Изготовление металлоконструкций

Металлические конструкции широко используются в современной повседневной жизни: от постройки объектов специального назначения разных масштабов до застройки жилого и промышленного секторов. Но где бы они ни применялись, их качество должно быть безупречным. Поэтому изготовление металлоконструкций – это процесс, которому уделяется повышенное внимание. При этом он является достаточно трудоемким и сложным, что предъявляет особые требования к тем предприятиям, которые занимаются производством конструкций из металла.

Необходимое оборудование

Для производства металлических конструкций требуется большое количество специальной техники и оборудования. В зависимости от вида и размеров конструкций, комплектация техники и оборудования может изменяться. Но есть такие приспособления, без которых не обходится ни одно производство металлоконструкций.

К ним относятся:

• козловые и мостовые краны;
• автопогрузчики;
• преобразователи электрического тока;
• листоправильные вальцы различной мощности;
• станки для фасонной резки;
• сверлильные станки;
• высокочастотные генераторы;
• станки для гибки труб;
• передаточные тележки с приводом;
• листогибочные прессы;
• дыропробивные агрегаты;
• шлифовальные станки и другие.

Кроме того, в любом производстве конструкций из металла невозможно обойтись без станков для разного вида резки.

Производственные этапы

Процесс создания любых металлических конструкций начинается с составления проекта, где просчитываются все их параметры с учетом используемого металла и особенностей последующего использования.
Дальнейшее производство любых металлоконструкций – это замкнутый цикл, состоящий из нескольких последовательных этапов.

Разработка проекта

Вся работа по созданию металлических конструкций начинается с технического задания, которое заказчик передает исполнителю.

В техзадании в обязательном порядке указываются:

• размеры строения, для которого будет изготавливаться каркас;
• планировка постройки;
• характеристики грунтов, на которых будет располагаться здание.

Также необходимо рассчитать воздействие на будущую конструкцию ветра и осадков.
На основании этих данных проектировщики создают схему раскладки конструкций, определяя части, которые будут испытывать максимальные нагрузки. Затем выполняется спецификация металла, где указываются требования к его сорту, свойствам, технологии изготовления и другие параметры, которые позволят конструкции выполнять свои функции.
Обобщив все данные, с учетом требований норм и правил, инженеры изготавливают чертежи будущих конструкций.

Процесс изготовления

На основании спроектированных инженерными работниками чертежей, начитается собственно производство металлоконструкций. Последнее также делится на несколько стадий.

Стадия № 1. Подготовка сырья

Сырьем для конструкций является металлический листовой прокат, трубы, уголки различных размеров, швеллеры, пруты. Также могут использоваться и другие материалы из высококачественного металла.

Готовят материал к работе посредством правки на вальцах, очистки и консервации.

Первым делом, в процессе правки на вальцах металл многократно изгибается, приобретая упругопластические или пластические деформации, что позволяет металлу растягиваться и максимально распрямляться.

По аналогичной технологии выполняется правка углового металлопроката. Единственное отличие – в форме валков. В правильной машине для правки уголков они представлены в виде съемных роликов соответствующей формы. Как правило, в комплект оборудования входят 7 или 9 видов роликов – для каждого размера углового проката.

Для выпрямления двутавров, швеллеров, труб, сплошных заготовок круглой и квадратной формы используются гидравлические горизонтальные правильно-гибочные прессы.

Выровненный материал очищается посредством дробеметной или дробеструйной установки. В процессе очистки с металла не только удаляют окалину и следы коррозии, но и придают его поверхности шероховатую структуру для улучшения адгезионных свойств. Если пропустить этот этап, впоследствии металл невозможно будет подвергнуть дополнительной обработке, в частности выполнить его оцинковку или покраску.

Одновременно с очисткой металлические изделия проходят процедуру горизонтальной сушки, после чего «консервируются». Консервация – защита металлических элементов от коррозии на период производства. Самым действенным способом такой защиты на сегодняшний день считается нанесение быстросохнущих и не препятствующих последующей обработке грунтовок. Наносят грунтовку методом безвоздушного распыления.

Стадия № 2. Проверка металла

От качества и эксплуатационных характеристик используемого металлического материала зависит надежность и долговечность будущей конструкции и здания, для которого она будет служить каркасом. Поэтому перед тем, как пустить металлические элементы в производство, их тщательно проверяют на соответствие проектным требованиям.

Стадия № 3. Резка металла

В производстве металлоконструкций используются различные способы резки металла. Наиболее простым и дешевым из них считается применение гильотинных ножниц. Однако возможности этого метода достаточно ограничены, так как подобными ножницами можно разрезать только металл определенной толщины и прочности. Кроме того, они не позволяют формировать заготовки сложных конфигураций. Поэтому помимо этого оборудования при разрезании металлических листов и изделий применяются:

• дисковые и ленточные пилы;
• оборудование кислородной или плазменной резки;
• оборудование лазерной резки;
• оборудование гидроабразивной резки;
• полуавтоматические ручные переносные машины.

Последние используются при необходимости выполнения поперечных разрезов на малых объемах двутавров, уголков больших сечений, труб, гнутых профилей и единичных листовых деталях, имеющих криволинейный профиль.
При выполнении прямых резов полуавтоматы перемещают по ровным направляющим линейкам, а при необходимости создания криволинейных форм – по лекалам.

Стадия № 4. Подготовка заготовок и элементов металлоконструкций

Помимо составления проектных чертежей, для изготовления любых металлоконструкций рассчитывается оптимальная технология производства. Последняя предполагает четкую продуманность и последовательность производственных операций с целью уменьшения энергозатрат и сокращения расходов материала.

Выбор операций зависит от характеристик самого материала (точность, прочность и качество) и параметров деталей (форма, размер, назначение, серийность).

Весь процесс начинается с создания заготовок и проделывания отверстий в пластинах. Сначала делаются заготовки для самых массивных частей будущей конструкции – балок и колонн, а затем для более легких элементов распорки, ригеля и других.

Стадия № 5. Разметка и наметка

Независимо от размера деталей, при изготовлении промышленных металлоконструкций и других видов изделий из металла, выполняется вычерчивание контура детали в натуральную величину. На данном чертеже размечают точки, в которых будет выполняться обработка, деталь будет гнуться, а также места, и где будут просверлены отверстия для крепежей. Данный процесс носит название разметки.

При выполнении разметки принимаются в учет все операции, через которые предстоит в процессе производства пройти деталям, и делаются припуски на резку, фрезерование, усадку при других работах. Количество и размер припусков рассчитываются в соответствии со специально разработанными требованиями.

Если предполагается серийное производство, то для деталей создаются шаблоны из картона или фанеры.

Завершив разметочные работы на чертеже, все отмеченные точки переносят на само изделие. Это называется наметкой.

На современных производствах большая часть работ выполняется при помощи высокотехнологического оборудования с программным управлением. Это позволяет снизить расход материала и минимизировать человеческий фактор.

Стадия № 6. Изготовление

На этом этапе производства металлоконструкций заготовки дорабатывают до необходимых форм и размеров. В зависимости от конечного результата для этого выполняются следующие работы:

• Образование отверстий. Эта операция может производиться различными способами. Чаще всего для этих целей используются продавливание (пробивка), сверление и кислородная резка. Выбор метода зависит от качества и толщины металла, а также от диаметра самого отверстия.
• Гибка. Производится, как правило, холодным способом при помощи листогибочных вальцов, кромкогибочных прессов, горизонтальных правильно-гибочных прессов и другого оборудования. Выбор варианта гибки производится в зависимости от того, какая форма деталей должна получится в результате.
  Главным требованием к данному процессу является соблюдение правил, по которым максимальная относительная деформация металла в месте сгиба не должна превышать 2%. Более высокий показатель приведет к сильному искусственному старению металла.
• Строгание и фрезерование.

Последние две операции по обработке кромок изделий, их торцов и поверхностей. С их помощью детали «доводят» до размеров, указанных в проекте и устраняют неровности. При этом фрезерование считается наиболее производительным, поэтому данный метод обработки применяют все чаще.

Стадия № 7. Предварительная стыковка и контрольные замеры

После того, как все элементы конструкции готовы, в обязательном порядке выполняется их предварительная стыковка, с помощью которой можно оценить насколько правильно и прочно отдельные детали будут скрепляться между собой.

На этом же этапе выполняют очередные замеры, сверяя их с параметрами, указанными в проектной документации.

Стадия № 8. Финишная сборка

Завершающим этапом изготовления любых металлоконструкций является скрепление отдельных частей, объединение их в модули и покраска.

В зависимости от дальнейшего использования металлической конструкции и ее особенностей, крепления выполняют при помощи болтов, специальных заклепок, клеевых составов. Также отдельные детали могут спаиваться между собой с использованием жидкого припоя.

Покраска, в свою очередь, создает дополнительную защиту и позволяет продлить использование деталей без потери эксплуатационных характеристик.

Используемые материалы

На сегодняшний день рынок металлоизделий предлагает большое разнообразие конструкций из самых разных металлов и их сплавов, в том числе чугуна и алюминия. Но наиболее востребованным является производство стальных металлоконструкций, особенно из нержавеющей стали. Конструкционные изделия из этого материала широко востребованы при создании несущих конструкций и декоративных элементов, ограждений, лестничных маршей и промышленного оборудования. Своей популярностью они обязаны таким эксплуатационным характеристикам, как:

• прочность;
• долговечность;
• надежность;
• устойчивость к воздействию окружающей среды.

При этом они идеально сочетаются с любыми другими видами стройматериалов.

Учитывая то, что конструкции из металла востребованы не только в крупном промышленном и жилом, но и в индивидуальном строительстве, большинство современных организаций (напр. ИП, ООО) по изготовлению металлоконструкций предлагают свои услуги и юридическим компаниям, и индивидуальным предпринимателям, и частным лицам.
При этом объем заказа может быть самым разным, также, как и сложность работы, которую необходимо выполнить. Различными могут быть и условия выполнения (сроки, расположение объекта и другие). Но, независимо от формы собственности заказчика фирма по изготовлению металлоконструкций учитывает все его пожелания и при необходимости оказывает дополнительные услуги, в том числе монтажные и демонтажные.