Структура будівельного комплексу України

Взаємозв’язок баз індустріального будівництва

БУДІВЕЛЬНА ІНДУСТРІЯ, як поняття, являє собою сукупність будівельних організацій, підприємств по виробництву будівельних конструкцій і виробів, проектні, вишукувальні, науково-дослідні, дослідно-конструкторські і технологічні організації, бази механізації, транспорту і виробничо-технологічної комплектації.

Підприємства будіндустрії підрозділяють на трьох групи:

Перша група – промислові підприємства, що перебувають у віданні будорганизацій, роблять і поставляють на будівництва збірні залізобетонні і металеві конструкції і деталі, напівфабрикати – бетон, розчин, асфальтові суміші, арматуру, лісоматеріали, деревовироби, металозаготовки, вузли і заготівлі для сантехелектромонтажних і інших робіт і ін.

Друга група – самостійні підприємства промисловості будівельних матеріалів, що забезпечують будівництво цементом, вапном, гіпсом, нерудними матеріалами, пористими заповнювачами, стіновими, теплоізоляційними, акустичними, покрівельними й іншими матеріалами; склом, керамікою, сантехвиробами, оздоблювальними матеріалами і т.п.

Третя група – спеціалізовані підприємства різноманітних форм власності, що забезпечують будівельний комплекс ліфтовим і підйомно-транспортним устаткуванням, не стандартизованим устаткуванням, контрольно-вимірювальною апаратурою, лісопродукцією, продукцією хімічної (пластмасової) промисловості й ін.

Такі підприємства будіндустрії, а також підприємства чорної і кольорової металургії, машинобудування, кабельної-провідникової, хімічної і нафтохімічної, целюлозно-паперової і легкої промисловості забезпечують будівництва матеріально-технічними ресурсами і є основою матеріально-технічної бази будівництва.

Співвідношення галузей народного господарства, зайнятих у сфері будівництва таке:

1. Промисловість будівельних матеріалів і конструкцій – 52%;

2. Чорна і кольорова металургія – 18%;

3. Деревообробна промисловість – 11%;

4. Машинобудування – 10%;

5. Хімічна промисловість – 9%.

Приготування бетонної суміші

Приготування бетонної суміші складається з: приймання, складування і підготування заповнювачів, цементу і добавок; безпосереднього готування бетонної суміші – дозування і перемішування складових її.

Готування асфальтобетонів

Гарячий асфальтовий бетон

Гарячий асфальтовий бетон пластичної або жорсткої консистенції, частіше просто називаний асфальтовим бетоном, є однієї з найбільше поширених різновидів цього матеріалу. По ознаках зернистості він вживається в будівництві у всіх чотирьох видах – грубозернистий, середньозернистий, дрібнозернистий і піщаний.

Грубозернистий щільний асфальтовий бетон застосовується для верхніх прошарків покриття і рекомендується в тих випадках, коли нижній прошарок покриття залишається на зимовий період без верхнього і передається в такому виді в експлуатацію, наприклад, під прямування автомобільного транспорту. За даними будівництва дорожніх покриттів, у раціональному складі цього асфальтового бетону утримується до 35% щебеню фракції 15-32 мм і 20% щебеню фракції 5-15 мм, фракціонованого піску середньої крупності до 35%, вапнякового порошку – 6,0% або 3,5% у перерахунку на фракцію менш 0,071 мм, бітуму біля 4,5% і поверхнево-активних добавок (госсиполова смола) – 0,05%. Грубозернистий щільний асфальтовий бетон застосовується також на ухилах дороги, тобто коли потрібно підвищена шорсткість, у зв’язку з чим у ньому підвищується вміст щебеню до 60%.

Грубозернистий пористий асфальтовий бетон використовується в основному для нижнього прошарку дорожнього покриття. Щоб він мав краще зчеплення з верхнім прошарком, у ньому лишають підвищену шпаристість, що не мішає, проте, передачі навантаження до несучих прошарків.

Асфальтовий бетон для нижнього прошарку може бути різноманітної щільності, що регулюється відповідним добором складу щебенистої фракції або утриманням піску. Більш щільні склади мінеральної зернистої суміші включають до 25-35% по ваги піску і 75-65% щебеню при достатній кількості зерен крупніше 12 мм (більш 10-12%). Пористі – до 15-25% по ваги піску і 75-85% щебеню. Точне співвідношення цих компонентів установлюється лабораторним шляхом. Розшаруванню високощебеністої суміші при транспортуванні асфальтобетонної маси добре перешкоджає введення в пісок не менше 50% дроблених фракцій. Методом лабораторного добору встановлюються також мінімальні кількості мінерального порошку і в’язкої речовини. Нерідко в пористий асфальтовий бетон для нижнього прошарку покриття мінеральний порошок не добавляється зовсім. Витрата бітуму в грубозернистих пористих асфальтових бетонах дорівнює приблизно 3,5-4,5% по ваги.

Середньозернистий асфальтовий бетон уживається для верхнього прошарку і відрізняється від грубозернистого більш дрібним щебенем, наприклад до 25 або до 18 мм і т.д. Кількість щебеню декілька знижено в порівнянні з грубозернистим і складає до 50-55%. Дроблені піски краще природних, але при великій кількості їх ускладнюється укочування середньозернистої асфальтобетонної суміші.

Дрібнозернистий асфальтовий бетон використовується для устрою верхнього прошарку дорожнього покриття і характеризується підвищеним або зниженим утриманням дрібного щебеню (5-15 мм). При великому утриманні щебеню (40-60%) утвориться структура, близька до контактного, що збільшує шорсткість покриття. Шпаристість мінеральної суміші, ущільненої за допомогою вібратора, складає 16-22%. Добрий опір механічним зусиллям і атмосферним чинникам покриття з дрібнозернистого асфальтового бетону обумовила найбільше широке використання цього матеріалу на вантажонапружених дорогах і аеродромах. Якщо в дрібнозернистому асфальтовому бетоні знижене утримання дрібного щебеню, наприклад 25-35%, то такий матеріал укладається в покриття, що не відчувають великих навантажень і, отже, не потрібно підвищеної усталеності їх проти механічних впливів. У цьому випадку можна заощадити на витраті щебеневого матеріалу, причому покриття з такого асфальтового бетону може мати цілком достатню зносостійкість і шорсткість, наприклад у порівнянні з піщаним асфальтовим бетоном. Дрібнозернистий асфальтовий бетон найбільшою мірою задовольняє підвищеним вимогам при його застосуванні в гідротехнічному будівництві.

Піщаний асфальтовий бетон, або асфальтовий розчин, являє собою одну з найбільше поширених різновидів гарячого асфальтового бетону. Великим поширенням користується цей матеріал унаслідок того, що для його виготовлення можуть бути широко використані природні піски, що дуже важливо для районів, бідних родовищами каменю, а вартість його, як правило, нижче інших видів щільного асфальтового бетону. Водночас цей матеріал має дуже значну зносостійкість, тривкістю і теплостійкістю, тобто має необхідний комплекс експлуатаційних якостей. Проте піщаний асфальтовий бетон потребує більш уважного ставлення до сталості його складу, тому що він дає відхилення в показниках властивостей навіть при невеличких порушеннях у дозуванні використовуваних матеріалів, особливо в кількості бітуму або мінерального порошку.

Для виготовлення високоякісного піщаного асфальтового бетону рекомендується застосовувати пісок із гранулометричним складом щільної суміші. Тому краще, коли пісок складається з різноманітних фракцій. Крім того, у піщаний асфальтовий бетон уводиться мінеральний порошок у кількості до 20%, у залежності від тонкощів помелу, і бітум – 6-9%. Більш точні межі кількості піску і порошку, а також бітуму встановлюються в процесі обов’язкового добору складу асфальтового бетону в лабораторії. Шпаристість мінеральної суміші, ущільненої на вібромайданчику, дорівнює приблизно 19-26% (по обсязі). Використання фракціонованих пісків, хоча б із двох фракцій, дозволяє одержувати піщані суміші з меншою шпаристістю, а моноліт – більш високої якості. Завжди важливо відгрохотати від піску кременисте зерно крупністю вище 5 мм, що звичайно погано утримуються в прошарку покриття і під прямуванням відокремлюються, залишаючи численні ямки в поверхневому прошарку.

Підвищення зсувостійкості покриттів із піщаного асфальтового бетону в покриттях досягається застосуванням високов’язких бітумів із зниженою глибиною проникання (БНД-40/60). Чим менше було додано в мінеральну суміш дробленого піску, чим інтенсивне прямування по дорожньому покриттю або вище статичні навантаження впливають на інші види покриттів (статі в цехах промислових підприємств, зміцнення укосів гребель і т.п.), тим більше тверді варто застосовувати бітуми. Проте вибір їх повинний провадитися з урахуванням тендітності асфальтобетонного покриття, що підвищується, у холодні періоди року. Якщо на заводі прийнятий той самий бітум для виготовлення щебенистої і піщаної маси асфальтового бетону, то у усіх випадках піщаний асфальтовий бетон має меншою деформаційною усталеністю у покритті, особливо в період високих літніх температур. Під впливом автомобільного прямування і великих статичних і динамічних навантажень у помешканнях, що впливають на асфальтовий бетон, виникають і накопичуються в ньому пластичні деформації. Але і піщаний асфальтовий бетон з оптимальним складом може бути цілком вільним від його деформування в покриттях.

Таблиця 1.1. Характеристика сталей групи А

Марка сталі	Межа текучості, МПа	Тимчасовий опір, МПа	Відносне повздовження, % не менше
Ст 0	-	320	18…22
Ст 1	-	320…400	28…33
Ст 2	190 …220	340…420	26…31
Ст 3	210…240	380…470	21…27
Ст 4	240…260	420…520	19…25
Ст 5	260…280	500…620	15…21
Ст 6	300…310	600…720	11…16
Ст 7		700…750	8…11

 

Таблиця 1.2. Хімічний склад сталей групи Б

Марка сталі	Вміст елементів, % по масі
	вуглець	Кремній	марганець	фосфор	сірка
МСт 0	0,23	-	-	0,07	0,06
МСт 1кп	0,06…0,12	0,05	0,25…0,5	0,045	0,055
МСт 2кп	0,09…0,15	0,07	0,25…0,5	0,045	0,055
МСт Зкп	0,14…0,22	0,07	0,30…0,6	0,045	0,055
МСт 4	0,18…0,27	0,30	0,4…0,7	0,045	0,055
МСт 5	0,28…0,37	0,35	0,5…0,8	0,045	0,055
МСт 6	0,38…0,49	0,35	0,5…0,8	0,045	0,055

Низьколеговані сталі, які вміщують не більше 1% хрому і нікелю використовують в будівництві для виготовлення конструкцій, які вимагають підвищеної міцності. Для виробництва технологічних металоконструкцій можуть застосовувати спеціальні леговані і високолеговані сталі. Сталі, які застосовують у будівництві, мають великі міцність, електро- і теплопровідність. Вони, як правило, добре зварюються, працюють при низьких і високих температурах. До недоліків сталі можна віднести велику щільність, здатність до корозії в умовах дії агресивних середовищ. Прокатуванням металу під тиском між валками стана виготовляють: сортову сталь, прокатну сталь листову, кутики, швелери, двутаври, труби. Основну масу прокатних сталевих виробів одержують прокатуванням у гарячому стані, при температурі 900…1250ºС (гаряча прокатка) і невелику частину – у холодному стані (холодна прокатка). На сортаменти сталі є відповідні стандарти найбільш раціональних типів профілів та частоти їх градації.

Сортову сталь: круглу (діаметром 10…210 мм), застосовують для виготовлення арматури, скоб, болтів; квадратну (сторона квадрата 10…100 мм), штабову (завширшки 12…20 мм) – для виготовлення в’язів, хомутів та бугелів. Сталь листову завтовшки 4…160 мм для технологічних конструкцій, кутики (рівнобокі та нерівнобокі) випускають площиною перерізу від 1 до 140 см. Швелери характеризуються перерізом і визначаються їхнім номером, який відповідає висоті стінки швелера у сантиметрах. Двутаври мають номер відповідно до висоти у сантиметрах. Труби мають діаметр 8…1620 мм. Вони можуть бути круглого, квадратного та прямокутного перерізу.

Важливим напрямом у справі раціонального використання металу у будівництві є застосування гнутих профілів прокату і сталей підвищеної та високої міцності в конструкціях промислових будівель та споруд. Найбільш доцільною конфігурацією профілів є замкнута форма поперечного перерізу. Гнуті профілі виготовляють методом безперервного профілювання листів, штабів і стрічки на профілевигинальних агрегатах різних типів. Питома вага окремих металевих конструкцій у загальному обсязі їх виробництва у теперішній час складає, %: колони, балки, ригелі, прогони, ферми – до 50; резервуари, бункери – до 15; спеціальні конструкції споруд металургійної і хімічної промисловостей – до 20; огороджуючи конструкції – до 10; інші – до 5.

Металеві конструкції виготовляють на спеціалізованих і неспеціалізованих підприємствах. В останньому випадку, як правило, мають місце перевитрати металу внаслідок частої заміни профілів профілями більшого перерізу. Спеціалізовані підприємства по виготовленню металевих конструкцій підрозділяються на підприємства невеликої потужності – виробництво 25-30 тис. т виробів в рік; середньої потужності – 30-70 тис. т виробів в рік; великої потужності – більш ніж 70 тис. т виробів в рік. Підвищення обсягів виробництва конструкцій на нових механізованих підприємствах, їх типізація і стандартизація створюють найбільш сприятливі умови для загальної спеціалізації підприємств, що в свою чергу дозволяє підвищити рівень заводської готовності конструкцій до 60% і продуктивність праці на підприємствах; знизити собівартість конструкцій у 1,5…2 рази. На спеціалізованих заводах широке використання отримали автоматизовані і комплексно-механізовані лінії по виготовленню окремих виробів, вузлів і конструкцій із профільного і листового металу. Значне зменшення трудових витрат на спеціалізованих підприємствах досягається за рахунок механізації допоміжних і транспортних операцій. Для досягнення більшого ступеню заводської готовності конструкцій необхідно підвищувати точність їх виготовлення, створювати автоматизовані лінії по очистці, грунтовці, фарбуванню або цинкуванню конструкцій. Передбачається повна комплектація конструкцій необхідними допоміжними виробами. Підприємства невеликої потужності, як правило, виготовляють окремі конструкції легких каркасів промислових будинків, естакад, опор ЛЕМ. Цехи підготовки металу і фарбувальний в цьому випадку розміщуються у прольотах з поперечним рухом кранів, а цехи обробки, збирання і зварювання конструкцій – в прольотах з повздовжнім рухом кранів паралельно виробничому потоку. Більшість діючих підприємств невеликої потужності мають у збірально-зварювальних цехах мостові крани вантажопідйомністю 10…15 т, а в фарбувальних і зварювальних цехах – 20 т. Технологічні схеми таких підприємств передбачають можливість збирання конструкцій на відкритих майданчиках, які обладнують козловими, баштовими, залізничними, гусеничними або автомобільними кранами. Електрозварювальне обладнання, з метою захисту його від впливу атмосферних опадів, розміщують у невеликих закритих приміщеннях або під наметами. Підприємства середньої потужності виготовляють різні конструкції каркасів головних цехів металургійних заводів, цехів заводів важкого машинобудування, ТЕС. Усі види цехів основаного виробництва таких підприємств розміщують в головному корпусі з поперечними прольотами. Збирально-зварювальні цехи обладнують мостовими кранами вантажопідйомністю 30 т. Підприємства великої потужності виготовляють важкі конструкції доменних цехів, мостів великих прольотів, конструкції багатоповерхових будинків. Збірні цехи таких заводів обладнують мостовими кранами вантажопідйомністю 60 і 100 т.

По ступеню спеціалізації підприємства по виготовленню металевих конструкцій підрозділяють на універсальні, які виготовляють різні металеві конструкції для промислових, житлових, цивільних і інших споруд, та спеціалізовані, які виготовляють один або декілька видів однорідних конструкцій (опори ЛЕМ, мостових конструкцій тощо). Має місце і внутрішньозаводська спеціалізація, яка здійснюється як за рахунок спеціалізації окремих цехів по видам виробляємої продукції, так і по технологічним ознакам.

До цехів основного виробництва на заводах по виготовленню металевих конструкцій відносять: підготовки метала, попередньої обробки метала і заготовки окремих виробів, збірний і фарбувальний. До допоміжних цехів відносять: ремонтно-механічний, ремонтно-будівельний, транспортний, електроремонтний. Для забезпечення основного виробництва різними видами енергоресурсів, інструментом організують підсобні цехи: інструментальний, енергетичний. Крім перелічених виробничих підрозділів на кожному підприємстві організують склади вихідної сировини і готової продукції, а також різні адміністративні і побутові приміщення. Технологічний процес, пов’язаний з виготовленням металевих конструкцій, складається з двох взаємопов’язаних процесів – основного і допоміжного, які в свою чергу складаються з ряду операцій. На мал.1.1 наведена принципова технологічна схема виготовлення сталевих конструкцій (балок, колон) в заводських умовах.

.

 

Приймання, сортування, маркірування, штабелювання металу
Випрямляння, очищення, розрізання металу
Виготовлення виробів, шаблонів, напівфабрикатів, їх маркірування
Складування напівфабрикатів
Електрозварювання окремих виробів, вузлів, просвердлення монтажних отворів, маркірування, контрольне обстеження напівфабрикатів
Очищення, грунтування, офарблення, покриття антикорозійними речовинами, відвантаження готових конструкцій на склад
Складування і підготовка конструкцій до відправлення на будівництво

 

Рис.1.1. Принципова технологічна схема виготовлення сталевих конструкцій в заводських умовах.

 

Збирання зварних конструкцій із деталей, які поступають зі складу напівфабрикатів, виконується в збиральному цеху. Процес передбачає електрозварювання окремих деталей і вузлів. Воно може здійснюватися ручним способом, автоматичним зварюванням під шаром флюсу або напівавтоматичним зварюванням в середовищі газів. Для виконання зварювальних робіт в цехах організують спеціалізовані ділянки або робочі місця. В випадку виготовлення клепаних конструкцій клепку виконують пневматичним або електричним способом. Конструкції збирають на спеціальних стелажах, обладнаних кондукторами. Збиральний цех має окремі ділянки, які спеціалізуються на виготовленні колон, балок, ферм або інших конструкцій. Виготовлені конструкції маркірують, потім вони проходять пост технічного контролю, після чого їх направляють у фарбувальний цех, де їх очищують від іржі, грунтують, фарбують або покривають антикорозійним покриттям. Готові вироби поступають на склад, де їх вкладають у штабелі.

Трудоємність окремих операцій при виготовленні зварних металевих конструкцій відносно загальних трудових витрат характеризується такими величинами, %: випрямляння сталі – 3…4; виготовлення шаблонів і розмічування – 4…5; різання сталі – 10…12; свердлування або проколювання отворів – 2; обробка окрайків – 2…3; випрямляння після різання і згинання – 3…4; ковальські роботи – 1…2; збирання конструкцій – 30…32; зварювання – 32…35; свердлування монтажних отворів – 2…3; грунтування і фарбування поверхні конструкцій – 2. Як видно з наведених даних при виготовленні конструкцій на підприємствах найбільш трудоємними операціями є різання, зварювання і збирання. Тому механізації цих операцій приділяють найбільшу увагу.

Різання металу при виготовленні конструкцій виконують такими способами: механічне різання – на ножицях і пилах; газопламене – шляхом спалювання металу у струмені кисню; киснефлюсове; повітря дугове. Механічне різання може бути розподілене на два основних виду: сколювання металу по лінії різання внаслідок утворення напруг, які перебільшують межу міцності; вилучення металу з лінії різання у вигляді стружки або тирси. Для механічного різання металу методом сколювання застосовують гільйотинні ножищ і прес-ножиці, які забезпечують добру швидкість різання при високій якості окрайків. На гільйотинних ножицях розрізають листову сталь. В залежності від товщини листів (до 6, 10, 16 і 20 мм) гільйотинні ножиці поділяють на 4 групи. Листи товщиною більше ніж 20 мм розрізають газопламеневим способом.

Газопламеневе кисневе розрізання засноване на здатності сталі, яка нагріта до температури розплавлення, інтенсивно горіти у струмені чистого кисню. Для розрізання металу його спочатку нагрівають тільки на вузькому участку, який розташований на початку лінії розрізання. Потім на нагріте місце направляють струмінь ріжучого кисню, одночасно переміщуючи полум’я далі по лінії розрізання. Метал згоряє у струмені чистого кисню по всій товщині, утворюючи у листі тільки вузьку щілину. При згорянні металу утворюються рідкі розплавлені шлаки, які вилучають з місць розрізання струменем кисню. Кількість тепла, яке виділяється при згорянні металу у 6…8 разів перевищує кількість тепла від згоряння газу. Це дозволяє використовувати для розрізання різні види газів: ацетилен, пропан, природний газ, водень. Для цього також можуть застосовувати й гас. Найбільша температура полум’я (3000…3150ºС) досягається при згоранні ацетилену. Температура полум’я при згоранні пропану складає 2000…2100ºС; гасу – 2300ºС; метану – 1800ºС за допомогою кисневого розрізання можна виконувати вирізання з сталевих листів деталей любої форми, а також оброблювати окрайки листів перед зварюванням. Кисневе розрізання практично не впливає на властивості маловуглецевої сталі близько місць розрізання. При розрізанні сталей з підвищеним вмістом вуглецю окрайки становляться більш твердими, тому що у місці розрізу така сталь частково закаляється. Звичайною кисневою різкою не можливо розрізати нержавіючі і термостійкі сталі, тому що вони вміщують велику кількість хрому і нікелю. Це пов’язане з тим, що кисневі сполуки хрому дуже тугоплавкі. Тому сталі, які вміщують 3…4% хрому, можливо розрізати киснем тільки з попереднім підігріванням усієї деталі. Нержавіючі і термостійкі сталі, які вміщують 15…20% хрому, можна розрізати киснем тільки з застосуванням спеціальних флюсів. Киснем також не можливо розрізати мідь, алюміній, чавун, так як температура їх плавлення нижча, ніж температура горіння. Внаслідок цього розплавлені частки будуть видуватись з місць розрізання не згорів у кисні, а окрайки розрізу почнуть покриватись шаром тугоплавких оксидів цих металів. Розрізняють два типа кисневого розрізання: ручне і машинне. Ручне виконують різаком УР (універсальний різак). Він має мундштук кільцевого типу, який дає підігріваюче полум’я у вигляді кільця, у середину якого подають ріжучий струмінь кисню. В залежності від товщини сталі використовують мундштуки визначеного розміру і встановлюють відповідний режим розрізання. Так характеристики режимів розрізання металу різаками УР на ацетилені наведені у табл.1.3.

Таблиця 1.3

	Товщина метала, мм
	5	10	25	50	100
Номери внутрішніх мундштуків	1	1	2	3	4
Номери зовнішніх мундштуків	1	1	1	1	2
Тиск кисню, МПа	0,3	0,3	0,4	0,6	0,8
Витрати кисню, м^3/год	2,6	4,0	5,2	8,5	18,5
Орієнтовна ширина розрізу, мм	0,8	0,9	0,9	1,0	1,0
Швидкість різання, мм/хв.	550	480	370	260	165
Середня продуктивність, м/зміну	125	110	85	75	45

 

Він складається з столу, на якому встановлюють шаблон. По окрайку шаблона переміщується електродвигуном магнітний палець котушки. Переміщення магнітного пальця повторюється різаком, який закріплений на другому кінці штанги, яка за допомогою повздовжніх і поперечних кареток може пересуватись відносно столу у любому напрямку. Управління роботою напівавтомата зосереджено на пульті управління, де мається показник швидкості розрізання, яка вибирається в залежності від товщини розрізаємого металу. За допомогою напівавтомата АСП-1 можна вирізати деталі з сталевого листа товщиною від 5 до 200 мм і шириною до 1500 мм. Для отримання розрізу з любим контуром застосовують машини типу АСШ. Орієнтовні режими розрізання на напівавтомата АСП-1 наведені у табл.1.4.

Таблиця 1.4

	Товщина метала, мм
	5	10	25	50	100
Номер мундштука	1	1	2	3	4
Тиск кисню, МПа	0,35	0,45	0,45	0,55	1,05
Швидкість різання, мм/хв.	620	550	440	325	190
Витрати кисню, м^3/год	0,39	0,58	0,96	2,01	7,20
Витрати ацетилену, м^3/год	0,07	0,08	0,14	0,20	0,37

 

Нержавіючі сталі, з яких виготовляють деякі частини технологічного обладнання для підприємств хімічної промисловості, розрізають під флюсом. Спосіб кисневофлюсового розрізання полягає в тому, що в струмінь кисню за допомогою спеціальної апаратури безперервно вводять порошкоподібний флюс. При згорянні цього флюсу виділяється додаткове тепло, яке підвищує температуру у місці розрізання металу. Внаслідок цього тугоплавкі оксиди металу залишаються у рідкому стані. Вони змішуються з продуктами згоряння флюсу, утворюють рідкі шлаки, які відносно легко витікають з розрізу. Як флюс використовують дрібну залізну тирсу з зернами розміром 0,1…0,2 мм. Для шлакоутворення до залізного порошку добавляють спеціальні добавки: ферофосфор, алюмінієвий порошок, технічну буру, кварцовий пісок.

Повітрянодугове розрізання засноване на вилученні струменем повітря рідкого металу, який безперервно виплавляється по лінії розрізання електричною дугою. Таке розрізання використовують для вуглецевих, легованих і спеціальних сталей, алюмінію, міді і інших металів і сплавів. При розрізанні цим способом отримують рівний розріз з чистою поверхнею, яка не потребує обробки окрайків перед зварюванням. Для повітря дугового розрізання застосовують різак РВД-1-57, який складається з електродоутримувача і головки, яка має два отвори, крізь які проходить стисле повітря (0,4…0,5 МПа). Для розрізання використовують вугільні або вугільнографітові електроди діаметром 6…12 мм і довжиною 200…250 мм. При розрізанні застосовують машини ПС-500, ПС-300, які виробляють постійний струм з силою близько 300 А.

Після механічного і кисневого розрізання окрайки оброблюють струганням, фрезеруванням, рубанням. Для цього застосовують спеціальні окрайкостругальні станки, пневматичні зубила тощо.

Згинання металу при виготовленні металевих конструкцій здійснюють у гарячому і холодному стані. При відносно великих радіусах кривизни вальцювання і згинання листової і профільної сталі здійснюють у холодному стані. При відносно малих радіусах кривизни і невеликих кутах загину застосовують гаряче згинання і кування. При холодному згинанні сталі радіус кривизни, для того щоб вона не втрачала своїх пластичних властивостей, залежить від сортаменту сталі і повинен не менше як у 25 разів перевищувати товщину листів; у 45 разів – висоту швелерів; у 25 разів – висоту двохтаврових балок. Для того, щоб зігнути сталь необхідно утворити у ній такі напруження, які перебільшують межу пружності, але менш, ніж межа текучості. Якщо у сталі при її згинанні перейти межу текучості, то вона втрачає міцність. Збирання металевих конструкцій є підготовчою операцією перед зварюванням, так як взаємне розташування збираємих елементів визначається умовами їх зварювання, крім того фіксація положення збираємих елементів у більшості випадків виконується за допомогою зварювання в окремих точках. Якість виготовлених металевих конструкцій в значній мірі залежить від трьох операцій: заготовки деталей, їх збирання і зварювання. Механізація операції збирання конструкцій в умовах підприємств виробничої бази будівництва досягається за рахунок використання сучасних підіймальних засобів, спеціальних пристосувань і механізмів. Завданням збирання металевих конструкцій є закріплення окремих елементів у проектному положенні, тобто в такому положенні, у якому вони повинні знаходитись у готовому вузлі або споруді. Збирання ґратчастих конструкцій виконують на спеціальних стелажах, а при масовому виготовленні одного і того ж елемента – у спеціальних кондукторах. Найбільш вигідним положенням для виконання зварювання під час збирання є таке, коли зварюваємий шов знаходиться у нижньому положенні. З метою скорочення тривалості і полегшення операції зварювання застосовують стенди, маніпулятори, кантувачі. Кантувач улаштований так, що елемент, який закріплений на планшайбі, може повертатись на любій площині за рахунок складної системи редукторів, якім надають рух електродвигуни, завдяки чому зварювання можна робити повсякчасно у нижньому положенні, а також застосовувати механізовані види зварювання. Незалежно від того, де виконують збирання – стелажі, кондуктори, найбільш трудоємною операцією є пристикування елементів з приганянням площин і утримування потрібної відстані між елементами і деталями для зварювання. Для виконання таких робіт існує багато різних пристроїв: скоби з клиннями; струбцини, стягувачі з кутиків, тощо.

При виготовленні сталевих конструкцій застосовують три види електрозварювання: ручне електродугове; напівавтоматичне і автоматичне під шаром флюсу; у середовищі захисного газу. В відповідності з положенням зварних швів розрізняють зварювання у нижньому, вертикальному, горизонтальному і верхньому положенні. Найбільшу продуктивність досягають при зварюванні у нижньому положенні, коли розплавлений метал не витікає, шлаки і гази легко виділяються з шву і спливають на поверхню, сам шов має більш високу якість. Тому намагаються виконувати зварювання у нижньому положенні, використовуючи різні кантувачі, маніпулятори, підіймальні засоби. Зварювання у верхньому положенні є найбільш трудоємним тому, що розплавлений метал витікає. Таке зварювання виконують електродами діаметром не більше 4 мм, на короткій дузі і зменшеній силі струму. Це значно знижує продуктивність праці. Металоконструкції, які виготовляють з маловуглецевої сталі, зварюють електродами типів Е-42 і Е-42А. Тип електрода характеризує тільки межу міцності шву при розтягу, але не визначає режим роботи електрода і галузі його застосування. Вибір електродів для виконання той або іншої роботи здійснюють по марці електрода з урахуванням складу його обмазки (табл.1.5).

Для зварювання високовуглецевих і легованих сталей використовують електроди з спеціальною обмазкою в залежності від марки і складу зварюваємої сталі. Зварювання нержавіючих сталей здійснюється по спеціальним технологіям з використанням електродів, які мають осердя, яке виготовлене з сталі, близької по складу до зварюваємої сталі. Для зварювання технологічних металоконструкцій застосовують швидкісні методи зварювання з глибоким проплавленням зануреною дугою. Це забезпечує зменшення об’єму наплавленого металу на одиницю довжини шву за рахунок розплавлення металу виробу і зменшує переріз шву при зберіганні потрібної міцності. Спосіб глибокого проплавлення полягає у тому, що зварювання виконують, спираючись обмазкою електрода на виріб. При цьому електрод нахиляють у бік зварювання на 70…80 і легенько натискають електрод на виріб у напряму зварювання. Застосовують електроди з потовщеною обмазкою, яка зразу не руйнується при натисканні електроду. Осердя виплавляються з дуже короткою дугою. Зварювальна дуга, також як і зварювальна ванна захищені обмазкою електрода і шлаками, які утворюються при зварюванні, від впливу азоту повітря. Це підвищує якість шву і знижує втрати тепла. Зварювання ведуть на максимально допустимих силах струму, що забезпечує глибоке проплавлення внаслідок того, що сила тиску дуги, яка витискує метал із кратера шва, прямопропорційна квадрату сили струму, а швидкість зварювання пропорційна силі струму. Для виконання зварювання швидкісним способом застосовують електрод марки ЦМ-7С з потовщеною обмазкою. Продуктивність такого зварювання в 1,5-2 рази більша, ніж звичайного, і не потребує високої кваліфікації зварювальників. Електрод у цьому випадку рухається прямолінійно і постійно спирається обмазкою на виріб. Для отримання вузьких швів підсилюють тиск на електрод, а для отримання широкого шву, навпаки, тиск послабляють. Позитивною відмінністю зварювання з глибоким проплавленням є те, що стискові шви у невідповідальних конструкціях при товщині металу до 15…18 мм не потребують попередньої обробки окрайків, а кутові і таврові з’єднання можуть бути виконані з меншим перерізом за рахунок розплавлення основного металу зварюваємих елементів, що не послаблює поперечний переріз і міцність шву. Швидкісне зварювання способом глибокого проплавлення може виконуватись тільки у нижньому і похилому положеннях, тобто при зварюванні в кутик вершина кута спрямована вниз. Для підвищення швидкості зварювання можна застосовувати електроди збільшеного діаметру, що вимагає збільшення сили струму. Але діаметр електродів звичайно не перебільшує 6 мм, тому що при застосуванні більш товстих електродів при невеликій товщині зварюваємих елементів можна пропалити метал. При використанні електрода ЦМ-7С утворюється до 12 грамів розплаву на 1 А/год, в той час, як при використанні електрода ООМ-5 – тільки 6,5…7 5 грамів на 1 А/год. Але електродом ЦМ-7С забороняється зварювати шви, які розташовані вертикально або зверху.

Таблиця 1.5

Тип електрода	Марка обмазки	Галузь використання	Вид струму	Положення зварювання
Е-42	ЦМ-7	Зварювання металоконструкцій, посудин, які не працюють під тиском, з маловуглецевої сталі	Любий	В нижньому
Е-42	СМ-5	Зварювання металоконструкцій з маловуглецевої сталі	Любий	В любому
Е-42	ОММ-5	Зварювання металоконструкцій, посудин, паропроводів, технологічних трубопроводів з маловуглецевої сталі, які працюють під тиском	Любий	В любому
Е-42А	СМ-11	Зварювання відповідальних металоконструкцій, паропроводів, газопроводів, апаратів з низьколегованих або маловуглецевих сталей	Любий	В любому
Е-42А	УОНІ-13/45	Зварювання відповідальних металоконструкцій, паропроводів, газопроводів, апаратів з низьколегованих або маловуглецевих сталей	Постійний	В любому
Е-42А	УОНІ-13/45	Зварювання особливо відповідальних конструкцій, які працюють при динамічному навантаженні з низьколегованих сталей	Постійний	В любому