннего напряжения изделия.
Сварка без деформации металла может быть проведена с помощью термической обработки. При этом существенно улучшаются характеристики соединения и окружающего его металла, снижается напряжение внутри изделия и выравнивается структура шва. Отпуск, отжиг (состоящий из низкотемпературного или полного) и нормализация – это операции, составляющие термическую обработку металла.
Нормализация считается оптимальным способом обработки швов изделий, выполненных из низкоуглеродистых сталей.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
Повело при сварке — что делать
Профильная труба является одним из самых популярных видов металлопроката на сегодняшний день. Используя профильную трубу и сварку можно собрать множество полезных и легких конструкций из металла.
Единственная проблема, с которой приходится сталкиваться сварщикам в процессе работы, это температурные деформации при сварке. Толщина стен профильной трубы незначительная, что становится причиной возникновения деформаций и прожогов.
Нередко конструкцию из профильной трубы ведёт, а в самом металле образуются прожоги. Чтобы этого не случилось нужно понимать, как варить тонкие профильные трубы, толщина стен которых не более 2 мм. Какие правила существуют и как не допустить температурной деформации.
Что делать, если при сварке ведёт профильную трубу
Конструкции из профильной трубы чаще всего ведёт по швам, они уходят внутрь вследствие деформаций. Происходит это по причине неправильной технологии сваривания, либо из-за спешки и ошибок. Поэтому главное правило при сварке профильных труб — абсолютно никакой спешки.
Нагреваясь, металл ведёт в сторону, но если не спешить и давать время на остывание, как правило, он возвращается назад. Также при сварке тонкостенных профильных труб рекомендуется придерживаться следующего:
При сварке профильной трубы следует выдерживать короткую дугу. Сильный разрыв и удлинение сварочной дуги, непременно приведёт к образованию прожога. Также, нельзя сильно перегревать металл, нужно давать время на то, чтобы он остыл.
Какие электроды для сварки профильной трубы использовать
Варить профильную трубу рекомендуется электродами, которые предназначены для сварки низкоуглеродистых и углеродистых сталей. Самыми распространёнными марками электродных стержней являются УОНИ, МР-3, ОЗС и другие.
Перед свариванием металлоконструкций рекомендуется прокалить электроды в печи. Это позволит улучшить качество сварного соединения, а также облегчит работу сварщика по разжиганию электродных стержней и получению стабильной дуги.
Как бороться с температурной деформацией при сварке
Чтобы профильную трубу не вело при сварке, нужно заранее предугадать все нюансы:
В общем, при сварке профильной трубы не нужно спешить. Сначала следует собрать всю конструкцию на прихватках, затем вывести геометрию, и лишь после этогом можно будет всё обварить по углам.
Правка деталей
Наиболее распространенным способом восстановления деформированных деталей, не имеющих трещин и износа поверхностей до недопустимых пределов, является кузнечная правка. Чаще других деформируются (изгибаются) детали машин, имеющие малые размеры по сечению и толщине и большие по длине и ширине.
Правят детали и сборочные единицы на наковальнях или правильных плитах (см. рис. 7.12, ё) кузнечными молотами и с помощью специальных приспособлений и стендов.
Способы холодной правки валов и осей показаны на рис. 12.1. Валы или оси укладывают в призмы выпуклостью вверх и выправляют их с помощью ручного при- приспособления (рис. 12.1, а) или винтового пресса (рис. 12.1, б). Валы или оси из низкоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей выправляют двойной правкой. Для этого вал или ось укладывают в призмы выпуклой стороной вверх (рис. 12.1, в) и изгибают их на Ht (рис. 12.1, г) в несколько раз больше первоначального
прогиба Н. После снятия нагрузки прогиб вала в обратную сторону будет приближенно равен первоначальному прогибу Н. Затем вал поворачивают на 180° (рис. 12.1, д) и гнут его до устранения прогиба (рис. 12.1, е).
Валы, изготовленные из труб, для предохранения от смятия перед правкой засыпают сухим песком, а в торцовые отверстия забивают деревянные пробки. Правку следует вести осторожно, чтобы не допустить раскрытия шва трубы. Небольшие местные деформированные места устраняют в холодном состоянии. Если же шов раскроется, то его заваривают газовой сваркой.
Скрученные валы в средней части нагревают до температуры 830. 900 °С (красный цвет каления). Один конец вала зажимают в тисках, а другой поворачивают в направлении, противоположном направлению скручивания (см. рис. 7.17). Если вал термически обработан,
то после правки с нагревом нагреваемые участки необходимо снова термически обработать.
Погнутые закаленные валы или валы из среднеуглеродистой стали выправляют способом холодного наклепа. Для этого вал укладывают на наковальню выпуклостью вниз (рис. 12.2, а) и носком небольшого молотка наносят частые, но не сильные удары по валу, начиная от середины к концам его. Молоток должен быть с клинообразным задком (см. рис. 3.2, е) без забоин. В результате образования наклепанного слоя вал выпрямляется (рис. 12.2, б). После такого выпрямления получают почти нулевое биение и термическая обработка в этом случае не требуется.
Раскосы, поперечины, косынки и другие детали, легко снимаемые с рам и других частей машины, правят на наковальне или правильной плите (см. рис. 7.12, е) в холодном и горячем состояниях.
Небольшие детали с прямоугольным сечением можно выправлять так же, как валы и осн, или с помощью простейшего винтового приспособления, показанного на рис. 12.3, а.
Изогнутые крупные детали и сборочные единицы из проката в виде балок обычно выправляют с помощью домкратов и несложных винтовых приспособлений.
В приспособлении (рис. 12;3, б) выправляют балки рам 3 усилием от домкрата 6. Домкрат устанавливают на брус 1, к которому прикреплены хомуты 2, между хомутами на домкрат укладывают погнутую балку рамы 3, выше ее в отверстия хомутов вставляют пальцы 4 и между полками устанавливают шпильки 5 с гайками, которые предохраняют полки балки от дополнительной деформации.
Приспособление, показанное на рис. 12.3, е, состоит из винтового механизма 7, коробки 8, сваренной из двух швеллеров, и хомутов 9. Место прогиба у швеллера 10
нагревают до температуры 800 °С (светло-вишневый цвет каления), с помощью хомутов приспособление устанавливают на швеллер и винтовым механизмом швеллер выправляют.
Скрученный швеллер 3 рамы (рис. 12.5) можно править на правйльной плите 1 со шпильками 2 с помощью приспособления, состоящего из скобы 6 и изогнутого рычага 4, на который, для создания большого усилия, насаживают трубу 5.
Такие приспособления можно использовать для правки швеллеров и других прокатных профилей, не отделяя их от рамы или других частей машины.
Технологию правки фасонных деталей можно показать на примере правки металлического обода колеса сельско-
Рис. 12.3. Приспособление для правки изделий типа балок
ным профилем правят в специальном приспособлении (рис. 12.6), состоящем из плиты 1, откидной скобы 4, осн? и сменных обжимок 2 с рабочей поверхностью, выполненной по форме обода. Нагретый деформированный обод 5 устанавливают между обжимками и ударами кувалды 3 по откидной скобе выполняют правку обода,
поворачивая его по мере необходимости. Поворот осуществляется свободно благодаря откидной скобе.
Рис. 12.6. Приспособление для
правки обода колеса
Выправленные детали из профилей и фасонные детали после правки можно укрепить косынками, ребрами жесткости и накладками, иначе они будут снова деформироваться при приложении усилия.