Для получения изделий из металла применяются самые разнообразные методы. Технологии обработки металлов отличаются по назначению и применяемому оборудованию. Вальцовка позволяет придать изделию изгиб нужного диаметра и формы.
Вальцевание или вальцовка предполагает собой процесс деформирования металлического листа или трубы. Подвергнуть этой процедуре можно пластик и резину. Металлическому листу в процессе придается аккуратный радиальный изгиб. А относительно гибки труб вальцовка вообще незаменима: если сгибать трубу обычным инструментом, в месте сгиба она сузится в поперечном сечении. Вальцовка же помогает избежать этого.
Неоспоримое преимущество этого метода в том, что вальцовка – исключительно механическое воздействие. Перед началом процесса заготовки не нужно прогревать или подвергать высокому давлению. Структура металла никак не изменяется, а значит, сохраняются все его свойства.
Вальцовку выполняют на специальном станке с двумя вальцами, которые одновременно вращаются. Заготовка пропускается между ними.
Трубы можно завальцевать (уменьшить диаметр или сделать трубу овальной в сечении) и развальцевать (увеличить диаметр). Для этих операций созданы специальные станки.
Перед началом вальцовки место изгиба тщательно очищается и обезжиривается. Металл обрабатывают химическими составами или абразивами. Далее заготовка фиксируется и начинается процесс.
Эта технология часто используется в сфере коммунального хозяйства: вальцовке подвергают как новые, так и старые трубы во время ремонта или модернизации сетей. Также оборудование для вальцовки пригождается при производстве бытовой техники и промышленных установок.
Процесс внешне очень прост, однако он требует опыта и знаний. Специалист должен понимать поставленные перед ним задачи и грамотно подобрать вальцы. Оборудование должно сочетаться с металлом. Существуют установки, идеально подходящие для нержавейки, есть техника для вальцевания мели и алюминия, а есть и такая, которая легко справится с титановыми и устойчивыми к коррозии сплавами.
Гравировка металла используется на финальных стадиях изготовления изделия. Обычно при помощи этой технологии на изделие наносят узор или делают маркировку. Для этого используют гравировальные станки по металлу, которые могут создавать как простые надписи, так и высокохудожественные изображения.
Современные гравировальные станки (их иногда еще называют граверы) оснащены ЧПУ. Такие машины совместимы с самым передовым и распространенным ПО, таким как Archicad, CorelDraw, Mach3, Artcam. Графические файлы, созданные в этих приложениях, легко будут воссозданы гравером на металле.
Обычно гравировальные станки имеют широкий профиль – на них можно обрабатывать не только металл, но и камень, пластик, кожу, текстиль, стекло. Они условно делятся на две большие группы – фрезерные и лазерные устройства.
Фрезерный гравер наносит изображение особой гравировальной фрезой или иглой. Игла соприкасается с поверхностью, а рельсовые направляющие перемещают ее по изделию. Существуют разные типы фрезерных граверов, в зависимости от типа работ. Например, конические (для нанесения тонких линий на относительно мягкие материалы), радиусные (такими делают 3D-гравировки, выпуклые изображения), сферические (для глубоких гравировочных работ) и т.д. Такая установка лучше всего подходит для обработки металла и дерева.
Лазерный станок – более современное оборудование, на котором можно работать даже с хрупкими материалами – стеклом, тонким пластиком, резиной. С металлом он тоже справляется прекрасно.
Лазерный гравировщик «работает» лучом лазера. Это бесконтактный способ нанесения изображений, который позволяет декорировать изделия намного быстрее, чем с помощью фрезы. Лазерный инструмент может выполнять красивые острые углы на изображениях, который фрезерный станок всегда немного скругляет.
Гравировальные станки по металлу пригодятся производителям мебели, украшений, а для нанесения маркировки гравер понадобится и на машиностроительных предприятиях или в цехах по производству металлоконструкций.
Сделать технологические отверстия в металле можно разными способами. Если деталь небольшая, и позволяет толщина, помогут ручные инструменты – дрели по металлу. Сверление металла очень сильно отличается от сверления дерева.
В заводских условиях отверстия в металле пробивают пуансонами с помощью штамповочного пресса. На матрицу пресса кладут металлический лист (или сразу несколько, если позволяет толщина), а пуансоны входят в отверстия сверху под большим давлением, пробивая отверстия и выдавливая из металла кружочки.
Сверление дрелью применяется в том случае, если нужны более точные отверстия. При помощи дрели по металлу можно сделать отверстия любого диаметра с большой точностью и аккуратностью.
Сверла по металлу выпускаются в огромном ассортименте – от совсем крошечного диаметра (полмиллиметра) до огромного – 7-8 см. Шаг между сверлами 0.1 мм – это позволяет подобрать диаметр идеально точно.
По длине сверла бывают разные: есть стандартные, есть и удлиненные, до 14 см в длину.
Чтобы сверление было произведено качественно, нужно правильно подобрать сверло к металлу. Существуют различные сверла, изготовленные из металла разной твердости. Заточка инструмента также различается. Выпускаются сверла для работы с нержавейкой, жесткой стали, меди и сплавов на ее основе, алюминия, бакелита, чугуна. Для металла существуют и особые, ступенчатые сверла, при помощи которых можно получить несколько отверстий разного диаметра, не меняя самого инструмента.
Очень важный нюанс при работе с дрелью по металлу – скорость оборотов. От этого параметра качество сверления будет зависеть напрямую. Чем тверже металл, чем больше отверстие (диаметр сверла), тем «медленнее» его нужно сверлить. Основной показатель – ровная аккуратная стружка и отверстие с ровными краями.
Сверление металла при помощи дрели чаще всего применяется в таких сферах как ремонт автомобилей, изготовление и ремонт радиоаппаратуры, производство металлоконструкций из профильной и листовой стали, ремонт инженерных коммуникаций. Дрель по металлу – незаменимый инструмент строительных и ремонтных бригад.
Даже самое современное оборудование иногда не в силах создать деталь с прецизионной точностью. Токарная обработка допускает некоторые погрешности, которые могут возникать по самым разным причинам.
Ряд погрешностей может возникать из-за неточности самого станка или зажимного устройства. К таким погрешностям относят некоторое нарушение формы цилиндрической детали из-за износа станка и его рабочих частей. Сюда же относится конусность деталей, когда цилиндрическая модель к одному из концов слегка сужается (неточно установлена передняя или задняя бабка).
Готовая деталь может отклоняться от своих параметров из-за неточности формы или размеров самого режущего инструмента. В частности, ширина канавки должна соответствовать длине режущей кромки резца. Важно следить за износом режущей части, потому что она иногда бывает сама деформирована настолько, что меняет форму деталей.
Очень распространены неточности, возникающие вследствие погрешности измерительных инструментов. Штангенциркули, микрометры имеют свой коэффициент погрешности (он всегда указан в сопроводительных документах), который нужно учитывать при проектировании. Кроме того, погрешности возникают при нарушении технологии измерений.
Любой токарь знает, что измерять можно только остывшую деталь. Часто, когда замерам подвергают образец, который только что вышел из станка, он оказывается длиннее и шире. Причиной тому – нагревание, которое происходит в процессе обработки. Деталям необходимо остыть, и только после этого имеет смыл проводить контрольные замеры.
Допустимая погрешность при токарной обработке всегда должна учитываться инженером-проектировщиком. Она рассчитывается в каждом конкретном случае отдельно и всегда указывается на чертежах. Допуск на неточность обработки обычно представлен в виде разности наибольшего и наименьшего значения.
На чертеже рядом с указанием параметра (длины, ширины, диаметра и т.д.) указаны числа с плюсом или минусом: плюс – допустимое превышение по размеру, минус – допустимое уменьшение. Если в чертеже не описаны отклонения, значит, требуется изготовить их с точностью.
Титан считается сложным в обработке металлом. Его физические свойства не позволяют резать, точить, фрезеровать его так, как сталь. Особенности обработки титана накладывают отпечаток на все технологические операции с ним.
Титан, благодаря своим свойствам, широко используется в промышленности. Этот материал прочный, легкий, обладает красивым бело-серебристым цветом. Изделия из титана долговечны и устойчивы к коррозии. Титан незаменим в авиастроении (детали двигателей и фюзеляжа, шасси), ракетостроении, автомобилестроении (турбины, трансмиссии), медицине (стоматологические импланты и т.д.), в военной сфере (вставки в бронежилеты, корпуса подлодок), при производстве спорттоваров. Популярностью пользуются и титановые сплавы, которые тоже требуют «особого подхода».
Перед тем, как браться за работу с чистым титаном или сплавом, требуется серьезная подготовка: специалист должен смоделировать и спрогнозировать весь процесс, чтобы добиться результата с минимальными затратами. Для этого нужно сопоставить все условия: химический состав сырья, вид и количество изделий на выходе, количество технологических операций и их последовательность.
Резка титана может осуществляться как механически, так и на плазменном/лазерном резаке. Теплопроводность этого металла достаточно низкая, поэтому механическую резку в случае с титаном стараются не применять или свести такие операции к минимуму. Резка плазмой или лазером для этого материала подходит гораздо лучше. Добиться идеальных результатов при раскрое титана можно, используя гидроабразивный резак. С помощью него можно сделать раскрой титана любой сложности, со скруглениями, острыми углами, кромками и т.д.
Титан обладает свойством химически влиять на режущий (или другой обрабатывающий) инструмент, который соприкасается с ним. Поэтому важно точно подобрать оборудование – оно должно обладать жесткостью и надежно фиксировать заготовку.
Многие проблемы в обработке титана связаны с тем, что он требует высоких температур и скоростей. Это увеличивает износ оборудования, особенно его рабочих частей. Специалист поможет правильно подобрать необходимые режимы работы, сменные насадки на инструмент, чтобы обработка титана прошла максимально эффективно.
Покраска металлоконструкций как элемент ремонтных работ является сложным техническим процессом, состоящим из целого ряда мероприятий, которые проводятся в специализированной окрасочно-сушильной камере, если мы говорим о профессиональном окрашивании.
На первом этапе металлоконструкция попадает в окрасочную камеру. Из изделий это может быть все, что угодно — автомобиль, самолет, техника, поэтому предварительно проводится очистка поверхности, на которой могут скопиться: грязь, ржавчина, лопнувшая старая краска – то есть, все те элементы, которые могут помешать нанесению свежего слоя краски.
Последующее нанесение краски может проводиться, как в ручном, так и в автоматизированном режиме. Это напрямую зависит от камеры и ее оснащенности. Однако перед тем как окрашивать поверхность, и после того, как конструкция была очищена – проводится сушка в соответствующем отделе камеры. Кстати, очистка на первом этапе может проводиться аналогично покраске: вручную или автоматически при помощи пескоструйного или дробеструйного оборудования.
Технология окрашивания подразумевает, что в любом случае краска наносится несколькими тонкими слоями. Это позволяет ей лучше сохнуть и держаться на поверхности. Стоит отметить, что все ЛКМ, наносимые на металлоконструкцию, выполняют не только эстетическую, но защитную функцию от внешних воздействий: вода, грязь, солнце, осадки.
Защита от ржавчины не приводит к поломкам корпуса у металлоконструкций. Поэтому после окрасочного этапа, проводится повторная сушка, а затем наносятся дополнительные ЛКМ, к примеру, эмали и лаки, которые лучше защищают краску. Завершается процесс заключительной сушкой, делающей конструкцию готовой к дальнейшей эксплуатации в самые сжатые сроки.
Если проводить покраску самостоятельно без специализированных технологий, то такой процесс будет более долгим, а также затруднительным. Как правило, непрофессиональная покраска проводится в теплое и сухое время, так как не используется сушильная камера. В профессиональной камере покрасочные работы проводятся в любое время года и в самые сжатые сроки. Современные технологии, которые используются в данной сфере, дает возможность проводить работы быстро и качественно.
Стоит отметить, что профессиональная покраска позволяет эксплуатировать без проблем технику на протяжении 5-8 лет в активном режиме, сохраняя достойный вид металлоконструкции. Ведь покраска – это работа, которая проводится всерьез и надолго!
Дефекты металлоконструкций являются распространенной проблемой. С ней могут столкнуться владельцы самого разного оборудования или техники, которые оснащены металлом. Как правило, брак или дефект может появиться при неправильной проектировке или эксплуатации техники.
Проблемы с металлическими конструкциями могут быть самые разные. Перечень видов достаточно разнообразен. Во-первых, за время работы металлоконструкция способна деформироваться. Во-вторых, могут появиться трещины. В-третьих, на металле исчезает лакокрасочное покрытие, что со временем приводит к появлению коррозии на поверхности. В-четвертых, брак станет выражаться в нарушении геометрических размеров.
Весь этот вышеперечисленный список легко может привести к тому, что металлоконструкцию трудно будет использовать на 100%, а возможно и вообще придется вывести из работы, если повреждения будут приводить к некачественной или небезопасной работе.
Для определения повреждений специалисты используют самый разный инструментарий: от металлической линейки до отвеса и уровня с рулеткой, а также геодезической съемки. Именно последним инструментом определяют отклонение у конструкции. Если у металлоконструкции появилась реальная трещина, то ее ширину измеряют при помощи градуированной лупы.
Если с теми или иными проблемами пришлось столкнуться, то исправить ситуацию можно несколькими эффективными способами, чтобы восстановить соответствующее состояние металлоконструкции. Первый способ – это вырубка пневматическим зубилом. Именно этот вариант помогает избавиться от трещин, зажимов и закатов. Пневматическое устройство позволяет не только качественнее выполнить работу, но и значительно быстрее, чем ручным методом.
Второе, что активно используется специалистами – это зачистка шлифовальными кругами, которые зачищают трещины, а также помогают выровнять края объекта обработки. Зачистка поверхности всегда готовит металл к последующим ремонтным работам, если потребуется или к нанесению свежей краски, которая выполняет не только эстетическую, но и важную защитную роль.
От окалины и ржавчины, если они появились на поверхности металлоконструкции, помогает избавиться шлифовальная машинка. Стоит отметить, что для разных видов металлов, используется разный диаметр проволоки у щетки, которая закрепляется на валу ротора.
Фермы из металла сегодня являются достаточно популярным изделием. Объяснить это весьма просто. В современном строительстве именно металлические конструкции используются чаще всего, так как они себя зарекомендовали только с лучшей стороны, отличаясь своей надежностью. Виды металлических ферм можно классифицировать по четырем категориям, которые являются самыми распространенными, практичными и надежными.
Первая – это ферма с так называемым параллельным поясом. Представляет собой данный вариант целый ряд одинаковых, однотипных деталей, небольшое количество стыков, плюс абсолютную унификацию конструкции. Все это позволяет монтировать ферму легко и быстро, а вариант может использоваться вместе с мягкой кровлей.
Второй вид фермы – это трапецеидальная или односкатная. Узлы у такой металлоконструкции делаются повышенной жесткости. Кроме того, если выбрать именно этот тип, то можно неплохо сэкономить, так как экономичность – главный козырь у этого вида.
Третий вариант – это полигональная конструкция, которая уже значительно сложнее по своей форме и сути, чем две вышеупомянутые. Зато именно полигональная конструкция позволяет экономить сталь, но у нее есть специфика, которая приводит к тому, что конструкцию лучше использовать для больших ферм, а не для маленьких. При втором варианте экономии не получится.
Четвертый распространенный вариант – это треугольная форма конструкции. Ее главный плюс – это простота изготовления. Однако на нее может потребоваться достаточно большое количество материалов, чтобы выполнить правильно.
При выборе любого из вариантов важно учитывать ряд факторов, чтобы металлическая ферма могла выполнять продолжительный срок свою функцию. Во-первых, это постоянные на конструкцию нагрузки. Во-вторых, это дополнительные нагрузки, куда входят: ветер, осадки, вес предметов. В-третьих, это периодические нагрузки. К примеру, ураганы или аномальная погода.
Несмотря на все нюансы, у конструкции есть и ряд преимуществ, почему ее и выбирают для своих ферм. Главный плюс – это пожаробезопасность, которая обеспечивается негорючими металлами. Кроме того, нет нужды ежегодно обрабатывать поверхность. Плюс, у таких конструкций предполагается длительный срок эксплуатации. Еще современные металлические фермы отличаются своей экологичностью, поэтому становятся крайне выгодным вариантом для тех, кто задумывается о фермах данного типа.
Вантовые конструкции – современный тип изделий, позволяющий создавать сложные с технической точки зрения проекты, требующие серьезного подхода инженера, а также правильной реализации проекта. У такого явления как вантовая конструкция есть свои плюсы и нюансы, различные виды, о которых будет рассказано ниже в статье.
Преимуществ у конструкций достаточно много, почему их и выбирают многие компании. К примеру, с вантовой конструкцией можно получить хорошую видимость, освещение, а также акустику. Плюс, процесс строительства значительно упрощается, так как не требуется дополнительных приспособлений. Кроме того, конструкция обладает гибкими лентами и канатами.
Из нюансов системы стоит выделить деформацию конструкции, которая может возникнуть в процессе эксплуатации. Стоит не забывать, что для вантовых конструкций могут понадобиться устройства ряда опорных контуров, а также могут возникнуть проблемы с созданием сопутствующих систем, связанных с вышеупомянутым явлением.
Если говорить о видах систем, то их несколько. Первая вариация – это 1-поясные. В свою очередь, они могут быть круглые или прямоугольные. Покрытие делается прочнее кровельными панелями с помощью вогнутой схемы покрытия.
Второй распространенный вид – это 2-поясные системы. Их отличие заключается в том, что есть не только несущие канаты, но и стабилизирующие дополнительно. Третий тип – тросовые сетки. Их главный плюс – это широкое разнообразие формообразований, однако они требуют грамотного и квалифицированного проектирования. Четвертый вид винтовых конструкций – с мембранными покрытиями. Они состоят из листов или полос. Очень специфическая конструкция, которая отличается тем, что имеет малую огнестойкость. Сами мембраны бывают разной формы: цилиндрической, шатровой, круговой.
Самый наглядный и эффективный пример использования вантовых конструкций из металла – в сфере строительства мостов. При работе с данными конструкциями, получаются не только легкие несущие элементы, но и обеспечивается архитектурная эстетичность, получается перекрывающая способность, а также не требуется большого количества материалов на строительство такого моста. Не стоит забывать, что вантовые конструкции доказали свою надежность и практичность во многих промышленных и инжиниринговых сферах, где их активно используют, так как они позволяют иметь надежные объекты.
Чтобы однозначно ответить на поставленный в заголовке вопрос, придется «разложить по полочкам» следующие моменты: по какой причине, в какой промежуток времени возник брак металлоконструкции и насколько глобальным оказалось его влияние на конечный результат. Но даже опытные специалисты иногда заходят в тупик, ведь проследить весь путь от производства до монтажа не всегда представляется возможным. Кроме того, дефект может не быть зафиксирован в проектной документации, что существенно осложняет выявление причин и следствий его возникновения.
Брак: почему, когда и как
Теоретически процесс изготовления конструкции должен строго регламентироваться начиная с зарождения инженерной мысли и заканчивая последним винтиком при сборке, тогда обнаружение и устранение брака станет лишь «делом техники».
Итак, классифицировать дефекты металлоконструкции можно следующим образом:
1) По причинам. Тут обстоятельства могут иметь как объективный, так и субъективный характер: ошибки в геометрии профилей, изъяны металла, низкокачественное антикоррозийное покрытие и т.д.
2) По времени. Возникнуть брак может на любом этапе:
a) проектирование: дефект может «зародиться» как на стадии закладки геометрии комплектующих, так и в момент создания проекта самой металлоконструкции;
b) производство: тут может быть допущен брак при прокате, сварке, нанесении антикоррозийного покрытия, возможен брак самого металла и т.д.;
c) транспортировка: деформация комплектующих, повреждение покрытия и пр.;
d) монтаж: могут быть допущены ошибки при сборке элементов, повреждена сама конструкция при монтаже, не исключаются и отклонения от утвержденного проекта.
3) По значимости. Брак может иметь различное конечное влияние на результат. Дефекты могут быть:
a) не изменяющими эксплуатационные свойства металлоконструкции;
b) незначительно влияющими на эксплуатационные свойства, конструкция при этом не нуждается в усилении;
c) приводящими к необходимости усилить конструкцию;
d) приводящими к полной замене металлоконструкции.
Очевидно, что на каждом шаге воплощения идеи может «вмешаться» пресловутый человеческий фактор. Но последствия его – предсказуемы и могут быть сведены к минимуму постоянным строжайшим контролем над процессом со стороны ответственных лиц.
