Этапы изготовления металлоконструкций на заводе

Изготовление металлоконструкций на заводе включает 7 последовательных этапов: разработку КМД, закупку металлопроката, резку заготовок, сборку, сварку, антикоррозионную защиту и контроль качества. Полный производственный цикл для типовых каркасных конструкций занимает 20-30 рабочих дней при объёме 50-100 тонн. Завод ГК СтилКонстракшн производит металлоконструкции мощностью 6000 тонн в год на площади 5000 м² с применением оборудования с ЧПУ и автоматизированной сварки по ГОСТ 23118-2019.

Этап 1. Разработка КМД и подготовка производства

Производство начинается с получения конструкторской документации и технической подготовки:

• Получение исходных данных — заказчик предоставляет чертежи КМ (конструкции металлические) или КМД (конструкции металлические деталировочные). Если есть только КМ, конструкторский отдел завода разрабатывает КМД в течение 10-20 дней. Подробнее о различиях читайте в статье КМ и КМД — в чём разница.
• Технологический анализ — главный технолог проверяет технологичность конструкций: возможность изготовления на имеющемся оборудовании, габариты деталей (плазменный стол 3000×12000 мм), наличие нестандартных профилей. При необходимости вносятся корректировки в КМД по согласованию с заказчиком.
• Расчёт материалов — формируется точная спецификация металлопроката по маркам стали (С245, С255, С345, 09Г2С, 10ХСНД), типам профилей (двутавры, швеллеры, уголки, листы), размерам и массе. Учитываются технологические потери на резку 3-5% и сварку 1-2%.
• Планирование производства — производственный отдел составляет график изготовления с учётом загрузки оборудования, наличия металла на складе, сроков поставки проката. Определяется последовательность запуска конструкций в цех.
• Программирование ЧПУ — инженер-программист создаёт управляющие программы для станков ЧПУ (плазменная резка, сверловка, гибка) на основе чертежей деталей из КМД. Программы оптимизируются для минимизации отходов металла.

Длительность этапа: 1-3 дня при наличии КМД, 10-20 дней при разработке КМД с нуля.

Этап 2. Закупка и приёмка металлопроката

Качество металла критично для прочности и долговечности конструкций:

• Заказ металлопроката — отдел снабжения размещает заказ на металлобазе по спецификации из КМД. Завод ГК СтилКонстракшн работает с крупными поставщиками ЦФО, что обеспечивает поставку в течение 3-7 дней. Для срочных заказов возможна отгрузка металла со склада завода (резерв 150-200 тонн типовых профилей).
• Входной контроль — при приёмке проверяются сертификаты качества металлопроката (ГОСТ 27772-2015), соответствие марок стали заказу, геометрические размеры профилей (допуски по ГОСТ на прокат), отсутствие поверхностных дефектов (трещины, расслоения, коррозия свыше 10% площади).
• Маркировка и складирование — металл маркируется по партиям и маркам стали (краской на торцах), укладывается на стеллажи по типам профилей. Листовой металл хранится горизонтально, прокатные профили — вертикально или на подкладках высотой 300-500 мм.
• Подготовка к резке — металл подаётся в цех партиями согласно графику производства. Перед резкой прокат осматривается на предмет загрязнений, масляных пятен, которые могут повлиять на качество сварки.

Длительность этапа: 3-7 дней (поставка металла), 1 день (приёмка и складирование).

Этап 3. Резка и механическая обработка заготовок

Изготовление деталей конструкций по чертежам КМД:

• Плазменная резка — основной метод раскроя листового металла толщиной 3-40 мм. Станок ЧПУ с плазменной горелкой работает по программе, вырезая детали (базы колонн, косынки, рёбра жёсткости, фланцы) с точностью ±1 мм. Скорость резки листа толщиной 10 мм — 1.5-2.5 м/мин. Коэффициент использования металла 0.85-0.92.
• Газовая резка — применяется для толстого листа 40-100 мм (базы тяжёлых колонн, рёбра подкрановых балок). Ручная или на полуавтоматических машинах. Скорость резки листа 50 мм — 0.3-0.5 м/мин.
• Ленточная резка — пиление прокатных профилей (двутавры, швеллеры, уголки) на заготовки нужной длины. Ленточнопильный станок обеспечивает перпендикулярность реза ±1° и гладкую поверхность без заусенцев. Производительность 15-25 резов в час для двутавра 30Б1.
• Сверление отверстий — на радиально-сверлильных станках или на сверлильных линиях ЧПУ сверлятся отверстия под болты М16, М20, М24 диаметром на 2-3 мм больше диаметра болта. Точность координат отверстий ±1 мм для обеспечения совмещения при монтаже.
• Гибка металла — листовые заготовки гнутся на гибочных прессах для изготовления швеллеров, Z-профилей, элементов фахверка. Радиус гибки зависит от толщины листа (R ≥ 2t для стали С245).
• Фрезерование и строгание — торцы ответственных деталей (базы колонн, стыковые фланцы) обрабатываются на фрезерных или строгальных станках для обеспечения плотного прилегания при сборке. Шероховатость поверхности Ra 12.5-25 мкм.

Длительность этапа: 5-10 дней в зависимости от количества деталей и сложности.

Этап 4. Сборка конструкций

Детали собираются в укрупнённые элементы (колонны, балки, фермы) в сборочном цехе:

• Сборочные кондукторы — детали раскладываются на специальных стендах-кондукторах, обеспечивающих правильную геометрию конструкции. Для сварных балок используются кондукторы с зажимами, удерживающими пояса и стенку в вертикальном положении. Для ферм — горизонтальные стенды с фиксацией узлов.
• Прихватка — слесари-сборщики прихватывают детали короткими сварными швами длиной 30-50 мм через каждые 500-800 мм для фиксации положения. Прихватка выполняется электродами или полуавтоматической сваркой.
• Контроль геометрии — после прихватки проверяются размеры конструкции: общая длина (допуск ±3 мм), высота сечения (±2 мм), диагонали (разница не более 3 мм), прямолинейность (стрела прогиба ≤ L/1000). Измерения рулетками, угольниками, нивелирами.
• Корректировка — при отклонениях геометрии слесари исправляют положение деталей с помощью домкратов, клиньев, струбцин. После корректировки выполняется повторная прихватка.
• Маркировка — на собранную конструкцию наносится маркировка (марка по КМД, номер партии, номер конструкции в отправке) несмываемой краской или электрографическим карандашом.

Длительность этапа: 3-7 дней в зависимости от сложности и количества конструкций.

Этап 5. Сварка

Сварка металлоконструкций — критичный этап, определяющий прочность соединений:

• Методы сварки — ГК СтилКонстракшн применяет три метода по ГОСТ 5264-80: полуавтоматическая сварка в среде защитных газов MIG/MAG (основной метод для конструкционных сталей С245-С345), автоматическая сварка под флюсом SAW (для длинных швов балок и колонн), аргонодуговая сварка TIG (для ответственных соединений из 09Г2С, 10ХСНД).
• Сварщики НАКС — все сварочные работы выполняются аттестованными сварщиками с действующими удостоверениями НАКС (Национальное агентство контроля сварки). Аттестация подтверждается ежегодно, что гарантирует квалификацию персонала.
• Сварочные материалы — для стали С245/С255 применяются электроды Э46 (АНО-21, МР-3), проволока Св-08Г2С. Для С345 — электроды Э50 (УОНИ-13/55), проволока Св-08Г2С или Св-08ГСМТ. Для 09Г2С при температуре до −40°С — проволока Св-08ХГ2СМА.
• Режимы сварки — для полуавтомата MIG/MAG: сила тока 180-250 А, напряжение дуги 24-28 В, скорость сварки 20-35 см/мин в зависимости от толщины металла и положения шва (нижнее, вертикальное, потолочное). Для SAW: ток 400-600 А, напряжение 32-36 В, скорость 30-50 см/мин.
• Последовательность сварки — швы выполняются в порядке, минимизирующем сварочные деформации. Для двутавровых балок сначала сваривают поясные швы симметрично от центра к краям, затем стыки поясов. Для ферм — от центральных узлов к опорным.
• Контроль в процессе сварки — сварщик визуально контролирует формирование шва, отсутствие пор, непроваров, подрезов. Используются шаблоны катетов для проверки размеров угловых швов (обычно катет 6-10 мм).
• Зачистка швов — после остывания швы очищаются от шлака, брызг металла шлифовальными машинками. Ответственные швы зачищаются до металлического блеска для визуального контроля.

Длительность этапа: 5-12 дней в зависимости от количества погонных метров сварки (типовой каркас 50 т содержит 800-1200 п.м. швов).

Этап 6. Антикоррозионная защита

Защита конструкций от коррозии обеспечивает срок службы 25-50 лет:

• Дробеструйная обработка — конструкции очищаются от окалины, ржавчины, масла дробью (стальные или чугунные шарики диаметром 0.5-2 мм) в дробеструйной камере. Давление воздуха 5-7 бар, скорость обработки 10-20 м²/час. Степень очистки Sa 2.5 по ISO 8501-1 (чистая металлическая поверхность с легким серым оттенком).
• Обезжиривание — перед покраской поверхность обезжиривается растворителями (уайт-спирит, ацетон) для удаления жировых загрязнений, которые снижают адгезию лакокрасочных материалов.
• Грунтование — нанесение первого слоя грунта в течение 4 часов после дробеструйной обработки (пока поверхность не покрылась вторичной ржавчиной). Применяются эпоксидные грунты (ЭП-0199, ЭП-057), алкидные (ГФ-021), цинконаполненные (ЦС-068). Толщина слоя 60-80 мкм, метод нанесения — безвоздушное распыление.
• Покраска — нанесение финишного покрытия (эмали ПФ-115, эпоксидные ЭП-5285, полиуретановые УР-5101) в 1-2 слоя толщиной 80-120 мкм каждый. Сушка при температуре +20°C в течение 24 часов между слоями. Общая толщина системы покрытия для класса С3 (ISO 12944) — 160-200 мкм, для С4 — 240-320 мкм.
• Горячее цинкование — погружение готовых конструкций в ванну с расплавленным цинком при температуре 445-460°C. Толщина цинкового покрытия 60-80 мкм обеспечивает защиту на 25-40 лет без обслуживания. Ограничение — габариты ванны (обычно до 12 м длиной). Подробнее читайте в статье Горячее цинкование МК.
• Контроль покрытия — толщина покрытия проверяется толщиномером (магнитный или вихретоковый) в 5 точках на каждые 2 м² поверхности. Адгезия проверяется методом решётчатого надреза или отрыва (по ГОСТ 15140).

Длительность этапа: 3-5 дней для покраски, 5-8 дней для горячего цинкования (включая транспортировку на цинковальный завод).

Этап 7. Контроль качества и отгрузка

Финальная проверка перед отправкой заказчику:

• Визуально-измерительный контроль (ВИК) — ОТК проверяет 100% конструкций: геометрические размеры (длина, высота сечения, расположение отверстий), качество сварных швов (отсутствие трещин, непроваров, подрезов глубже 0.5 мм), качество покрытия (отсутствие пропусков, потёков, вздутий).
• Ультразвуковой контроль (УЗК) — ответственные сварные швы (стыки поясов балок, узлы ферм, базы колонн) контролируются ультразвуковым дефектоскопом для выявления внутренних дефектов (поры, непровары, трещины). Объём УЗК — 10-20% швов или по требованию заказчика.
• Проверка комплектности — конструкции комплектуются согласно отгрузочной ведомости, проверяется наличие всех элементов, крепежа (болты, гайки, шайбы), технической документации (сертификаты на металл, паспорта качества сварки, акты УЗК).
• Маркировка и упаковка — конструкции маркируются несмываемой краской (марка, номер отправки), упаковываются в транспортабельные пакеты массой до 5-8 тонн с увязкой стропами или проволокой. Острые кромки защищаются деревянными прокладками.
• Погрузка — конструкции погружаются на автотранспорт краном грузоподъёмностью 5-10 тонн. Длинномерные элементы (балки 12-18 м) погружаются на трал или длинномер с соблюдением правил габаритных перевозок. Крепление груза стяжными ремнями или цепями.
• Отгрузочная документация — оформляется товарная накладная, паспорт качества завода-изготовителя (с указанием марок стали, методов сварки, системы покрытия), сертификаты на металлопрокат, акты УЗК (если проводился), монтажные схемы.

Длительность этапа: 2-3 дня.

Сроки изготовления металлоконструкций

Тип конструкции	Объём, тонн	Срок изготовления, дни	Узкое место
Сварные балки (простые)	10-30	14-18	Сварка поясных швов (50-80 п.м. на тонну)
Колонны (сплошные, решётчатые)	15-40	18-25	Сборка решётчатых колонн, сварка узлов
Фермы (пролёт 12-36 м)	20-50	20-30	Сборка узлов (80-120 деталей на ферму), сверление
Каркас здания (полный комплект)	50-150	25-35	Координация изготовления всех типов элементов
Подкрановые балки	20-60	20-28	УЗК швов, механическая обработка торцов рельса
Нестандартные МК	10-100	30-45	Разработка КМД, изготовление сложных узлов

Сроки указаны для стандартного производственного цикла с учётом текущей загрузки завода 60-70%. При срочном заказе возможно сокращение сроков на 20-30% с доплатой 10-15% к стоимости изготовления.

Оборудование производственного цеха

Современное оборудование определяет качество и производительность:

• Плазменный комплекс ЧПУ — рабочее поле 3000×12000 мм, толщина реза 3-40 мм, точность ±1 мм. Производительность 15-25 м²/час для листа 10 мм. Автоматическая подача листа, программное управление раскроем.
• Ленточнопильные станки — полуавтоматические пилы для резки профилей до двутавра №60. Гидравлический зажим, система охлаждения пильной ленты, угол реза 90° ± 0.5°.
• Сварочные полуавтоматы MIG/MAG — 8 постов с инверторными источниками тока 350-500 А, системой подачи проволоки, газовыми баллонами CO₂ или смеси Ar+CO₂. Возможность сварки во всех пространственных положениях.
• Автомат продольной сварки SAW — для сварки поясных швов балок длиной до 18 м. Флюсовая подушка, скорость сварки до 50 см/мин, качество швов выше, чем при ручной сварке (меньше дефектов).
• Сверлильные станки — радиально-сверлильные станки с магнитным основанием для сверления отверстий Ø18-30 мм в полевых условиях. Координатно-сверлильные станки для точного сверления фланцев.
• Гибочный пресс — гидравлический листогибочный пресс усилием 100-160 тонн для гибки листа толщиной до 10 мм на длине до 6 м. ЧПУ управление углом гибки с точностью ±0.5°.
• Дробеструйная камера — проходная камера для очистки конструкций габаритами до 2.5×2.5×12 м. Турбины мощностью 15 кВт, расход дроби 200-300 кг/час, степень очистки Sa 2.5.
• Окрасочная камера — покрасочный бокс с системой вентиляции и фильтрации для безвоздушного распыления ЛКМ. Размеры 4×4×15 м, температура +18…+25°C, влажность 40-60%.
• Мостовые краны — два мостовых крана грузоподъёмностью 5 и 10 тонн с пролётом 18 м для перемещения конструкций по цеху. Высота подъёма 8 м.

Контроль качества на производстве

Многоуровневая система контроля обеспечивает соответствие ГОСТ 23118-2019:

1. Входной контроль металла — проверка сертификатов, маркировки, размеров, отсутствие дефектов. Выборочная проверка твёрдости металла (для сталей С345, 09Г2С) твердомером по Бринеллю.
2. Операционный контроль резки — проверка размеров первой детали каждой серии (длина, ширина, диаметры отверстий), качества реза (перпендикулярность, отсутствие грата). При отклонениях корректируется программа ЧПУ.
3. Контроль сборки — проверка геометрии конструкции после прихватки (длина, высота, диагонали, прямолинейность) согласно КМД. Допуски по ГОСТ 23118: длина ±3 мм, высота сечения ±2 мм, стрела прогиба ≤ L/1000.
4. Контроль сварки — ВИК 100% швов сразу после сварки (поиск трещин, пор, непроваров, подрезов). УЗК 10-20% швов или ответственных соединений по требованию КМД. Механические испытания сварных соединений (разрушающий контроль) на образцах.
5. Контроль покрытия — измерение толщины покрытия толщиномером (5 точек на 2 м²), проверка адгезии, визуальный контроль отсутствия дефектов (пропуски, потёки, вздутия).
6. Приёмочный контроль — комплексная проверка готовых конструкций перед отгрузкой: геометрия, качество сварки и покрытия, комплектность, маркировка. Оформление паспорта качества.

Технологические карты и документация

На каждый заказ разрабатываются технологические документы:

• Технологическая карта сборки — описание последовательности сборки конструкции, применяемые кондукторы, способы фиксации деталей, точки прихватки, контрольные размеры.
• Технологическая карта сварки — методы сварки для каждого типа шва, сварочные материалы (электроды, проволока, флюс), режимы сварки (ток, напряжение, скорость), последовательность наложения швов для минимизации деформаций.
• Карта раскроя — схема раскроя листового металла с указанием габаритов листа, контуров деталей, отходов. Оптимизация раскроя для коэффициента использования металла 0.85-0.92.
• Маршрутная карта — последовательность прохождения конструкции по участкам цеха (резка → сборка → сварка → зачистка → ОТК → дробеструй → покраска → ОТК → склад готовой продукции) с указанием нормы времени на каждую операцию.
• Сменно-суточное задание — план работы цеха на сутки с указанием конструкций, которые должны быть изготовлены, и ответственных исполнителей.

Частые вопросы об изготовлении металлоконструкций