Этапы производства металлоконструкций

• Основные этапы производства металлоконструкций
• Проектирование металлоконструкций
• Результаты этого этапа:
• Резка и раскрой металла
• Методы резки металла
• Механическая обработка заготовок
• Сварка и сборка конструкций
• Обработка поверхностей металлических конструкций
• Контроль качества и испытания
• Маркировка, упаковка и подготовка к отправке

Технология изготовления металлических конструкций подразумевает поэтапное выполнение работ от разработки проекта до отгрузки готовых изделий. От соблюдения этой последовательности, а также требований госстандартов, норм и правил обработки металла зависит прочность, долговечность металлоконструкций, их соответствие чертежам и требованиям заказчика.

Основные этапы производства металлоконструкций

МеталлИнвест – современный завод, специализирующийся на изготовлении городских, складских, промышленных, коммерческих, строительных металлоконструкций. 

Проектирование металлоконструкций

На этом этапе инженер создает проект в специальной CAD-программе для автоматизированного проектирования. В ней разрабатываются новые решения, корректируются типовые проекты, оцифровываются чертежи заказчиков. Каждое изделие проектируется с учетом механических, ветровых, снеговых, динамических нагрузок, особенностей эксплуатации, соединения элементов, выбора материала, требований прочности и коррозийной стойкости.

Результаты этого этапа:

• точная 3D-модель, необходимая для визуализации, проверки геометрии, прочности, устойчивости, выявления и устранения ошибок до запуска заказа в производство;
• проектная документация: основной проект КМ с общими характеристиками и детализированный КМД с точными размерами каждого элемента, допусками, способами обработки и соединений элементов;
• смета, рассчитанная на основании КМД.

Специальное ПО позволяет скрупулезно соблюдать точность размеров, повышать сложность проекта и изготавливать металлоконструкции в точном соответствии с цифровыми спецификациями. Раскрой и резка металла в цеху производится именно по файлам CAD.

Резка и раскрой металла

Способ резки и раскроя зависит от типа, толщины, твердости металла, сложности и точности деталей. Для несущих конструкций используется черный металлопрокат: трубы, балки, швеллеры, уголки. Для изделий с высокой антикоррозийной устойчивостью выбирают нержавеющие сплавы и оцинкованную сталь, а для легких и декоративных – алюминий.

Методы резки металла

• Лазерная. Предназначена для точных чистых разрезов посредством лазерного луча. Используется преимущественно для резки листового металла, но есть лазерное оборудование специально для труб, а также многофункциональные комплексы для листов и труб. Лазерные станки с ЧПУ востребованы для мелкосерийного производства и штучных фигурных изделий, особенно со сложным дизайном, из стали, алюминия и его сплавов.
• Плазменная. Ее принцип основан на нагреве металла струей плазмы до +30 000 °С. Для нее необходим станок с ЧПУ и плазматроном (плазморезом) – источником плазменной струи. Используется преимущественно для точной и быстрой резки толстого металла – листов и труб разной толщины и диаметра, а также изготовления фигурных деталей. Подходит для чугуна, стали, титана, цветных металлов и их сплавов.
• Гидроабразивная. В качестве режущего элемента используется смешанная с абразивом струя воды, подаваемая под высоким давлением. Гидроабразивные станки с ЧПУ используются для серийного производства высокоточных изделий из чугуна, железа, высоколегированной стали, титана, меди, алюминия, никеля и их сплавов. Аналогичное оборудование без ЧПУ применяется для ручной резки шаблонных деталей с простыми контурами.
• Механическая. Предполагает использование ручных гильотинных ножниц или промышленной гильотины. Процесс аналогичен рубке – одним ударом получают прямой срез. Используется для стальных листов и черного металла. Для механической резки под углом, раскроя пакета заготовок и не листового металлопроката используются ленточно-пильные станки.

После раскроя заготовки подвергаются обработке – с них снимают заусенцы, фрезеруют края, просверливают отверстия. Это нужно для точной подгонки элементов при сборке металлоконструкции и обеспечения эстетичного вида.

Механическая обработка заготовок

Технология производства металлоконструкций включает обязательную обработку заготовок перед проведением сварочных работ. С этой целью заготовки подвергают следующим видам обработки.

• Гибка плоских и прямолинейных заготовок до нужной изогнутой формы на листо- или трубогибочных, а также вальцовочных станках.
• Штамповка до нужной формы и размера при помощи специальных прессов – для холодной и горячей штамповки используется разное оборудование.
• Резьбовая обработка и пробивка отверстий при помощи резьбонарезных, резьбонакатных, резьбошлифовальных и сверлильных станков, а также ручного инструмента.
• Подгонка формы и размера на токарном оборудовании.
• Контроль геометрии при помощи КИМ, 3D-сканеров, лазерных линеек и ручного инструмента.

Задача этого этапа – добиться нужной формы, размера, геометрии и подготовить элементы к сборке металлоконструкции.

Сварка и сборка конструкций

Сборка - один из самых ответственных этапов производства металлоконструкций. В единое целое элементы собирают посредством сварки, тип которой зависит от толщины металла, типа соединений и объема работ.

• Ручная дуговая сварка или MMA используется для соединения небольших деталей.
• Полуавтоматическая MIG/MAG предпочтительна при соединении большого количества элементов и серийном производстве металлоконструкций. Она обеспечивает не только высокую скорость, но и безупречное качество швов.
• Автоматическая сварка гарантирует высокопрочные и долговечные швы. Она предназначена для изготовления крупных металлоконструкций – каркасов зданий, мостовых пролетов.

По окончании каждого этапа сварочных работ швы обязательно проверяют – их тщательно осматривают, исследуют ультразвуком или при помощи рентген-аппарата. Дефекты тут же устраняют.

Обработка поверхностей металлических конструкций

После сварки проводится зачистка сварных швов от окалины, шлака, застывших брызг металла, оксидной пленки, заусенцев. Механическую обработку проводят при помощи шлифовальной машины с крупно-, а затем мелкоабразивными дисками. При небольшой площади обработки используют ручной инструмент - зубило, молотки и щетки для металла. Задача этого этапа – добиться гладких, ровных швов для дальнейшего нанесения антикоррозийного и лакокрасочного покрытия.

Нанесенная в несколько слоев грунтовка защищает металл от коррозии и улучшает адгезию лакокрасочного слоя. Последний придает конструкции эстетичный вид и защищает ее от агрессивного воздействия окружающей среды. В качестве финишного предпочтительно порошковое покрытие в специальной покрасочной камере. При его невозможности используется жидкая краска и краскопульт.

Контроль качества и испытания

Готовые конструкции тщательно проверяют на соответствие чертежам, прочность соединений, испытывают под нагрузкой. Для этого используют методы разрушающего и неразрушающего контроля. Первые проводят на образцах в соответствии с ГОСТами 1497, 25.503, 14019, 9454. Это испытания на растяжение, сжатие, изгиб и ударную вязкость соответственно.

Методы неразрушающего контроля применимы ко всей конструкции целиком:

• ультразвуковая дефектоскопия – обнаруживает расслоения и внутренние трещины;
• рентген-контроль - выявляет дефекты сварных швов;
• капиллярная дефектоскопия - поиск трещин за счет нанесения проникающего состава.

После установки проводят дополнительные испытания – статические, динамические, усталостные – для выявления отклонений от нормальной работы под нагрузкой.

Маркировка, упаковка и подготовка к отправке

Это заключительный технологический этап. Небольшие изделия перевозят целиком, крупные узлы и элементы сложносоставных конструкций маркируют в соответствии со схемой установки. Перед отгрузкой их обязательно упаковывают. Плоские и профильные элементы связывают между собой в стопки или связки. Крупногабаритные детали также скрепляют между собой, мелкий крепеж упаковывают в отдельную тару. Важно, чтобы при транспортировке не произошло пересортицы и механических повреждений.