Herstellung eines I-Trägers

In der Regel wird ein Stahl-I-Träger durch Warmwalzen auf Walzstraßen in Stahlwerken hergestellt. Die Technologie der Herstellung von Profilstahl mit H-förmigem Querschnitt umfasst plastische Verformung durch Walzen von zuvor auf die erforderliche Temperatur erhitzten Brammen und Knüppeln – Stahlhalbzeugen in quadratischer bzw. rechteckiger Form.

Beim Durchlaufen der Produktionslinie der Walzstraße wird das Stahlhalbzeug in kalibrierten Walzen geformt, wodurch es sich verlängert und die H-förmige Querschnittsform annimmt.

Ein warmgewalzter I-Träger hat folgende Vorteile:

• ein durchgehendes monolithisches Produkt ohne Schweißnähte;
• hochproduktiver, eingestellter Produktionsprozess;
• das Produkt weist hohe Steifigkeit und Biege- sowie Torsionsfestigkeit auf.

Der Stahl-I-Träger, der durch Warmwalzen hergestellt wird, hat jedoch auch einige Nachteile, insbesondere:

• es bleiben Spuren von Walzen und Zunder auf der Oberfläche des Metallprodukts;
• der warmgewalzte Stahlträger wird nur in begrenztem Sortiment hergestellt, da komplexe Walzstraßen nicht für individuelle Produktionen umgerüstet werden können;
• es besteht keine Möglichkeit, die Produktionskosten durch die Kombination verschiedener Stahlqualitäten zu senken (die Walzpreise sind aufgrund des hohen Energieaufwands der Herstellung relativ hoch).

Neben dem Warmwalzstahl kann man I-Träger auch in großer Menge kaufen, die durch Schweißen hergestellt wurden. Dazu wird aus Blechstahl einer bestimmten Dicke und Sorte auf einer Guillotine ein Stahlstreifen geschnitten, der zu einer H-förmigen Konfiguration auf speziellen Schweißanlagen zusammengefügt wird.

Nach der Herstellung wird der geschweißte I-Träger einer zerstörungsfreien Prüfung der Schweißnähte mittels Ultraschall unterzogen. Am Ende der Produktion wird der I-Träger geschliffen und mit einer Schutzbeschichtung versehen.

Ein geschweißter I-Träger ist besser als ein warmgewalzter, wenn:

• man Stahl mit einer ideal sauberen und glatten Oberfläche kaufen möchte (der Preis des geschweißten Produkts hängt vom Metallgehalt ab);
• verschiedene Metalle verwendet werden sollen, damit das Produkt spezifische Eigenschaften erhält, das Gewicht der Konstruktion reduziert oder die Walzkosten gesenkt werden.

Anwendungsbereich

Der Stahl-I-Träger ist für große Biege- und wechselnde Belastungen ausgelegt, daher wird Profilstahl mit H-förmigem Querschnitt in der Regel im Bauwesen eingesetzt. Aus geschweißtem und warmgewalztem Stahl werden tragende und stützende Konstruktionselemente hergestellt:

• von Gebäuden und Bauwerken;
• von Brücken und Hochstraßen;
• für U-Bahnen;
• für Rohrleitungen und Überführungen;
• für Wasserbauwerke und andere Infrastrukturprojekte.

Der Stahl-I-Träger für den Bau verhindert Setzungen, Risse und Verschiebungen von Bauelementen während des Betriebs der Bauwerke.

Sortiment der I-Träger

Für das Bauwesen und die Industrie wird von Stahlwerken eine breite Palette an Stahl-I-Trägern hergestellt. Abmessungen, zulässige geometrische Abweichungen und Kennzeichnung der Produkte werden durch entsprechende Normen geregelt.

Welche Arten von I-Trägern erhältlich sind:

1. Warmgewalzter I-Träger mit geneigten Flanschen (von 6 % bis 12 %). Wird für den Bau verschiedener Konstruktionen verwendet, die erheblichen Biegebeanspruchungen ausgesetzt sind, z. B. Laufbahnen für Kranträger, U-Bahn-Schächte und Bergwerke. Nach der Walzqualität gibt es warmgewalzte Träger in normaler und hoher Genauigkeit (Kennzeichnung „B“ bzw. „V“).
2. Normaler I-Träger. Klassischer Stahlträger, bei dem die Höhe des Profils doppelt so groß ist wie die Breite des Flansches. Dieser Stahl wird im Bauwesen (Stützen, Teile von Säulen), Maschinenbau (Maschinen- und Wagenrahmen) sowie in der Industrie (Laufbahnen unter Kränen) verwendet.
3. Breitflansch-I-Träger. Der Träger hat fast doppelt so breite Flansche wie der normale I-Träger, was die Festigkeit und Steifigkeit erhöht. Breitflanschträger werden für den Bau von Treppenläufen, Zwischendecken, verstärkten Fundamenten benötigt. Sie werden auch für Kran- und Maschinenständer, Wagen- und Lkw-Rahmen sowie Anhänger verwendet.
4. Säulen-I-Träger. Dieses Sortiment zeichnet sich durch dicke Flansche und Stege aus, wodurch das Material beständig gegen statische und dynamische Belastungen, Temperaturschwankungen und Korrosion ist. Säulen-I-Träger eignen sich besonders für den Bau von Brücken, Dämmen und anderen wasserbaulichen Anlagen unter schwierigen klimatischen Bedingungen.

Hauptmerkmale und Eigenschaften des Stahlträgers

Die physikalisch-mechanischen Eigenschaften des Stahlprodukts werden weitgehend durch die Stahlsorte bestimmt, aus der es hergestellt wurde:

• Ein Träger aus Baustahl ist beständig gegen Temperaturschwankungen, behält lange Zeit seine ursprünglichen Eigenschaften und lässt sich gut schweißen. Je höher die Zahl in der Kennzeichnung, desto höher die Streckgrenze und die Belastbarkeit von Produkten aus Baustahl.
• Niedriglegierter Konstruktionsstahl enthält 0,2 % Kohlenstoff und bis zu 2,5 % Legierungselemente (Vanadium, Titan, Niob), wodurch die Gebrauchseigenschaften des Materials verbessert werden. Produkte aus niedriglegiertem Stahl sind relativ teuer.

Wie wählt man richtig aus?

Bei der Auswahl von Stahlprofilen für Bau- oder Maschinenbauprojekte müssen mehrere wichtige Faktoren berücksichtigt werden:

1. Herstellungsverfahren;
2. Sortiment der Produkte;
3. Stahlsorte;
4. Geometrische Abmessungen und zulässige Toleranzen;
5. Querschnittsfläche;
6. Trägheitsmoment;
7. Gewicht und Preis.

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