5.Балки

Типы поперечных сечений и размеры сварных балок весьма разнообразны. Если нагрузка приложена в верти­кальной плоскости, чаще всего используют балки дву­таврового сечения. При приложении нагрузки в верти­кальной и горизонтальной плоскостях, а также при дей­ствии крутящего момента более целесообразно исполь­зование балок коробчатого сечения.

5.1. Сборка и сварка двутавровых балок

Обычно сварной двутавр состоит из трех основных листовых элементов: стенки и двух полок. Сбор­ка балки должна обеспечить симмет­рию и взаимную перпендикулярность полок и стенки, прижатие их друг к другу и закрепление прихватками. При использовании сборочных кондукторов это достигается соответствующим расположением баз и прижимов по всей длине балки с последующей пос­тановкой прихваток. На рис.15 показан универсальный сбороч­ный кондуктор для сборки балок.

Рис.15. Универсальный сборочный кондуктор с пневматическими прижимами

В некоторых случаях для сварки балок удобны кан­тователи с кольцами (рис.16). Собранная балка уклады­вается на нижнюю часть 1 кольца, откидная часть 2 замыка­ется с помощью откидных болтов 3, и балка закрепляется системой зажимов 4, В том случае, если длина балки ве­лика и необходимо предотвратить ее прогиб, можно меж­ду опорами расположить опорные разъемные кольца.

Рис.16. Кантователь с кольцами

При сварке двутавровых балок значительной высоты иногда используют простейшие приспособления, являющиеся составной частью сборочного стелла­жа. Более целесообразны полуповоротные кондукторы (рис.17) с перекатными порталами для поджатия горизонтальных листов, обеспе­чивающие после сборки сварку двух поясных швов. При этом рама 7 кондуктора наклоняется на 45° в ту или иную сторону с помощью гидравлических цилиндров 2. Однако применение таких кондукторов требует допол­нительных приспособлений и транспортных операций для сварки «в лодочку» второй пары поясных швов. Поэто­му при изготовлении балок мостов нашли применение поворотные кондукторы для сборки и сварки балок длиной до 34,2м и высотой от 1,6 до 3,8м при ширине поясов до 1м.

Рис.17. Схема полуповоротного специализированного кондуктора для сборки двутавровых балок

5.2.Непрерывное производство сварных балок

Для высокопроизводительного изготовления свар­ных балок в непрерывных автоматических линиях боль­шое значение приобретает применение сварки токами высокой частоты, обеспечивающей скорость сварки 10-60 м/мин, т.е. на порядок выше, чем при сварке под флю­сом.

В 60-х годах в США были выпущены агрегаты для производства сварных двутавров из рулонного проката или обычных полос и листов с использованием сварки ТВЧ. Рулонные заготовки для стенки и полок двутавра пода­ют к сварочному агрегату из трех разматывателей 1 (рис.18). Гибочное устройство 4 обеспечивает подачу полок в зону сварки под углом 4-7° к кромкам стенки. Сколь­зящие контакты подводят ток к одной из полок и отводят от другой, что обеспечивает протека­ние сварочного тока вдоль поверхности стыкуемых эле­ментов и через место их контакта под обжимными роли­ками. При непосредственной приварке полки к стенке сварное соединение приобретает неблагоприят­ную форму. Холодная высадка кромки стенки с увели­чением ее толщины с зачисткой соединения после сварки в горячем состоянии позволяет обеспечить плавный пе­реход от стенки к полке. В соответствии с этим в рассматриваемом агрегате (рис.4), кромки проходят предварительную осадку в машине 3 и свариваются с пол­ками в сварочной установке 5. Затем балка проходит огневую зачистку 6, зону охлаждения 7, правку 8, дефекто­скопию 9 и на отводящем роликовом конвейере разрезается летучей пилой 10. В случае значительной толщины полок их жесткие заготовки подают не из рулонов, а из питателей 2 поштучно. В процессе сварки эти заготовки проходят сварочный агрегат плотно прижатые торцами друг к другу.

Рис.18. Схема агрегата для изготовления двутавровых профилей сваркой ТВЧ