Резкой двутавров занимаются производители и поставщики металла под заказ. Услугу предоставляют отдельно или в пакете «под ключ». Разделительные операции входят в технологический цикл изготовления строительных конструкций.
Нарезанные по размеру двутавры применяют компании, которые возводят или ремонтируют сооружения и здания. Из фасонного проката делают перекрытия, каркасы, элементы строительных ферм. Благодаря повышенной прочности, изделия используют как опорные конструкции, которые устанавливают в шахтных стволах.
Стандарты качества
Требования к качеству реза содержат профильные и унифицированные стандарты: № Р 58966-2020, № 23118-2019, № 14792-80, № 27772-2015, № ГОСТ 19903-2015. Общие положения: без вмятин, заусенцев, с минимальными зонами термического влияния.
Двутавры поставляют с обрезанными концами. Длина конструкций 3000-14000 мм. Косина реза не должна выводить изделие за предельные отклонения. Стандартный допуск по всей длине двутавра +100 мм.
Регламенты не допускают на торцах и поверхностях подрезы, царапины, риски, продиры. Дефекты удаляют с помощью вырубки или зачистки. Чтобы избавиться от перепадов высот, поверхности сглаживают.
Торец после резки не должен иметь сбитые углы и вмятины величиной более 10 мм.
Глубина (hзач) зачистки после реза зависит от номинальной толщины (s) элементов профиля.
- hзач < 4 мм — s > 50 мм;
- hзач < 2,5 мм — s = 10-50 мм;
- hзач < 1,5 мм — s < 10 мм.
В отдельном пункте норматив регламентирует предельные отклонения после единичной зачистки. Величина пропорциональна номинальной ширине полки (b).
Предельное минусовое значение (hз) после зачистки дефектов реза:
- hз < 1 мм — b < 210 мм;
- hз < 2 мм — b = 210-325 мм;
- hз < 3 мм — b > 325 мм.
Реставрация бракованных двутавров
Если глубина зачистки после резки превышает допуск, стандарт предусматривает восстановление деталей наплавкой. Целесообразность дополнительной обработки зависят от требований стандарта, а также, толщины, площади и прочности двутавра.
Ниже перечислены марки стали и нормативные документы:
- С345Б, С255Б и С245Б — по ГОСТ Р 57837-2017;
- С345, С255 и С245 — по ГОСТ 27772-2015;
- P265GH и С345 — по ГОСТ 19281-73.
Реставрацию производят при условии: глубина зачистки не превышает 30% толщины двутавра. Площадь восстановления — менее 2% поверхности профиля.
Начало реставрационных работ — полная ликвидация дефектов и сглаживание переходов. Производят наплавку. ГОСТ допускает выступы застывшей стали — не более 1,5 мм. Рельефы из металла убирают зачисткой.
Способы раскроя двутавровых балок
Выбор технологии зависит от толщины перемычек (стенок, полок), твердости материала, объема работы, сроков.
Ручной инструмент (ножовка или УШМ) применяют при выполнении разовых работ на мягком металле. В серийном производстве используют механизированные, автоматизированные и роботизированные способы.
Технологии раскроя стального двутавра основаны на физических явлениях:
- термической обработки на станках лазерной, плазменной или газовой резки;
- трения, — с применением ленточных пил;
- гидроабразивной обработки (без разогрева металла).
Пример современного оснащения крупносерийного производства: портальное оборудование с поворотными рабочими столами. Оснащение предназначено для выполнения операций на металлопрокате:
- сварки;
- насечки;
- чистовой обработки торцов;
- вырезания простого и сложного контура;
- пробивки и сверления отверстий.
Раскрой двутавров ленточными пилами
Для резки фасонного проката используют ручные устройства и высокопроизводительное оборудование. Механизмы раскраивают двутавр по прямому и сложному (криволинейному) контуру. Ручные и автоматизированные станки работает по одному принципу.
Рабочий инструмент — многорезцовая стальная полоса, замкнутая в кольцо. Пилы изготавливают из биметаллических сплавов или быстрорежущих сталей. На нижней стороне кольца расположен ряд зубьев. Лента натянута между двумя шкивами, работающими от электродвигателей.
Пилами раскраивают простые и труднообрабатываемые стали:
- вязкие;
- особо прочные;
- обычные;
- твердые.
Выбор многорезцовых стальных полос зависит от характеристик двутавров. Рабочий инструмент отличаются параметрами:
- шириной: 3,0-20,0 мм;
- геометрией выступов (формой, размерами);
- расположением зубьев в плоскости (разводкой);
- постоянным или переменным шагом (TPI).
Совокупность параметров определяет качество кромок. Оптимальное число зубьев на длину реза: 6-12. При переменном шаге чистота торцов выше.
Правильный выбор режущих кромок обеспечивает достаточное и равномерно распределенное усилие. Стружка не скапливается в зоне раскроя. Если инструмент выбран правильно, оборудование меньше шумит, не вибрирует, долго работает без ремонтов.
Особенность резки металла ленточными пилами:
- высокая точность раскроя: станок оснащен зажимными приспособлениями для позиционирования двутавра;
- экономия металла за счет малой зоны реза (наиболее эффективный процесс — обработка фасонного проката большой толщины);
- сохранение структуры и свойств двутавра (минимальная зона термического влияния);
- быстрое охлаждение металла (к станку подводят шланг с водой или специальным составом);
- быстрое удаление стружки;
- удобство: лентопильное полотно располагают горизонтально или под наклоном к обрабатываемой поверхности.
Широкие стальные полотна используют для раскроя толстых и габаритных двутавров. Узкие ленты применяют в случаях:
- разрезания проката по сложному контуру;
- выбора полуавтоматического режима.
Гидроабразивная резка двутавровых изделий
В процессе участвуют твердые частицы абразивного материала. Роль резца выполняет гранатовый порошок, смешанный с водой. Раствор с абразивом под давлением 380-420 МПа подают в фокусирующую трубку.
При соприкосновении гранатового порошка с рабочей поверхностью возникает трение, металл нагревается до температуры 90 0C. Инструмент разрезает поверхность и углубляется в структуру стали. Чтобы погасить энергию, отработанную воду направляют в ванну.
В отличие от термических способов раскроя, гидроабразивный процесс не опасен для человека и окружающей среды.
Стандарт регламентирует: ширина резки больше диаметра фокусирующей трубки на 15%. Если d = 0,8 мм, линия разделения металла равна 1,0 мм.
Максимальная конусность двутавра — не более 0,8 мм на верхней стороне и 0 — снизу. Стандартный параметр — 0,05-0,1 мм, в зависимости от скорости частиц и свойств стали.
Обработка фасонного проката на станке практически не имеет ограничений, связанных со свойствами металла: вязкостью, твердостью, тепловой хрупкостью.
Абразивно-отрезные агрегаты работают в режиме ручной подачи. Выпускают модели с гидравлическим приводом. В крупносерийном производстве применяют оборудование с ЧПУ.
Особенность резки на гидроабразивном оборудовании:
- соприкосновение инструмента и двутавру — под острым или прямым углом;
- раскрой контуров любых уровней сложности;
- сокращение трудоемкости подготовки проката: не надо очищать поверхность;
- высокое качество торцов: шлифовку и полировку не производят.
Максимальная толщина изделия в рабочей зоне — 100-300 мм. Параметр зависит от развиваемого усилия. Выпускают более мощные станки, предназначенные для раскроя металла s = 300-400 мм.
Технология гарантирует предельное отклонение от линии реза — не более ±0.1 мм.
Термические способы раскроя двутавров
Инструмент плазменной резки — струя раскаленного газа температурой: 5 000-30 000 0C. Чтобы ускорить процесс, на молекулы действуют электрическим полем. Плазмой обрабатывают металл толщиной до 200 мм. Скорость движения частиц в рабочей зоне 1500 м/с.
С помощью лазера режут балочный прокат толщиной 15-20 мм. Рабочим инструментом служат электромагнитные волны видимого диапазона. Луч света направляют в рабочую зону. Сконцентрированная энергия большой мощности плавит металл. Блок управление контролирует процесс и определяет направление движения головки лазера.
Молекулы плазмы испаряются в окружающее пространства и уходят через вентиляционный канал. Если разрезают толстый двутавр, выделяется больше вредных веществ. Чтобы уменьшить концентрацию испарений, в рабочую зону подают инертный газ.
Преимущество двух термических способов раскроя: чистый, гладкий и тонкий рез, который не требует дополнительной обработки. Плазменная и лазерная технологии отличаются высокой скоростью.
Это основные способы резки двутавров.
