Типы сварочных соединений (стр. 5 из 6)
Таблица 4. Предварительный подогрев сталей (перед сваркой)
| Сталь | Рекомендуемые режим подогрева, oC. |
| Низкоуглеродистая | 120–150 (на многослойных швах, при сварке изделий толщиной более 40 мм) |
| Среднеуглеродистая | 150–300 |
| Высокоуглеродистая | 300–450 |
| Низколегированная | 200–250 |
Таблица 5. Термообработка сталей после сварки
| Сталь | Ориентировочный режим термообработки |
| Углеродистая | Отпуск при 650–670 oC. В ряде случаев после электрошлаковой сварки нормализация при 920–940 oC с последующим отпуском |
| Низколегированная | (повышенной прочности) Отпуск при 670–700 oC |
Низколегированные стали, содержащие менее 2,5% легирующих компонентов и до 0,22% углерода, как правило, обладают хорошей свариваемостью. Применяемые для изготовления арматуры железобетонных конструкций низкоуглеродистые стали марок 18Г2С, 25Г2С, 25ГС, 20ХГ2Ц относятся к категории удовлетворительно свариваемых. Эти стали содержат не более 0,25% углерода. Если углерода больше 0,25%, в зоне сварного шва могут возникнуть закалочные структуры и трещины, а также порообразование за счет выгорания углерода. В табл. 4 приведены рекомендуемые режимы подогрева термообработанных сталей перед, а в табл. 5 после сварки. Следует иметь в виду, что рекомендуемые предельные значения критериев свариваемости сталей непостоянны и могут изменяться в зависимости от развития сварочной техники и технологии.
Контактная стыковая сварка арматуры
Контактная стыковая сварка является эффективным способом соединения стержней, так как не требует для своего осуществления металла плавящихся электродов; обеспечивает высокую производительность труда, а также позволяет механизировать и автоматизировать рабочий процесс.
Недостатком контактной стыковой сварки является возможность ее использования только в стационарных условиях из-за значительной массы сварочного оборудования и большого потребления электрической энергии.
Сущность процесса контактной стыковой сварки состоит в следующем. Электрический ток подключают к свариваемым стержням и, приводя последние в соприкосновение, образуют замкнутую электрическую цепь (рис. 11).
Рисунок 11. Электрическая цепь при стыковой контактной сварке
1 – свариваемые стержни; 2 – зажимные губки; 3 – вторичный виток сварочного трансформатора; 4 – первичная обмотка сварочного трансформатора; Rм – сопротивление свариваемых стержней; Rк – контактное сопротивление
В этой цепи наибольшее сопротивление протеканию тока имеет стык стержней, следовательно, в этом месте будет наиболее интенсивно выделяться тепло, которое разогреет концы стержней до пластического, и частично до жидкостного состояния.
Различают два способа контактной сварки:
стыковая контактная сварка непрерывным оплавлением
стыковая контактная сварка прерывистым оплавлением с предварительным подогревом.
Контактную стыковую сварку стержней горячекатаной арматуры из стали классов A-2…A-4 (в любых сочетаниях) следует выполнять способом прерывистого оплавления с подогревом. Арматуру из стали класса A-1 необходимо сваривать способом непрерывного оплавления; при недостаточной мощности машины их можно сваривать также способом оплавления с подогревом.
Для образования начального электрического тока на торцах арматуры необходимо удалить с них краску или ржавчину. Если арматурные стержни были обрезаны газовым пламенем, то их торцы предварительно очищают от шлаковой корки зубилом или молотком. На качество сварных стыковых соединений оказывает влияние чистота поверхности касания стержней с зажимными губками машины.
Режим контактной стыковой сварки должен обеспечивать получение равнопрочных стержней сварных соединений при минимальном расходе электроэнергии и времени.
Основными параметрами режима сварки являются: сила тока или его плотность, длительность протекания тока, давление осадки, а также установочная длина, т.е. размеры концов стержней, выступающих из электродов.
В зависимости от плотности тока (ток на мм2 поверхности) различают два режима стыковой контактной сварки:
жесткий режим, характеризующийся большой плотностью тока п течение малого промежутка времени (для стержней небольших диаметров),
мягкий режим с малой плотностью тока в течение длительного периода (для стержней больших диаметров).
Плотность тока при сварке непрерывным оплавлением –10…50 А/мм2. Длительность протекания тока колеблется от 1 до 20 с в зависимости от диаметров арматурных стержней; с увеличением диаметра длительность протекания тока увеличивается.
Для качества сварного стыкового соединения имеет также значение удельное давление осадки на торец стержня (кг/мм2); выбирается оно в зависимости от класса стали. Удельное давление осадки для стали класса A-1 принимают 30…50 МПа, классов А-2 и А-3 – 60…80 МПа. Усилие сжатия арматурных стержней во время подогрева должно составлять 10… 12% давления осадки. Продолжительность замыканий и размыканий дуги при подготовке стержня к сварке выбирают в пределах 0,3–0,8 с.
Рисунок 12. Внешний вид стыковых соединений арматуры, выполненных контактной электросваркой при правильном (а) и неправильном (б) режимах сварки
От правильности выбора режима сварки приближенно судят по внешнему виду сварных соединений (рис. 12). При правильном режиме стыковой контактной сварки концы арматурных стержней достаточно прогреваются и при взаимном сжатии приобретают форму, показанную на рисунке. Подтверждение правильности выбранного режима можно получить только после лабораторных испытаний сварных соединений на прочность.
В процессе работы сварщик должен наблюдать за состоянием контактных губок и периодически очищать их от появляющегося нагара. Необходимо иметь комплект губок различной формы и размеров во избежание возможных перерывов в работе при изменении диаметров свариваемой арматуры.
Рисунок 13. Шаблон для проверки смешения осей стержней в стыках, выполненных контактной сваркой
Сваренные стержни должны быть прямолинейными. Смещение осей стержней в стыках допускают не более 0,1 их диаметра. Длину стержня измеряют с точностью до 1 мм. Смещение а осей в месте стыка определяют специальным шаблоном (рис. 13). Помимо внешнего осмотра место соединения арматуры простукивают молотком массой 1 кг; при этом не должен возникать дребезжащий звук.
Изготовление закладных деталей
Закладные детали изготавливают из арматурных стержней и проката (листового и профильного). Применяют мягкие, хорошо свариваемые стали, обычно СтЗ группы Б и В. Одной из распространенных является закладная деталь, состоящая из стальной пластины и арматурного стержня, сваренного с ней тавровым соединением (рис. 14).
Рис. 14. Тавровое соединение анкерного стержня с плоским элементом закладной детали с раззенкованнымн отверстиями
Стержень с пластиной сваривают с помощью сварочных автоматов типа АДФ-2001УХЛ4. Для таврового соединения стержня с пластиной применяют ручную дуговую сварку через предварительно раззенкованное отверстие. После сварки шов зачищают заподлицо с плоскостью пластины. Соединять пластину со стержнем можно и в горизонтальной плоскости (рис. 15).
Рис. 15. Соединения стержней с плоскими элементами в горизонтальной плоскости
Н – направления наплавки швов; М – места прихваток
Нередко тавровое соединение арматурного стержня со стальной пластиной осуществляют при помощи рельефной сварки. При этом контактная рельефная сварка может выполняться в торец, т.е. стержень сваривается перпендикулярно плоскости пластины (рис. 16) и внахлестку. Рельефы на пластинах получают при помощи механических прессов или пресс-ножниц. Рельефы по форме круглые или цилиндрические, а по количеству одиночные или двойные. Режим сварки выбирают в зависимости от толщины соединяемых элементов закладной детали и числа точек сварки.
Рис. 16. Тавровое соединение контактной рельефной сваркой
1 – арматурный стержень; 2 – электрод; 3 – плоский элемент закладаой детали; dв – диаметр углубления; dр – диаметр основания рельефа; dн – диаметр стержня; hр – высота рельефа; lп – вылет стержня из электрода
При невозможности использовать для нахлесточного соединения контактную сварку можно применять ручную электродуговую сварку. С помощью сварки осуществляется соединение закладных деталей с элементами арматурных конструкций. В зависимости от класса и марки стали, положения осей соединяемых элементов и вида шва (горизонтальный, вертикальный, нижний) выбирают способ сварки: контактный (точечный, рельефный), ванный, дуговой (многоэлектродный, многослойный, точечный, шовный под флюсом).