Производство металлических изделий и конструкций.
При изготовлении металлоконструкций расплавленный чугун или сталь разливают по формам, а затем слитки подвергают обработке давлением или литьем, в результате чего получают изделия требуемых форм, размеров, свойств. Затем изделия соединяют в конструкции при помощи сварки, клепки и болтов.
Применяют следующие способы обработки металлов давлением: прокатка, ковка, волочение, штамповка и прессование.
Прокатка. Сущность данного метода заключается в обжатии металла между двумя вращающимися валками, при этом заготовка уменьшается в сечении, вытягивается и приобретает форму, соответствующую валкам. Обжатие происходит в несколько приемов путем пропуска слитка через ряд валков с уменьшающимся зазором. Прокатывают металл в холодном и горячем (большинство случаев) состоянии. Данным способом получают балки, рельсы, листовую сталь, арматуру.
Ковка – процесс деформации металла под действием повторяющихся ударов молотка или пресса. Ковка может быть свободная, когда металл при ударе молота имеет возможность свободно растекаться во все стороны, и штампованная, когда металл, растекаясь, заполняет формы штампов, а избыток его срезается. Ковка применяется для изготовления болтов, скоб, анкеров.
Волочение заключается в протягивании металлической заготовки через отверстие, сечение которого меньше сечения заготовки. В результате этого металл обжимается, а профиль его соответствует форме отверстия. В качестве заготовки используют предварительно прокатанный или прессованный пруток или трубу. Способом волочения получают тонкостенные изделия, а также прутки. При волочении происходит упрочнение металла в результате пластической деформации, повышение твердости стали и снижение её пластичности.
Сварка металлов. Существует два вида сварки: пластическая и сварка плавлением. К первой относится электрическая сварка сопротивлением, термитная сварка. К сварке плавлением относится электродуговая сварка, газовая сварка, газодуговая сварка.
В строительстве в основном применяется электрическая сварка сопротивлением, электродуговая сварка, реже - газовая и термитная.
Газовая сварка заключается в расплавлении металла в месте стыка деталей теплом, получаемым при горении газа. Газовая сварка применяется для соединения тонкостенных конструкций из углеродистых и легированных сталей, цветных металлов и чугуна. Для заполнения шва между сварными деталями применяют присадочный материал в виде проволоки, имеющий состав, близкий к свариваемым материалам. Данный тип сварки имеет ограниченное применение из-за высокой стоимости по сравнению с электросваркой.
Электрическая сварка сопротивлением (контактная) – это процесс соединения металлических деталей в результате местного сплавления их кромок теплом, образующимся при прохождении тока через свариваемые детали. При этом детали сильно прижимают друг к другу. Контактная сварка может быть:
- стыковая – применяется для продольного соединения деталей арматуры: наращивания стержней, приварки к торцу анкеров.
- точечная сварка применяется для соединения деталей внахлест или в месте их пересечения. При данном типе сварки пересекающиеся стержни зажимаются двумя электродами и включают электрический ток. Так как электроды обладают более высокой электропроводностью, наибольшее сопротивление порождению тока окажет место пересечения стержней, в результате чего произойдет разогрев металла деталей и их сварка. Благодаря применению тока большой силы сварка происходит в течение доли секунды. Точечную сварку применяют для изготовления сеток и каркаса для арматуры.
- роликовая сварка применяется для соединения листового металла. От точечной сварки она отличается тем, что стержневые электроды в ней заменены вращающимися роликами, которые захватывают свариваемые листы и создают непрерывный шов. При прохождении тока металл под роликами нагревается и сваривается давлением роликов.
При электродуговой сварке один провод от источника тока присоединяется к свариваемой детали, а второй – к электроду. При замыкании цепи между концом электрода и деталью возникает электрическая дуга, в зоне которой температура достигает 6000 СО, в результате чего плавятся кромки детали и электрод. Металл электрода заполняет зазор между деталями и образует после затвердевания сварной шов.
Электрод представляет собой металлический стержень диаметром 2-12 мм, покрытый специальными обмазками из мела, кремния, каолина, графита. Связующим в обмазке является жидкое стекло. Обмазка повышает устойчивость горения дуги и образует шлаковую защиту шва, предохраняя расплавленный металл от окисления в процессе сварки.
К дефектам сварки относят непровар, получаемый от неправильного режима сварки; пористость, образовавшуюся от насыщения металла газами, окислами и шлаками; трещины в наплавленном и основном металле, возникающие от неправильного ведения сварки; пережог, получаемый от окисления при слишком большой дуге (при дуговой сварке) и при избытке кислорода (при газовой сварке).