Современная строительная промышленность обладает постоянным спросом на различные виды профилей, особенно равнополочного уголка. Это и понятно. Несмотря на простоту формы, в нем сочетаются такие качества как повышенная удельная прочность, удобство проведения сварных работ, низкая стоимость. Конструкции при соблюдении правил проектирования отличаются жесткостью и относительно малой массой по сравнению с тем же прутком.
Равнополочный уголок представляет собой два листа одинаковой ширины, соединенных между собой под углом 90 градусов. Материалом для изготовления служат различные виды стальных и алюминиевых сплавов. Реже в изготовлении уголков используют магниевые сплавы. Уголки полностью стандартизированы. Их типоразмеры, способ производства и состав определяются соответствующими ГОСТами.
Сортамент углового профиля подразделяется исходя из следующих особенностей:
Рассмотрим теперь каждый пункт более подробно.
Сортамент гнутого углового профиля регламентируется ГОСТ 19771-93. Его особенностью является получение требуемой формы методом гибки. Данный процесс представляет собой одну из разновидностей холодной обработки давлением. Для осуществления этой операции применяют стандартное штамповочное и прессовое оборудование.
Такой тип производства накладывает свои отпечатки на прочность и параметры уголка. Среди них стоит отметить низкую производительность гибочной линии в сравнении с прокатной. Количество получаемых метров при гибки ниже примерно в 5-8 раз в зависимости от типа модели применяемого оборудования.
Также вторым недостатком гнутых профилей является затруднительность, а в некоторых случаях невозможность получения толстостенных уголков. Значительные напряжения, возникающие при данном процессе, способствуют образованию трещин, а, следовательно, резкому снижению несущей способности уголка. Поэтому при прочих равных условиях предпочтительно получение толстостенных угловых профилей методом прокатки.
Помимо этого, уголок полученный способом гибки ограничен в длине в отличие от прокатного. Этот параметр находится в рамках размеров матрицы и не может выходить за его пределы.
Среди плюсов гибочной линии отмечается высокая универсальность. Требуется меньшее значение времени и финансовых затрат для переналадки производства уголков с другими размерами.
Также штамповочное оборудование имеет значительно меньшие габариты и, что немаловажно, стоимость по сравнению с прокатным. В силу вышесказанного выходит, что такой тип технологии изготовления больше подходит для предприятий с невысоким объемом производства.
При холодной формовке деформация металла происходит исключительно на сгибе уголка. В совокупности с отсутствием воздействия повышенных температур это положительно сказывается на общей чистоте поверхности, и соответственно внешнем виде уголков.
По причине всего вышесказанного, равнополочный гнутый уголок нашел большее применение в производстве бытовой техники, обшивки несущих конструкций и светотехнике. Также его частично можно встретить в производстве малогабаритных станков и механизмов. То есть в тех областях, где внешний вид и эстетика первостепенна и при этом не требуется большой длины уголка.
Его получают методом прокатки. Сортамент размеров и прочностные характеристики регламентируются ГОСТ 8509-93.
Особенность процесса прокатки - это непрерывность, которая значительно повышает его производительность. Обратной стороной медали этого является низкая универсальность, что означает длительность переналадки оборудования на изготовление уголков с другими размерными характеристиками. Также прокатная линия значительно превосходит штамповочную по стоимости и трудоемкости по наладке оборудования.
Прокатный способ позволяет получать сортамент углового профиля практически неограниченным по длине. Длина зависит исключительно от размеров производственного помещения.
Предварительный нагрев проката позволяет применять более массивные заготовки, и соответственно, получать уголки с более толстой толщиной стенки (свыше 6 мм). Такое увеличение площади сечения способствует повышению прочности и сопротивляемости воздействию деформации.
При прокатке горячим способом происходит измельчение зернистости стали, что положительно влияет на общую жесткость уголка. Хотя стоит заметить, данные процессы несущественно повышают склонность углового профиля к образованию трещин и значительно ухудшают его внешний вид.
На основании информации изложенной выше, нетрудно догадаться, что горячекатаный уголок получил главным образом применение в изготовлении несущих элементов конструкций и промышленного оборудования. Сюда относятся различные эстакады, металлические каркасы помещений, строительные леса. Иными словами, места где требуется повышенная жесткость и отсутствуют высокие требования к внешнему виду.
В зависимости от требований к массе, жесткости и внешнему виду для изготовления применяют следующие виды материалов:
Большая часть всей заготовительной промышленности (около 75%) приходится на сортаменты углового профиля, материалом которых служит углеродистая сталь обычного качества. Регламентируется данный материал ГОСТом 380-2005.
Состав углеродистых сталей состоит из железа и углерода, при небольшом (меньше 1%) присутствии марганца и кремния. Также к ним не применяются высокие требования к содержанию вредных примесей, таких как фосфор и сера. Но при всем при этом такая сталь имеет достаточную для данной сферы прочность, обрабатываемость и, что немаловажно, стоимость. Наиболее востребованной маркой в производстве металлоконструкций из данного типа сталей является Ст3.
Также часто материалом для равнополочных уголков служат строительные стали, типа С255 и С245. Их механические свойства и химический состав регулируется ГОСТ 2772-88. По сравнению с углеродистыми сталями обычного качества к ним предъявляются повышенные требования по содержанию примесей.
При наличии более высоких нагрузок применяют сортамент профилей, изготовленного из прокатных сталей повышенной прочности (ГОСТ 19281-89). Они отличаются увеличенным содержанием марганца, алюминия и кремния в своем составе.
В ответственных металлоконструкциях — мосты, кран-балки длинного пролета — применяют сортамент уголков из низколегированной прокатной стали ГОСТ 19281-89. Такие, как 15ХСНД. Они выделяются более высоким содержанием углерода, а также дополнительно легированы хромом, никелем и кремнием.
В условиях, где в большей степени предъявляются требования к эстетическим свойствам и коррозионностойкости применяют уголки на основе алюминиевых сплавов. Их изготавливают как из конструкционного алюминия, так и дюралюминия. Свойства и химический состав материала полностью описан ГОСТом 4884-76 и ГОСТом 4784-76.
Применение магниевых сплавов имеет аналогичную цель, как и алюминиевых. Но в силу высокой стоимости их использование все больше и больше становится редкостью в промышленности.
Основными параметрами, которые следует учитывать при выборе сортамента уголка, являются толщина и размер полки. Именно их значение в большей степени определяет площадь сечения, от которого в свою очередь зависит прочность конструкции.
Недостаточно жесткий уголок под воздействием нагрузок деформируется, что приводит если не к полной, то, как правило, к частичной потери работоспособности конструкции. Повышенный запас прочности также нежелателен по причине неэффективности использования металла: завышенный вес и стоимость конструкции.
Также не менее важными параметрами являются:
Таблица 1
Обозначения из таблицы:
По ГОСТ 19771-93 профили изготавливают трех категорий:
Обозначение определенного сортамента выглядит следующим образом:
Уголок (Б-40х40х4 ГОСТ 8509-93)/(Ст.3сп ГОСТ 535-98), где
Ст.3сп указывает тип материала, применяемого в производстве профиля.
ГОСТ 535-98 регулирует химический состав этого материала.
Оцените статью:
Нормализация стали
Описание и суть процесса...
Сталь 17Г1С
Особенности, характеристики и область применения...
Алюминиевый сплав Д16Т
Особенности, расшифровка, аналоги..