Металлические уголки – один из самых универсальных видов металлопроката, которые применяют в каркасных конструкциях, при монтаже ферм, в оконных и дверных проёмах, при создании лёгких навесов и пр. Когда речь заходит о сварке таких уголков, важно учитывать их геометрию, толщину металла, способ соединения и, конечно же, соблюдать украинские строительные нормы (ДБН), а также требования к качеству сварных швов, принятые в Украине. Сейчас мы разберём, на что обратить внимание при сварке уголков и какие основные правила помогут получить надёжное соединение.
Какие нормы регулируют сварочные работы в Украине?
- ДБН В.2.6-98:2009 «Бетонні та залізобетонні конструкції» – регламентирует в целом требования к металлическим элементам и узлам, а также косвенно затрагивает сварные соединения (применительно к закладным и металлическим вставкам).
- ДСТУ EN ISO 5817 – устанавливает требования к качеству сварных соединений (балок, прокатных профилей).
- ДСН (Державні санітарні норми) и охрана труда – в части техники безопасности и защиты сварщика (использование масок, спецодежды, вытяжки при сварочных работах).
Хотя уголки относятся к простым металлоконструкциям, их сварку следует выполнять, соблюдая определённый технологический процесс, чтобы узел получился прочным и долговечным.
Характеристики уголков и их влияние на сварку
Уголки производятся по ГОСТ 8509-93 или его украинскому аналогу ДСТУ 8509 (если он принят). Это горячекатаный прокат с равными или неравными полками. Основные параметры:
- Ширина полок (b). Для уголков равнополочных (например, 50×50, 63×63, 75×75 мм и т. д.). Для неравнополочных (например, 50×32, 70×45) размеры полок различаются.
- Толщина металла (s). Наиболее популярные толщины 3–6 мм для лёгких конструкций, 8–10 мм для более нагруженных узлов.
При сварке уголков с разной толщиной полок (или если вы варите уголок к другому профилю, например, швеллеру) нужно внимательно подбирать режим сварки, чтобы не прожечь тонкую деталь и при этом обеспечить хороший проплав более толстой детали.
Способы сварки уголков
- Ручная дуговая сварка покрытыми электродами (MMA)
- Самый распространённый метод. В Украине часто используют электроды марки УОНИ-13/55, АНО-21, МР-3 (или их аналоги), которые подходят для низколегированных и углеродистых сталей.
- Важно подобрать силу тока: для уголка 3–5 мм подойдёт ток ~70–100 А (электроды Ø2,5–3,2 мм), для более толстых полок (8–10 мм) сварщику могут понадобиться электроды Ø4 мм и ток порядка 120–150 А.
- Полуавтоматическая сварка в среде защитного газа (MAG)
- Используется для более протяжённых швов, даёт аккуратное соединение с меньшим количеством брызг. Часто применяется при серийном производстве металлоконструкций или в цехах, где есть доступ к баллонам с СО₂ или смесью Ar+CO₂.
- Для частного строительства такой метод используется реже, поскольку требует полуавтоматический сварочный аппарат, газовые баллоны, редукторы.
- Сварка в среде инертного газа (TIG)
- Даёт высокое качество шва, но требует квалификации сварщика и больше времени. Чаще применяют, когда важна эстетика или сварка нержавейки. Для обычных стальных уголков обычно не используют из-за дороговизны и длительного процесса.
В частном домостроении на даче или в гараже в 90% случаев для уголков применяют ручную дуговую сварку покрытыми электродами. Ниже мы рассмотрим правила и тонкости именно этого способа.
«В условиях частного строительства в Украине, если вы берёте уголок 50×50×5 мм или чуть толще, достаточно электродов типа УОНИ-13/55 диаметром 3,2. Важно не забыть про правильную очистку и хорошую укладку шва. Тогда уголковая конструкция прослужит много лет без проблем.» — Инженер-сварщик, г. Киев
Основные правила сварки уголков
Подготовка кромок
- Очистка металла
- Удалите ржавчину, краску, жир и другую грязь с зоны сварки. Можно использовать болгарку с зачистным диском или металлическую щётку.
- Лёгкая поверхностная окалина допускается, но лучше зачистить до металлического блеска на ширину 10–20 мм от линии будущего шва.
- Подгонка деталей
- Уголок может иметь завалы или неровный торец. Постарайтесь точно отрезать нужную длину и подогнать место стыка (например, при сварке уголка с трубой или другим уголком).
- Если толщина уголка > 6 мм, в некоторых узлах может потребоваться снятие фаски, чтобы обеспечить глубокий проплав шва.
Выбор полярности и силы тока (для дуговой сварки)
- Обычно применяют прямую полярность (на электроде «–», на детали «+»), но иногда используют обратную, если нужен более мягкий расплав и меньше проплавление (например, при сварке тонкого уголка 3 мм, чтобы не прожечь).
- Ток подбирают, исходя из диаметра электрода и толщины металла. Для уголка 4–5 мм оптимален электрод Ø3,2 с током ~90–110 А (ориентировочно). Если ток слишком большой, будет прожиг и большие наплывы; если слишком маленький — недоплав и хрупкий шов.
Положение шва и техника сварки
- Внешний угол: когда нужно соединить два уголка по внешней кромке. Обычно делают филетный (угловой) шов, стараясь сформировать плавный валик без подрезов.
- Внутренний угол: иногда уголки приваривают внутри, формируя Г-образный узел. Следите, чтобы электрод заходил в корень шва, иначе может получиться непровар.
- Вертикальные швы: если сварка идёт снизу вверх (вертикальное положение), уменьшают силу тока на 10–15% от «горизонтального» режима, чтобы металл не стекал.
Последовательность наложения швов
- Если уголок имеет толщину полок выше 6 мм и требуется более массивный шов, можно делать многопроходную сварку. Сначала корневой проход слабым током, затем заполнение, потом «крышка» — выравнивающий слой.
- Для лёгких конструкций (4–5 мм толщина) чаще достаточно одного-двух проходов, но качество первого прохода критически важно.
Техника безопасности (ТСН, ДСН, охрана труда)
- Средства защиты: сварочная маска (щиток), перчатки из брезента или спилка, защитная одежда из негорючей ткани.
- Проветривание: если работы ведутся в помещении, нужна вытяжка или хорошее проветривание, чтобы вывести сварочный дым и испарения.
- Искры и брызги: при сварке уголка возможны обильные искры, особенно при неправильном токе. Убедитесь, что рядом нет легковоспламеняющихся материалов.
- Электробезопасность: сварочный аппарат должен быть надёжно заземлён, а розетка соответствовать украинским стандартам по току и напряжению (обычно 220 В, реже 380 В для более мощных установок).
Контроль качества шва
- Визуальный осмотр
- Шов должен быть ровным, без грубых пор, свищей, больших брызг или очевидных подрезов на кромках уголка.
- Валик — равномерный, слегка выпуклый. Для филетного шва обычно высота валика до 3–4 мм от поверхности детали.
- Проверка непровара
- Можно аккуратно зашлифовать небольшой участок шва поперёк, чтобы увидеть, есть ли полное слияние металла детали и наплавленного металла. Но обычно в быту ограничиваются внешним контролем и простукиванием.
- Испытания на изгиб или нагрузку
- Если это критический узел, иногда делают пробную сварку обрезка уголка и тестируют (изгиб или удар). В серьёзных металлоконструкциях (по ДБН, с большим риском) может понадобиться неразрушающий контроль (ультразвук, капиллярная дефектоскопия), но в частном домостроении это редкость.
Типичные ошибки
- Прожиг тонкого уголка: слишком большой ток или медленное ведение электрода – в результате сквозные дырки и ослабленное сечение полки.
- Недоплав (непровар): маленький ток, слишком быстрая сварка — валик «лежит» сверху, без слияния со стенкой уголка.
- Подрезы: излишне длинная дуга, ошибки в угле наклона электрода — образуются канавки по краям шва, ослабляя соединение.
- Пренебрежение очисткой: ржавая или грязная поверхность даёт поры и слабую адгезию металла шва.
- Один короткий шов «на углу»: иногда люди приваривают уголок всего парой точек. Для надёжной конструкции нужны полноценные угловые швы достаточной длины, особенно если узел будет под нагрузкой.
Пошаговый алгоритм сварки
- Подготовьте детали: обмер, резка уголка нужной длины, зачистка ржавчины и краски в зоне шва.
- Выберите метод сварки (MMA или полуавтомат). Для большинства частных случаев – ручная дуговая сварка электродами.
- Подберите электроды и ток: ориентируйтесь на толщину полок уголка. (Напр. электрод Ø3,2 мм, 90–110 А для уголка 4–5 мм.)
- Сделайте прихватки: соберите детали в нужном положении, выполните 2–3 прихватки, чтобы уголок не «повёл» при основном шве.
- Выполните основной шов: следите за скоростью перемещения электрода, формой валика. При необходимости – многопроходная техника.
- Очистите шов от шлака: проверьте поверхность, при обнаружении дефектов (пора, недоплав) – зачистите и проварите повторно.
- Покройте защитой: после окончания сварки и остывания детали, удалите шлак, нанесите грунт и краску, чтобы избежать коррозии.
Сварка металлических уголков: Выводы экспертов
Сварка металлических уголков — задача несложная, но требующая аккуратности и знаний базовых правил. В Украине, где уголки широко применяются в частном строительстве (навесы, каркасы, лёгкие перекрытия), важно соблюдать рекомендации по подготовке поверхности, выбору правильных электродов и режиму сварки. Ключевой момент — не торопиться, обеспечить надёжный проплав и ровный шов без подрезов и пор. Тогда ваша конструкция из уголков будет прочной, соответствующей украинским строительным требованиям и безопасной в эксплуатации.