В зависимости от способа эксплуатации, готовые металлические изделия могут трансформироваться, разбираться или иметь стационарную конструкцию. Используемые методы изготовления металлоконструкций зависят от особенностей объекта, на котором они будут эксплуатироваться. К примеру, для быстровозводимых сооружений обычно используются легкие металлоконструкции, каркас зданий практически любых типов состоит из упрочненного металлопроката. При производстве пролетов лестниц, дорожных знаков, заборов и других негабаритных конструкций применяется прокат, относимый к малым металлоконструкциям.
Особенности резки металлоконструкций
Резка бывает следующего типа:
- Лазерная. Самый эффективный, но и дорогостоящий способ обработки металла, позволяющий в кратчайшие сроки достичь безупречного качества кромки, особенно, если резка осуществляется в азоте. Современное лазерное оборудование для резки металлопроката отличается высокой производительностью и точностью раскроя. Наиболее популярные волоконные лазерные устройства из-за демократичной стоимости.
- Газоплазменная. Методика отличается низкой стоимостью. Из-за низкого качества кромки используется в заготовительном производстве.
- Гидроабразивная резка. Универсальная методика, подходит для обработки разнородных материалов.
Особенности изготовления металлоконструкций
Поскольку от качества и устойчивости металлоконструкций зависит безопасность и жизнь людей, их создание начинается с разработки проекта, который проходит обязательное согласование с государственными надзорными органами. После этого начинается непосредственное изготовление отдельных деталей конструкции, их сборка и защита от коррозии (ржавчины), причем на каждом этапе качество обработки изделия строжайшим образом контролируется. После изготовления всех необходимых частей они передаются заказчику, или транспортируются на его объект для проведения монтажных работ.
Технологические процессы производства металлоконструкций
Изготовление металлоконструкций любой сложности обязательно предполагает качественное проведение следующих типов работ:
- подготовку металлопроката (сортировку, выбраковку, очистку от загрязнений),
- разметку,
- механическую обработку (резку, рубку, гибку заготовок, сверление отверстий и т.д.),
- сварочные работы,
- отделку (шлифовку, удаление заусенцев, обработку кромок и пр.),
- грунтовку и покраску,
- сборку и отгрузку готовых деталей конструкции.
Каждый этап производства и процесс обработки требует соблюдения допустимых отклонений от номинальных габаритов и характеристик деталей, указанных в проекте и нормативной документации. Для повышения качества применяются современные станки и оборудование, включая автоматизированные и высокоточные системы.
Особенности сварки металлоконструкций
Сварка подразумевает нагрев 2-х деталей до частичного плавления металла по линиям стыков.
Наибольшей распространенностью пользуется:
- электродуговая;
- газовая (с помощью газовой горелки);
- точечная сварка.
При электродуговой сварке используется плавящийся электрод, обеспечивающий стыковочный шов. Газовая (включая применение инертного газа) позволяет плавить отдельные части металла до образования гомогенной структуры, после чего соединять их. В процессе точечной сварки металлические листы прижимают друг к другу и пропускают в местах сдавливания электрический разряд.
Сварка металла может осуществляться вручную, в полуавтоматическом или автоматизированном режиме. Предприятия с крупными производственными мощностями часто имеют отдельный цех для автоматической сварки.
Производство металлоконструкций — современные технологии
Буквально 5-10 лет тому назад процесс автоматической сборки металлоконструкции не рассматривали даже в теории, ссылаясь на низкое качество полуфабрикатов и отсутствие технологии позиционирование заготовок и мелкосерийный характер операции. Однако новый виток прогресса устранил все препятствия, и технология автоматической сборки металлоконструкций получила свое право на жизнь.
Причем линии автоматической сборки конструкций из металлопроката выпустили сразу несколько станкостроительных компаний, сформировав новую отрасль рынка обработки металлов буквально за два-три года.
Ну а самой «свежей» линией автоматической сборки металлоконструкций является агрегат компании Voortman, получивший благозвучное для русского слуха название – Fabricator (Фабрикатор). И в данной статье мы рассмотрим именно эту линии сборки.
Чем выгоден Фабрикатор?
Во-первых, эта линия работает в автоматическом режиме. То есть без присутствия оператора. Поэтому Voortman Fabricator экономит и деньги (за счет сокращения штата персонала), и время (за счет возрастающей скорости выполнения работ).
Во-вторых, линия Voortman работает в режиме непрерывного производственного процесса. То есть на «Фабрикаторе» можно собирать и кустарные, и крупносерийные партии металлоконструкций.
В-третьих, контроль качества сборки встроен в саму линию производства конструкций из металлопроката. Поэтому на выходе из Voortman Fabricator заказчик получает только идеальные изделия, собранные на сварку.
В-четвертых, подача материала (полуфабриката, заготовок) на линии Voortman Fabricator осуществляется только в автоматическом режиме, что ускорят процесс сборки и нивелирует погрешности при позиционировании заготовок.
В-пятых, сборка и сварка заготовок реализуется во всех плоскостях (охват на 360 градусов), что позволяет компоновать конструкции самой сложной формы.
В-шестых, прихватка и сварка осуществляется в формате одного прохода заготовки по линии Voortman Fabricator. В итоге экономится время сборки, за счет нивелирования процесса первичной сборки с прихваткой узлов.
В-седьмых, разделка и последующая утилизация «лишних» участков осуществляется автоматически, в рамках заданных габаритов собираемой конструкции.
В итоге можно утверждать, что Voortman Fabricator – это не просто очередная сборочная линия, а настоящий эталон систем автоматизированного производства металлоконструкций, задающий новые ориентиры в перспективном сегменте рынка металлообработки.
Технические характеристики Voortman Fabricator
С помощью сборочной линии «Фабрикатор» можно монтировать металлоконструкции с габаритами 6х4,1 метра.
Благодаря непрерывному циклу производства длина металлоконструкции, собираемой с помощью Voortman Fabricator, колеблется от 1 до 24 метров.
Длина рабочей (сборочной) зоны «Фабрикатора» кратна 12, 18 и 24 метрам.
Масса погонного метра конструкции, собираемой с помощью Voortman Fabricator, не может превышать 300 кг. То есть максимальный вес металлоконструкции, формируемой на «Фабрикаторе» составляет 7200 килограмм.
Скорость подачи заготовки по линии Voortman Fabricator может дойти и до 40 м/минуту, а скорость движения сварочного автомата, формирующего стыковочные швы, доходит до 90 м/мин. Причем в качестве присадочного материала такой автомат использует особую проволоку.
Причем гидравлика линии Voortman Fabricator способна генерировать давление до 200 бар. Поэтому данная система может оперировать самыми тяжелыми и габаритными деталями.
Материально-техническая база
Независимо от типа выпускаемой продукции готовые детали должны проходить строгий контроль на всех стадиях производства. Крупные промышленные организации имеют несколько цехов, которые специализируются на выполнении определенных процессов.
В зависимости от направления деятельности организация может иметь следующие цеха:
- Фрезеровочный. В данном цеху металл раскраивается по спроектированному эскизу. Также здесь сосредоточены ключевые операции, связанные с производством деталей металлоконструкций (разметка, резка, строгание, создание отверстий, фрезерование торцов и т.д.).
- Токарный. Здесь производятся детали крепежа и другие элементы.
- Прессовально-формовочный. Цех предназначен для преобразования плоскостных параметров металлопроката в соответствии со спецификацией либо чертежами.
- Сборочный. В цеху осуществляется сборка отдельных деталей в готовую металлоконструкцию с использованием сварки, склеивания, склепывания или фиксации гайками и болтами. При сборке узлов и марок просверливают монтажные отверстия, фрезеруют детали и осуществляют контрольную сборку.
- Покрасочный. Здесь происходит пескоструйная обработка готовых изделий, грунтовка средствами, предупреждающими коррозию, и последующая покраска порошковой методикой.
Основные виды металлоконструкций
Металлоконструкции имеют широчайшее применение в качестве несущего каркаса и опорных элементов практически любых сооружений благодаря прочности металла, его доступности и развитости технологий металлообработки.
На их основе возводят жилые и административные здания, склады, промышленные корпуса и ангары, сельхозобъекты, мосты, различные механизмы, инженерные коммуникации и другие элементы инфраструктуры.
Поэтому изготовление любых металлоконструкций – ответственная задача, от правильности решения которой зависят не только работоспособность и долговечность сооружений и механизмов, но и жизни людей. В зависимости от выбранного критерия можно выделять различные типы металлоконструкций.
Например, по назначению различают:
- несущие металлоконструкции, которые обеспечивают сохранение формы сооружения, жесткость его каркаса, прочность и функциональность его опорных систем,
- ограждающие металлоконструкции – детали, выполняющие функцию защиты объекта и находящихся в нем людей от внешних воздействий, нарушений штатного режима работы и безопасности.
По способу использования деталей каркаса можно выделить:
- сборно-разборные металлоконструкции, которые допускают повторное использование,
- цельнолитые – не подлежащие демонтажу конструкции объектов длительной и постоянной эксплуатации,
- трансформируемые – наборы типовых элементов, позволяющие собирать из них различные по форме и размерам сооружения и при необходимости разбирать их.
Метод соединения деталей и способ их изготовления обуславливают различия между следующими типами металлоконструкций:
- болтовые (или винтовые) – собирающиеся с применением разборных крепежных элементов (метизов),
- клепаные – соединяющиеся с помощью неразъемных элементов (заклепок),
- сварные – скрепляющиеся между собой при помощи сварки,
- кованные – изготовленные и соединенные методом ковки,
- штампованные – бесшовные изделия, изготовленные штамповкой металлопроката,
- комбинированные – объединяемые с помощью соединений различного типа.
Наибольшей надежностью отличаются клепаные, болтовые и сварные методы соединения элементов, но назначение конструкции и условия ее эксплуатации предопределяют выбор метода соединения, поскольку, например, винтовые соединения (в целом обеспечивающие высокую надежность и прочность) не отличаются устойчивостью в конструкциях, испытывающих воздействие вибрации.
Металлоконструкции можно подразделять и по виду использованного в них материала (например, стальные, чугунные, титановые, алюминиевые и т.п.), но наибольшей универсальностью характеризуются конструкции из нелегированной углеродистой стали.
