Создание металлоконструкций - прежде всего уникальный проект, который зависит от задач сооружения, месторасположения, условий эксплуатации и других факторов. На стадии проектирования подбирается не только используемый при строительстве металлопрокат (швеллер, стальной уголок, балка двутавровая и другие), но и способы его доставки и установки. При этом руководствуются следующими критериями:
- безопасность и надежность;
- эстетичный внешний вид;
- оптимальные расходы на проведение работ по установке и дальнейшее обслуживание объекта.
Металлоконструкциями называют такие конструкции, элементы которых сделаны из стали или ее сплавов. В основном они используются в строительной отрасли, поэтому металлоконструкциями также называют несущие части возводимого здания.
Чаще всего, при возведении сооружений из стали, организации, профессионально занимающиеся подобного рода деятельностью, и просто мастера - любители, применяют сварку или болтовое соединение. Оба этих решения позволяют достичь отличных результатов по всем перечисленным выше условиям и вызывают множество споров, о том, какой из них лучше и эффективнее. Рассмотрим обе технологии сборки более подробно.
Сварные швы или болтовое соединение?
К преимуществам метизов можно отнести удобство многократного использования, ведь две части легко собрать или разобрать без особых усилий, особенно, если были использованы болты, сделанные из различных материалов, для универсальности соединения. Но, к сожалению, его можно применить не во всех случаях, поэтому сварка является такой актуальной. Обычно, болтовое соединение применяют при сборке колонны с балкой или балки со стальными стержнями.
Главное достоинство конструкций, в которых были применены болты – скорость проведения работ, что положительно отражается на себестоимости всего проекта, но влечет за собой риски при использовании материалов плохого качества. Также проблемы с герметичностью могут возникнуть по вине несовпадения элементов друг с другом. Ремонт и подгонка могут серьезно увеличить затратную часть.
Сварочный шов более распространен при сборке, особенно, если имеются требования по обеспечению герметичности соединения. Конечно, болты создают достаточное давление для некоторой герметизации, но сварка даст гораздо большую защиту. При этом она не трудоемка и не требует дополнительных элементов при создании стыка, в отличии от метизов, которых может понадобиться много, для каждой точки прижима.
Для сборки простых и легких металлоконструкций, специалисты рекомендуют использовать сварку. Сварные швы при этом не отнимут много времени, даже у специалиста средней квалификации, и не повлияют на скорость по проекту в целом.
Сложные и толстые металлоконструкции лучше скреплять болтами, так как они потребуют большего количества специалистов, времени и оборудования. Сварка таких конструкций - трудоемкий и затратный процесс, приводящий к ожиданиям и простоям. Болтовое соединение - отличный способ ускорить процесс, особенно, при непрерывной связи с производством, для ускорения процесса обеспечения комплектующими и материалами.
Виды и достоинства
- Использование болтов.
Соединения с болтами бывают одноболтовые или многоболтовые. Специалисты обычно разделяют их на следующие типы:
- несдвигоустойчивые. Усилие передается не через трение элементов, сила затяжки не важна при составлении проекта. Применяют метизы различной прочности;
- сдвигоустойчивые. Силы передаются через трение между элементами конструкции, поэтому обязательно учитываются на этапе проектирования. Обычно используют крепеж с высоким классом прочности.
Основные преимущества:
- небольшая себестоимость;
- приличная долговечность;
- высокая скорость монтажа;
- легкость внесения изменений и переноса конструкции.
- Сварное соединение.
Существует несколько видов, но в основном применяют только два варианта дуговой сварки:
- механизированная. Универсальный и легкий метод, при котором сварщик сам перемещает дугу. При скреплении двух частей образуется шов из расплавленного металла. Для нейтрализации взаимодействия жидкого металла от кислорода и азота нужен защитный газ;
- автоматическая. Производится в определенных условиях и при наличии спецоборудования. Проволока и дуга передвигаются автоматически, образуя сварной шов.
К преимуществам этого вида относят:
- экономию сырья и материалов;
- снижение массы всей конструкции;
- более правильную и эстетическую форму;
- долговечность на самом высоком уровне.
Надежность и точность
Несмотря на то, что сварка кажется более универсальным решением, нужно помнить, что качество исполнения проекта будет зависить от исходных материалов и уровня подготовки, опыта мастеров, производящих монтажные работы. А среди них есть много сторонников болтового крепежа, способных обеспечить идеальную посадку за максимально короткое время. Достаточная сноровка и качественный металлопрокат, в качестве основы, обеспечат хорошие результаты при креплении на болты. Сварка же имеет и другие переменные, имеющие большое значение:
- сварочный аппарат и расходники. Неправильная работа аппарата, его недостаточная мощность, плохие, не подходящие или отсыревшие электроды способны сильно ухудшить качество сварного шва или вовсе не позволят выполнить поставленную задачу;
- квалификация мастера. Разряд и опыт сварщика напрямую влияют на скорость совершения работы, на ее качество. Отсутствие навыков может привести к негативным результатам или существенно понизить эффективность.
Производительность труда
Болтовые соединения в серьезных объемах и на промышленном уровне не могут обойтись без хороших электроинструментов, которые позволяют повысить производительность и эффективность работы. Обученный персонал демонстрирует высокие показатели при его применении.
Высококвалифицированный сварщик тоже может выполнить работы довольно таки быстро, примерно за одинаковое время, при этом его соединение будет более долговечным. Однако квалификация сварщика, безусловно, должна быть выше, чем у сборщика. А это уже вопрос подготовки персонала.
Распределение напряжения
Сварка позволяет эффективно перераспределять напряжение в соединениях, что относится к ее очевидным достоинствам. Она обеспечивает цельное соединение, отлично понижающее концентрацию любого напряжения. Соединение с помощью болтов образовывает гораздо более сильные точки напряжения вдоль всего места стыковки, но при этом дает быстрый результат, достаточно эффективный для большинства металлоконструкций. Принципиальные отличия методов и функциональность привели к тому, что многие производители конструкций, при осуществлении монтажных работ, комбинируют их. При этом они руководствуются свойствами и характеристиками материалов, условиями работы и прочим. Только такое сочетание позволяет достичь наилучших показателей.
Срок службы
На сегодня известно большое количество способов для повышения надежности и долговечности болтовых соедений, к недостаткам которых относят возможность раскручивания, ослабления стыков. Например, использование стопорных или контргаек. Хотя даже они не дают такой эффективности, как качественный сварной шов. Это объясняется перегруппировкой атомов идентичных материалов и образованием однородной, цельной поверхности из двух плоскостей, в которых эти атомы движутся и объединяются, разделяя связь между соединенными частями. Стыковка при этом более надежная, долговечная, стойкая к различным неблагоприятным факторам, воздействующим на конструкцию.
В качестве итога, можно утверждать следующее: оптимальным является комплексное использование двух методов для обеспечения безопасности и надежности. При этом обязательно учитывать ряд определяющих факторов, таких как материалы, условия эксплуатации и назначение металлоконструкции.