ул. Караульная 13 ст. 1а
+7 (391) 272-22-85
+7 (391) 272-22-85
ПН - ПТ с 9.00 до 18.00
info@promstal-metall.ru
Красноярск
ул. Караульная 13 ст. 1а
Как правильно сваривать швеллер. Практическое руководство для новичков
Сварка металлических конструкций — это основа современного строительства, производства и ремонта. Одним из самых востребованных элементов металлоконструкций остаётся швеллер — П-образный профиль, который используется для создания жёстких, надёжных опор, рам, перекрытий и каркасов различного назначения. Многие начинающие сварщики сталкиваются с задачей сварить между собой швеллеры или подключить их к другим элементам. Для качественного и безопасного соединения важно знать, какая технология сварки применяется, как правильно подготавливается металл, какие швы и типы соединений выбрать, и как избежать типичных ошибок. Эта статья поможет разобраться в этих вопросах, даже если вы только начинаете путь в металлообработке.
Содержание
Сварка швеллеров между собой: общее представление
Какие способы сварки швеллеров существуют
Как правильно сварить два швеллера
Сварное соединение швеллера: основные виды
Разделка швеллера под сварку по ГОСТ
Сварка швеллеров по ГОСТ: нормативные требования
Сварка швеллера угол — теория и практика
Сварка швеллера под углом 90 градусов: пошаговая инструкция
Швеллер, сваренный в коробку: особенности
Ошибки новичка при сварке швеллеров
Общее представление
Швеллер — это длинный металлический профиль с характерным П-образным сечением, который производится по ГОСТу различной длины, толщины и высоты стенок. Чаще всего он используется там, где важны прочность, устойчивость и минимальный вес конструкции. Основная задача при сварке швеллеров — сделать соединение максимально надёжным и долговечным, чтобы оно могло воспринимать значительные нагрузки.
Сварка швеллеров между собой может требоваться в ряде случаев:
- Продление швеллера по длине,
- Создание прямоугольных или замкнутых рам,
- Усиление балок или обвязка свай,
- Изготовление коробчатых секций,
- Закладка угловых соединений.
Но новичку важнее всего понять: неправильная сварка приводит к ослаблению конструкции. Не просто «держится и ладно», а именно отвечает всем требованиям прочности и безопасности.
Какие способы существуют
Существует несколько наиболее распространённых способов сварки швеллера между собой, каждый имеет свои плюсы и минусы, а также область применения. Давайте рассмотрим основные из них:
Ручная дуговая сварка (РДС, MMA)
Это один из самых ходовых способов, который хорошо подходит для бытового и строительного применения. Используются электрододержатель и покрытые электроды (чаще всего типов МР-3, АНО-21, УОНИ, ОЗС-4 и другие). Ручная дуговая сварка подходит для соединения толстостенных швеллеров, сварки в труднодоступных местах и полевой работы. Недостатками можно считать сравнительно большую трудоёмкость и требования к опыту сварщика: нужно соблюдать угол наклона электрода, силу тока и длину дуги.
Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG)
Более современный, эффективный и чистый способ соединения швеллеров — это сварка в среде защитного газа (MIG/MAG). Здесь используется проволока, которая подаётся в зону сварки автоматически, а дуга горит стабильно, обдуваемая защитным газом (смешанные газы или CO2). Такой вариант часто выбирают на производстве, когда нужно обеспечить максимальную производительность и минимальное количество брызг и шлака.
Аргонодуговая сварка (TIG)
Используется там, где предъявляются особенно высокие требования к чистоте и внешнему виду шва, например, при сварке нержавеющих или легированных швеллеров, алюминиевых конструкций. В быту применяется редко, требует дорогостоящего оборудования.
Газовая сварка, точечная сварка, контактная сварка
Используются реже и в основном для тонких или специальных деталей, а в соединении мощных швеллеров встречаются редко.
Выбор способа сварки зависит от толщины металла, марки стали, условий работы и доступности оборудования.
Как правильно делать
Правильное соединение швеллеров требует внимания на каждом этапе — от подготовки торцов до выбора режима сварки и контроля качества шва.
1. Подготовка поверхностей
Крайне важно удалить ржавчину, остатки старой краски, масла и грязи как на местах будущего шва, так и по краям зон пайки, иначе шов получится слабым и пористым. Если металл толстый (от 6 мм и выше), торец швеллера обязательно фаскуют (зачищают под углом 30–45 градусов). Для этого используют болгарку с зачистным кругом или специальное фаскоснимательное устройство.
2. Разметка и фиксация
Швеллеры необходимо тщательно выставить по чертежу. Лучше сделать прихватки точечной сваркой с интервалом 150–300 мм, чтобы избежать деформаций от перегрева.
3. Сварка основного шва
Производится согласно выбранному способу (MMA, MIG/MAG и т.д). Для толстых швеллеров рекомендуется варить в несколько проходов: сначала корневой шов, затем заполняющий, сверху облицовочный. Для максимальной прочности применяются V-образная или X-образная разделка кромок.
4. Контроль и зачистка
После остывания швы проверяют на наличие «непроваров», шлаковых включений, пористости и трещин. Затем зачищают и шлифуют, особенно если требуется последующая отделка или краска.
Основные виды соединений
В зависимости от конструкции и назначения различают следующие виды сварных соединений швеллеров:
Стыковое соединение
- Используется для наращивания длины (концы швеллеров соединяются торец в торец).
- Особенно важно для длинных балок, поясов пролетов, когда одна длина профиля недостаточна.
- Для прочности часто применяют V-образную или Х-образную разделку кромок по ГОСТ 5264, укладывают несколько рядов шва, иногда усиливают накладками.
Тавровое соединение
- Один швеллер приваривается к боку другого, формируя «Т»-образную конструкцию.
- Применяется при изготовлении стоек, опор и каркасов.
Угловое соединение
- Соединяют швеллеры под углом (чаще всего 90 градусов).
- Применяют при сборке рам, обвязке свай, создании поперечных балок.
Нахлёсточное соединение
- Один швеллер накладывается на другой по длине на несколько сантиметров и дополнительно проваривается.
- Применяется для усиления, в местах с небольшими нагрузками.
Коробчатое соединение
- Швеллеры свариваются между собой так, что образуют замкнутую коробку, увеличивая жёсткость и прочность (подробнее — в отдельной главе).
Разделка по ГОСТ
ГОСТ 5264-80 и ГОСТ 8713-79 содержат чёткие требования к подготовке кромок для сварки различными методами. Суть разделки — это снятие части металла с торца или боковых граней для качественной проварки всего сечения детали.
Основные виды разделки при сварке швеллеров:
- Без разделки кромок — допускается для толщины металла до 4 мм;
- V-образная разделка — для толщины 5-16 мм (угол фаски 30-45°), оставляют притупление 1–2 мм и корень шва 2-3 мм;
- X-образная разделка — применяется при большой толщине (от 16 мм). Делают фаски с обеих сторон, обеспечивая полное проваривание.
Разделка кромок производится болгаркой, резаком (газовым или плазменным) или специальными фаскоснимателями. После снятия фаски кромки зачищают металлической щёткой до металлического блеска, чтобы исключить шлак и окалину.
Нормативные требования ГОСТ
На большинство строительных и промышленных работ распространяются нормы сварки по ряду ГОСТов:
- ГОСТ 5264-80 — ручная дуговая сварка углеродистых и низколегированных сталей.
- ГОСТ 8713-79, ГОСТ 14098-2014 — сварные соединения строительных конструкций.
Основные положения:
- Кромки подготавливаются с фаской согласно толщине металла.
- Размеры шва (высота, ширина, катет) соответствуют нагрузкам и указаны в проекте (чаще 4–7 мм для конструкций средней мощности).
- Корень шва должен быть проварен без пропусков по всей длине.
- Разрешается сварка с одной или двух сторон, иногда используются усиливающие накладки.
- После сварки проводится контроль качества не только визуально, но и с помощью молотка (простукивание на наличие пустот), а для важных конструкций применяют ультразвуковой или рентгеновский контроль.
Производственный контроль швов обязателен для ответственных конструкций — при сборке ферм, балок, рамных строений и опор.
Виды швов
От качества сварного шва напрямую зависит надёжность соединения. Различают несколько типов швов для швеллеров:
1. Стыковой шов
Выполняется при соединении профилей торец в торец, важен для повышения длины балки. Может быть выполнен с разделкой кромок в несколько проходов.
2. Угловой шов
Применяется для соединения двух профилей под прямым или другим углом. Также используется при сварке швеллеров в коробку или при создании рам.
3. Нахлёсточный шов
Выполняется там, где один элемент накладывается на другой, и проваривается по краю.
4. Тавровый шов
Один швеллер приваривается к поверхности другого перпендикулярно.
Швы могут быть одно- или двусторонними, в зависимости от доступности соединения, толщины и требования к прочности.
Параметры шва:
Основной параметр — катет шва, т.е. расстояние от основания к вершине треугольного сечения. Для обычных конструкций катет берётся от 0,7 до 1 толщины свариваемого металла, но не менее 4 мм.
Перед началом сварки рекомендуется ставить прихватки для сохранения геометрии, сваривать в продольном порядке по очереди разные участки, чтобы минимизировать деформации и коробления.
Угол — теория и практика
Часто возникает задача соединить швеллеры под прямым углом (90 градусов), например, при изготовлении каркаса ворот, рам или балочных опор. Угловое соединение может выполняться несколькими методами и требует определённых технических навыков даже от новичка.
Подготовка торцов
Для прочного углового соединения концы швеллеров подготавливают так, чтобы соединительные поверхности максимально плотно прилегали друг к другу. Стандартно торцы режут болгаркой строго под нужный угол (обычно 45°), обрабатывают фаску, зачищают до блеска. В ряде случаев одну из стенок швеллера подрезают для уплотнения стыка.
Прихватка и фиксация
Очень важно выставить элементы строго в заданном угле. Для этого используют угольник, шаблоны, магнитные уголки или прихватки сваркой. Без прихваток швеллеры обязательно поведёт!
Сварка угла
Первым делом проваривается корневой шов с одной стороны, затем переворачивают изделие и проваривают с другой. Если конструкция ответственного назначения, рекомендуется делать швы с двух сторон, чтобы обеспечить равномерное распределение напряжений. Возможна также постановка усиливающих накладок в зоне стыка для повышения прочности.
Проверка и зачистка
Проваренный угол зачищается, при обнаружении дефектов делается наплавка и повторное шлифование.
Соединение под углом 90 градусов: пошаговая инструкция
Для начинающих сварщиков угловое соединение — оптимальный вариант для тренировки навыков работы с массивным металлом. Вот подробная инструкция:
1. Обрезка швеллеров
Определяют длину заготовок, место соединения, делают разметку под 45 градусов (или иной задаваемый угол).
2. Фаскосъём
С обеих сторон снимают фаску шириной до 2–3 мм для получения V-образного паза (при толщине металла от 5 мм). Это необходимо для полного провара шва.
3. Очистка и обезжиривание
Удаляют ржавчину и загрязнения, проходят металлической щёткой или болгаркой, протирают растворителем.
4. Выставление по угольнику
Собирают будущее соединение по металлическому угольнику, закрепляют струбцинами или магнитными угольниками.
5. Прихватки
Делают несколько точечных прихваток через равные промежутки (обычно 3–5 точек на каждый шов).
6. Основная сварка
Выполняют шов с одной стороны, дают остыть, переворачивают и варят противоположную сторону. Сварка производится небольшими участками — по 50–100 мм за раз, чтобы избежать сильного коробления.
7. Проверка и зачистка
Швы очищают от шлака и неровностей, проверяют на наличие трещин, пустот, «непроваров».
Такая технология обеспечивает максимально чистое, прочное и долговечное соединение.
Сварной стык
Стыковое соединение (стык встык) применяется для наращивания швеллеров по длине с минимальными геометрическими искажениями и гарантией надёжности. Этапы:
- Торцы обязательно фаскуют (V- или X-образная фаска), зачищают до чистого металла.
- Сваривают по всей ширине сечения, начиная с корневого шва, затем заполняют оставшийся паз.
- Для особо нагруженных конструкций рекомендуется усиление стыка дополнительными накладками-сороконожками из листового металла (накладка приваривается с двух сторон стыка).
- Катет шва должен соответствовать расчетному (обычно не меньше толщины стенки профиля).
Обязательно выдерживают все длины и размеры по чертежу и ГОСТ 5264-80.
В коробку
Особое место занимает сварка швеллеров в замкнутую коробку, когда две П-образных балки складывают полками друг к другу и проваривают по периметру. Это встречается в строительстве мощных балок, колонн и других нагруженных конструкций.
Плюсы коробчатого профиля:
- Существенное увеличение жёсткости и несущей способности без значительного утяжеления.
- Распределение нагрузки по всей площади сечения.
Технология сборки:
- Два швеллера укладываются друг к другу полками внутрь, зазоры минимальные (0,5–1 мм), торцы выровнены.
- Зачищают места стыков, снимают фаски.
- Производят прихватки по всему периметру, строго контролируя геометрию (изделие тяготеет к короблению!).
- Сначала проваривают продольные швы, затем поперечные, делая наплавку катетом не менее толщины стенки.
- Для особо важных конструкций делают внутренние диафрагмы (жёсткие перемычки) для предотвращения прогиба.
Швы можно оставлять наружными – для быстрой оценки качества, либо выполнять внутренние скрытые армированные швы.
Обвязка свай
Металлический швеллер часто применяется для обвязки свай, при строительстве фундаментов под дома, веранды или заборы. Обвязка — это процесс сборки прочного замкнутого пояса из швеллеров, который распределяет нагрузку между сваями и служит основанием для установки стен и пола.
Последовательность работ:
- Все сваи выставляются строго по уровню, геометрия проверяется теодолитом или гидроуровнем.
- Потом размечают и отрезают швеллеры по длине, выпиливая торцы под углом при необходимости.
- На каждом стыке и углу снимают фаску.
- Места крепления тщательно зачищают "до металла".
- При фиксации швеллеров к сваям сверлят соответствующие отверстия, вставляют болты или проваривают.
- Используют сварку угловыми и стыковыми швами по всей поверхности примыкания.
- Проверяют качество швов, покрывают антикоррозийной грунтовкой.
Обвязка швеллером — ключевая операция для долговечности и надёжности всего фундамента, поэтому недопустимо халтурить с подготовкой и качеством сварки.
Ошибки новичка
Многие начинающие сварщики совершают схожие ошибки, которые могут привести к браку, поломке или даже аварийным ситуациям:
- Плохая подготовка соединяемых поверхностей — шлак, ржавчина и старое покрытие приводят к пористости и непровару шва.
- Отсутствие фаски на торцах — при работе с толстым металлом чаще всего не удаётся обеспечить полный провар без снятия фаски; соединение оказывается хрупким.
- Неправильный выбор электрода/газа/тока — для разных стальных марок, толщины и положения выбирают соответствующие параметры; ошибки здесь вызывают прожоги или слабый шов.
- Без прихваток — если не зафиксировать элементы хотя бы несколькими точками, их обязательно поведёт.
- Долгая сварка без перерыва — перегрев швеллера вызывает коробление, деформацию и даже разрывы металла при остывании.
- Попытка «замазать» дефекты новым швом — трещины и поры надо срубать и переваривать начисто, иначе они только разрастутся внутрь конструкции.
- Нарушение геометрии — не проверяют углы, длину и уровень, а при сварке это фатальная ошибка (особенно при сборке рам и обвязки свай).
Советы
- Тщательно подготавливайте кромки: уберите ржавчину, краску, загрязнения, снимите фаску, обезжирьте.
- Для толстых профилей обязательно используйте разделку кромок (V, X) и несколько проходов шва.
- Контролируйте геометрию — используйте уровни, угольники, струбцины, магнитные уголки.
- Работайте с проветриваемым помещением или применяйте вытяжку, особенно при сварке массивных конструкций.
- Отработайте технику «прихваток» для предотвращения уводов и коробления.
- Не спешите! Лучше сварить за два-три прохода, давая металлу остывать, чем испортить всю работу разом.
- Проверьте швы после остывания — простучите молотком, проверьте визуально.
- Помните о технике безопасности: сварочные краги, щиток и спецодежду используйте всегда.
Заключение
Сварка швеллеров — это важное и ответственное дело, особенно для конструкций, от которых зависит прочность и безопасность строения. Если вы новичок — не бойтесь потратить больше времени на подготовку и изучение технологии. Соблюдайте всё, что описано в ГОСТ, применяйте лучшие практики, не ленитесь проверить каждый этап работы.
Со временем, с каждой новой работой у вас будет расти опыт, а вместе с ним — и качество сварки. Надёжные, ровные швы, отсутствие дефектов, точная геометрия — вот главные показатели успешной работы сварщика, даже если пока вы только начинаете!
Не забывайте: лучше сделать медленно, но правильно, чем «быстро и кое-как». От сварщика часто зависит судьба целого дома или изделия, и ответственность здесь намного выше, чем кажется на первый взгляд!