Технология изготовления металлоконструкций: полный цикл

Изготовление металлоконструкций — сложный технологический процесс, требующий точного соблюдения стандартов и применения современного оборудования. От качества производства металлоконструкций зависит надёжность и долговечность готовых зданий и сооружений. В этой статье подробно рассмотрим все этапы — от КМД на производство до антикоррозийной защиты.

Подготовка производства: чертежи и КМ/КМД

Производство металлоконструкций начинается с получения конструкторской документации. Раздел КМ (Конструкции Металлические) содержит общие схемы, а КМД (Конструкции Металлические Деталировочные) — детальные чертежи каждого элемента с размерами, маркировкой и спецификациями.

Технологи проверяют документацию на технологичность: возможность изготовления на имеющемся оборудовании, оптимальность раскроя, доступность материалов. Согласно ГОСТ 23118-2012 все чертежи должны соответствовать требованиям СРО и содержать полную информацию о материалах, сварке, допусках.

На этапе подготовки создаются карты раскроя металла для минимизации отходов. Современные программы оптимизации позволяют сократить потери до 3–5%. Планируется последовательность операций, загрузка оборудования, определяются сроки выполнения заказа.

Заводы по производству металлоконструкций в Москве работают по единым стандартам, обеспечивая высокое качество продукции. В Подмосковье расположены крупные производственные площадки с полным циклом изготовления от раскроя до финишной обработки.

Резка и гибка металла

Сравнение методов резки

Резка металла — первый этап обработки. Выбор метода зависит от толщины, типа материала и требований к точности.

Лазерная резка

Лазерная резка — высокоточный метод раскроя металла толщиной до 25 мм. Лазерный луч мощностью 3–6 кВт обеспечивает точность ±0,1 мм и минимальную ширину реза 0,2–0,3 мм. Применяется для сложных контуров, отверстий, деталей с высокими требованиями к геометрии.

Современные лазерные станки с ЧПУ работают в автоматическом режиме по программе, созданной на основе КМД. Скорость резки стали 3 мм достигает 15 м/мин. Лазер не оставляет заусенцев, кромка готова к сварке без дополнительной обработки.

Плазменная резка

Плазменная резка используется для металла толщиной до 50 мм. Плазменная дуга температурой 20 000°C расплавляет материал, обеспечивая скорость в 2–3 раза выше лазерной резки. Метод оптимален для крупных деталей и толстых листов.

Плазменные станки режут все токопроводящие металлы: сталь, нержавейку, алюминий, медь. Ширина реза 1,5–3 мм, что больше лазера, но допустимо для большинства металлоконструкций. Стоимость оборудования в 2–3 раза ниже лазерного, что делает метод экономически выгодным для серийного производства.

Механическая резка

Резка металла на гильотинах применяется для прямолинейного раскроя листового проката. Гильотинные ножницы режут сталь до 30 мм с производительностью до 40 резов в час. Точность ±0,5 мм, край чистый, без термического воздействия.

Ленточнопильные станки используются для реза балок, швеллеров, труб под углом. Скорость меньше, чем у термических методов, но качество среза высокое, металл не нагревается.

Гибка профиля

Гибка профиля выполняется на листогибочных прессах и профилегибах. Усилие прессов достигает 400 тонн, что позволяет гнуть балки до 20 мм и швеллеры под требуемыми углами. Точность гибки — ±1°.

Сварка и сборка

Сварка металлоконструкций

Сварка металлоконструкций — ключевой этап изготовления. Применяются следующие методы:

• Ручная дуговая сварка (ММА) — универсальный метод для толщин 3–50 мм. Сварщик работает штучными электродами, что даёт гибкость при сложной геометрии узлов. Скорость наплавки 1,5–2 кг/час.
• Полуавтоматическая (МИГ/МАГ) — в среде защитных газов CO2 или аргона, производительность выше в 2–3 раза. Сварочная проволока подаётся автоматически, сварщик контролирует процесс. Метод оптимален для длинных швов, тонкостенных конструкций.
• Автоматическая под флюсом — для длинных швов балок и ферм. Дуга горит под слоем флюса, защищающего от окисления. Скорость наплавки до 10 кг/час, швы высокого качества без пор и трещин.

Все сварщики имеют аттестацию НАКС (Национального агентства контроля сварки) согласно требованиям СРО и ГОСТ 5264-80. Перед допуском к ответственным конструкциям сдаются экзамены на образцах с последующим рентгеновским контролем.

Типы сварных швов

Различают стыковые, угловые, тавровые и нахлёсточные швы. Для каждого типа стандартом определены размеры катетов, длина, допустимые дефекты. Стыковые швы балок выполняются с полным проваром на всю толщину. Угловые швы ферм имеют катет 6–10 мм в зависимости от нагрузки.

Контроль качества

Неразрушающий контроль

Неразрушающий контроль сварных швов — обязательное требование ГОСТ 23479-2019 и СП 16.13330. Применяются методы:

• Ультразвуковой контроль (УЗК) — выявляет внутренние дефекты на глубине до 500 мм. Дефектоскопист перемещает датчик вдоль шва, анализируя отражённый сигнал. Метод обнаруживает непровары, трещины, поры размером от 1 мм.
• Визуально-измерительный контроль (ВИК) — проверка геометрии швов, наружных дефектов, подрезов, кратеров. Контролёр использует лупы, шаблоны, измерительные инструменты. Выявляются поверхностные трещины, несоответствия размеров катетов.
• Рентгенографический контроль — для ответственных узлов колонн, стыков балок. Рентгеновское излучение проходит через шов, фиксируется на плёнке. Метод выявляет все типы дефектов, включая скрытые поры и шлаковые включения.

Согласно требованиям СРО контролю подлежат 100% швов для особо ответственных конструкций (группа 1) и минимум 10% для обычных (группа 2). Результаты фиксируются в журналах сварочных работ.

Геометрический контроль

Проверяются размеры, углы, плоскостность и прямолинейность деталей. Допуски согласно ГОСТ 23118-2012: для длины ±2 мм на каждые 3 м, для углов ±15', для прогиба балок не более L/1000. Контроль осуществляется поверенными шаблонами, строительными уровнями и лазерными системами.

Отклонения фиксируются в картах контроля. Детали, не соответствующие допускам, отправляются на переработку или исправление.

Антикоррозийная обработка

Подготовка поверхности

Антикоррозийная обработка начинается с очистки металла от окалины, ржавчины, масел и загрязнений. Применяется дробеструйная обработка (степень очистки Sa 2,5 по ISO 8501-1), обеспечивающая шероховатость Rz 40–75 мкм для лучшей адгезии краски.

Дробеструйные камеры с рециркуляцией абразива обрабатывают детали потоком стальной дроби со скоростью 70–90 м/с. Производительность 100–200 м²/час. После очистки металл имеет светло-серый цвет, поверхность без следов окисления.

Грунтовка

Наносится грунтовка на эпоксидной или цинксодержащей основе толщиной 60–80 мкм в течение 4 часов после дробеструйки. Грунт защищает металл от коррозии и улучшает сцепление финишного покрытия.

Применяются грунты ЭП-0199, ГФ-021, цинконаполненные составы. Нанесение безвоздушным распылением обеспечивает равномерный слой. Время сушки 24 часа при 20°C.

Покраска металлоконструкций

Покраска металлоконструкций выполняется в два слоя эмалью ПФ-115, ХВ-785 или полиуретановыми составами. Общая толщина покрытия — 120–150 мкм. Покраска происходит в окрасочных камерах с контролем температуры +18...+25°C и влажности не выше 80%.

Толщина измеряется электронными толщиномерами в 5 точках на 1 м². Отклонения не должны превышать ±20 мкм. Срок службы покрытия в атмосферных условиях 8–12 лет.

Оцинковка

Оцинковка горячим способом обеспечивает защиту на 50–70 лет. Детали погружают в ванну с расплавленным цинком при температуре 450°C. Толщина цинкового слоя — 60–90 мкм по ГОСТ 9.307-89.

Процесс включает обезжиривание, травление в соляной кислоте, флюсование, собственно цинкование и охлаждение. Оцинковка применяется для наружных конструкций, работающих в агрессивных средах.

Упаковка и маркировка для транспортировки

Маркировка

Каждый элемент маркируется согласно КМД: наносится номер детали, марка стали, вес. Маркировка выполняется несмываемой краской или металлическими бирками, прикреплёнными проволокой.

На сложных узлах указываются стрелки ориентации, обозначения верха/низа, номера стыкуемых деталей. Это ускоряет монтаж и исключает ошибки на площадке.

Упаковка

Детали комплектуются по объектам и упаковываются в транспортировочные пакеты. Длинномерные элементы (балки, фермы) укладываются на деревянные прокладки толщиной 50 мм и обвязываются стальными стропами. Мелкие детали (связи, крепёж, накладки) упаковываются в деревянные ящики или контейнеры.

Пакеты формируются весом до 20 тонн для автотранспорта или до 40 тонн для ж/д перевозки. Габариты соответствуют правилам перевозки негабаритных грузов.

Документация

К каждой партии прилагается паспорт качества с результатами испытаний стали, сертификаты на сталь по ГОСТ 27772, протоколы неразрушающего контроля швов, протоколы измерения толщины покрытия, упаковочная ведомость с перечнем деталей.

Документация передаётся заказчику для проверки соответствия заказу и последующей передачи монтажникам.

Заключение

Полный цикл изготовления металлоконструкций включает проектирование, резку металла, сварку металлоконструкций, контроль и антикоррозийную обработку. Соблюдение ГОСТ и требований СРО гарантирует высокое качество продукции, соответствие проектным параметрам и долговечность конструкций.

Заводы по производству металлоконструкций в Москве и Подмосковье обеспечивают полный цикл работ с применением современных технологий лазерной и плазменной резки, автоматической сварки и оцинковки. Квалифицированный персонал, современное оборудование и многоступенчатый контроль позволяют выполнять заказы любой сложности в срок.

Для заказа изготовления металлоконструкций обращайтесь в «Обуховский Завод Металлоконструкций». Контакты: +7 (499) 705-85-00.