Бетоны. ЖБИ

Бетонные и железобетонные работы

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Основным видом арматуры железобетонных конструкций являются пересекающиеся стержни в виде сеток и плоских каркасов. Для сварки таких арматурных конструкций, а также для приварки внахлестку круглых арматурных стержней к элементам плоского проката (полосовой, уголковой и другой сортовой стали) применяют контактную точечную сварку.

Контактная точечная сварка дает ряд преимуществ по сравнению с другими видами сварки: возможность повышения производительности труда благодаря более низкой трудоемкости при изготовлении арматурных кар касов и сеток по сравнению с электродуговой сваркой; небольшое потребление электроэнергии вследствие применения жестких режимов сварки с использованием тока большой плотности в течение очень малого отрезка времени; возможность механизации и автоматизации процесса; отсутствие расхода металла (в электродах).

Сущность процесса точечной сварки состоит в следующем. От вторичного витка сварочного трансформатора через медные шины, хоботы, электрододержатели и электроды ток подводят к пересечению арматурных стержней, зажатых между электродами. Электроды имеют водяное охлаждение. Сопротивление в месте соприкасания арматурных стержней во много раз превышает сопротивление остальных участков цепи, поэтому именно в этом месте интенсивно выделяется тепло, которое нагревает металл арматурных стержней до пластического состояния. Под действием усилия сжатия электродов происходит их сварка.

Чтобы получить сварные соединения требуемой прочности, необходимо выполнять сварку на определенных режимах. Режим сварки выбирают в зависимости от диаметра свариваемой арматуры и марки стали, из которой она изготовлена. Правильность выбора режима сварки проверяют контрольным испытанием прочности на срез сварных образцов арматуры.

Если прочность сварных соединений из-за непровара окажется менее требуемой, то увеличивают плотность тока или время его протекания. Если прочность недостаточна из-за пережога, эти же показатели соответственно уменьшают.

При недостаточной плотности тока сварка арматурных стержней может оказаться невозможной даже в том случае, если время протекания тока будет очень длительным; при чрезмерно большой плотности стержни могут перегореть. Плотность тока в машинах точечной сварки регулируют переключением ступеней сварочного трансформатора, а продолжительность протекания тока — перемещением указателя на электронных регуляторах времени.

Для точечной сварки применяют специальные машины, которые по числу одновременно свариваемых узлов сеток и плоских каркасов разделяют на одноточечные, двухточечные  и  многоточечные.  Эти  машины   бывают стационарными и подвесными; с односторонним и двухсторонним подводом тока; с пневматическим и пневмо-гидравлическим механизмом сжатия электродов. Управление продолжительностью протекания тока осуществляют автоматически.

В связи с развитием строительства из железобетона в направлении создания крупных железобетонных панелей и других элементов возникла необходимость укруп-нительной сборки арматурных каркасов и сеток. Для этой цели созданы передвижные (подвесные) сварочные машины, так как на обычных сварочных- машинах выполнять сварку такой арматуры невозможно ввиду ее громоздкости и большой массы.

Подвесные сварочные машины разделяют по конструктивному признаку на две группы: со встроенным сварочным трансформатором и с выносным. Все машины выполнены по одной схеме и состоят из следующих основных узлов: корпуса с рукояткой, сварочного трансформатора, силового пневмопривода, электродной части (клещей) и подвесного устройства, позволяющего поворачивать машину и клещи вокруг своей оси на 360°. Подвесные машины с выносным трансформатором, кроме того, снабжают токоведущими кабелями. Промышленность выпускает две модели подвесных машин со встроенным трансформатором: МТП-809У для сварки стержней диаметром 10 мм и К-243В для сварки стержней диаметром 25 мм.

Дуговая сварка Общие сведения. Под дуговой сваркой, т. е. сваркой плавлением, подразумевают такие способы соединения арматурных стержней, при которых происходит расплавление стержней в месте их соединения теплом при прохождении сварочного тока через электропроводный шлак. Сварку плавлением используют при монтаже сборных железобетонных конструкций, сборке арматурных каркасов на месте возведения сооружений, а также в тех случаях, когда по условию производства работ невозможно применение контактной электросварки. Сварку плавлением можно выполнять с помощью как переменного, так и постоянного тока. Сварка на переменном токе более распространена, так как она экономичнее. Для ее выполнения вместо сложных генераторов постоянного тока применяют более дешевые трансформаторы, чем уменьшают затраты на оборудование и снижают эксплуатационные расходы.

Сварка плавлением происходит при электрическом ; разряде в газовом пространстве, длящемся продолжительное время и выделяющем большое количество тепла (температура доходит до 6000 °С). Минимальное напряжение, необходимое для возбуждения дуги, составляет при постоянном токе 30...35 В, при переменном — 40...50 В. Напряжение зависит от силы тока, состава электродного стержня и его покрытия (если оно есть) и от длины дуги. При увеличении длины дуги ее напряжение повышается и наоборот. При увеличении силы тока до 40...50 А напряжение дуги уменьшается; дальнейшее увеличение силы тока практически не влияет на характеристику дуги. Так как материал электрода в процессе сварки не меняется и сила тока также остается почти неизменной, напряжение сварочной дуги практически зависит только от ее длины.

Для качественной работы сварщику необходимо сохранять устойчивое непрерывное горение полученной дуги. Устойчивость дуги зависит от следующих основных факторов: рода тока (дуга на постоянном токе более устойчива» чем на переменном); силы и частоты тока (увеличение этих параметров повышает устойчивость дуги); состава покрытия электродов (во время сварки материал покрытия электродов испаряется и образующиеся в зоне горения дуги пары влияют на ее устойчивость.

Сварочные трансформаторы для сварки на переменном токе обычно изготовляют однофазными, сухими, с естественным воздушным охлаждением. По конструкции устройств, служащих для изменения силы сварочного тока, их разделяют на три группы. К первой группе относят сварочные трансформаторы типа СТЭ с отдельным регулятором (дросселем), включенным последовательно во вторичную цепь. Ко второй группе относят сварочные трансформаторы типа СТН с встроенным дроссельным регулятором, конструктивно объединенным с трансформатором. К третьей группе относят трансформаторы типа ТС с передвижными катушками, сдвиганием или раздвиганием которых регулируют силу сварочного тока. Эти трансформаторы снижают напряжение сети переменного тока до 60...65 В.

Мощность сварочного трансформатора выбирают в зависимости  от требуемой максимальной силы  тока.

Сварку на постоянном токе осуществляют различными сварочными агрегатами, включающими в свой состав генератор постоянного тока, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания или электродвигателем. Передвижные агрегаты монтируют на салазках или на колесах, мобильные — на шасси автомобиля и трактора.

В последнее время наряду со сварочными агрегатами и преобразователем для получения постоянного тока используют сварочные одно- и многопостовые выпрямители. Одно из их преимуществ заключается в том, что они не имеют вращающихся, а следовательно, изнашивающихся деталей.

Обычно применяют гибкие многопроволочные провода ПРГ и ПРГД в резиновой изоляции.

Электроды для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей изготовляют в основном из стальной сварочной проволоки марки Св-0,8, Св-08А диаметром 1...12 мм. Некоторые электроды при сварке на переменном токе дают неустойчивую электрическую дугу, а металл при расплавлении окисляется и при остывании делается пористым н хрупким. Такие электроды применяют только для сварки под флюсом. Для сварки арматуры применяют электроды с толстой обмазкой, обеспечивающей получение металла шва надлежащего качества. Электроды с тонким покрытием используют в том случае, если к сварному шву не предъявляют требований по соблюдению определенной прочности. Вещества, входящие в состав толстой обмазки,. при плавлении образуют шлак и газы, которые защищают расплавленный металл от вредного воздействия кислорода н азота воздуха, обеспечивая получение качественного наплавленного материала с требуемым механическим и химическим составами.

Цифра после буквы Э в шифре электрода указывает на прочность наплавленного металла, получаемого при использовании электрода этого типа. Буква А означает, что электрод придает повышенные пластические свойства наплавленному металлу, а буква Т или Ф указывает тип покрытия электрода (Т — рутиловое, Ф — фтористокальциевое). Тип электродов устанавливает ГОСТ, а марку — завод — изготовитель электродов (поэтому один какой-либо тип электрода может иметь несколько марок).

Хранят электроды в сухих помещениях. Электроды, хранящиеся длительное время, перед употреблением просушивают или прокаливают для удаления влаги на покрытии. Для закрепления электрода и подвода к нему сварочного тока служат электрододержатели. Рукоятку электрододержателя делают из изолирующего материала.

Перед сваркой арматурные стержни собирают в кондукторе, выполняя их стыковку на накладках или внахлестку. Длину накладок или нахлестки определяют в зависимости от номинального диаметра стержней. При двухсторонних швах она составляет 3d, Ad, 5rf, для сталей классов соответственно А-1...А-Ш. При односторонних швах длину накладки или нахлестки удваивают. Для соединений с нахлесткой концы стержней отгибают перед сборкой. Стержни периодического профиля располагают так, чтобы продольные ребра по возможности не были направлены друг к другу. Собранные в кондукторе стержни закрепляют прихватками, располагав- . мыми с одной стороны.

Ванная и ванно-шовная сварка. Ванная полуавтоматическая сварка под флюсом. Применяют для соединения арматурных стержней диаметром 20...40 мм. Сварку выполняют при помощи полуавтома-. тов типов А-920М, А-929, А-986, ПШ-5-1, ПДШ-14-500, А1530-43 и др. Шкафы управления полуавтоматами устанавливают на расстоянии до 15 м от механизма, подающего сварочную проволоку в зону плавления. Подающий механизм размещают на специальной платформе, на  которой  находится  размоточный  барабан  с  бухтой сварочной проволоки. В качестве источника питания при сварке  стержней  применяют  преобразователи  постоянного тока.

Для полуавтоматической ванной сварки используют инвентарные медные формы: для горизонтально расположенных стержней—с разъемом в горизонтальной или вертикальной плоскостях в зависимости от доступности разъема частей формы после сварки; для вертикально расположенных стержней — с разъемом в вертикальной плоскости. Медные формы изготовляют призматическими и цилиндрическими. Формы прикрепляют к стержням при помощи винтовых быстродействующих струбцин.

Ванную сварку под флюсом выполняют сварочной проволокой диаметром  2...2,5  мм    следующих,   марок:

Св-08, Св-0,8А, Св-10ГА, Св-12ГА. При сварке стержней из стали классов A-I...A-III используют флюсы марок АН-8, АН-22, ФН-7 и др., представляющие собой стекловидный зернистый материал с размером зерен 0,25...3 мм. При сварке расплавленный флюс образует оболочку, защищающую капли электродного материала и жидкий металл сварочной ванны от окисляющего воздействия воздуха.

На подготовленных к сварке концах стержней закрепляют медные формы так, чтобы была обеспечена возможность маневрирования сварочной проволокой. Перед началом сварки в форму засыпают флюс. По окончании процесса сварки и потемнения поверхности шлака форму раскрывают, вводя в клиновую канавку отвертку или острозаточенное зубило. Если из-за тесного расположения стержней установить и снять медные формы невозможно, применяют медные скобы (желобчатые подкладки) толщиной не менее 12 мм и длиной около 200 мм в сочетании с медными вкладышами — ограничителями плавильного пространства в верхней части соединения. Скорость подачи электродной проволоки, напряжение и сварочный ток при полуавтоматической сварке стыков арматуры зависят от диаметров стержней и их расположения. Так, при горизонтальном расположении свариваемых стержней диаметром 20...40 мм и электродной проволоке диаметром 2 мм рекомендуемая скорость ее подачи — 280... 500 м/ч, а сила сварочного тока — 300....500 А.

Ванная многоэлектродная сварка (гребенкой электродов). Выполняют при питании дуги переменным током и применяют для сварки стыковых соединений горизонтальных однорядных стержней диаметром 20...80 мм. Для образования гребенки электроды предварительно прихватывают к вспомогательной пластине , которую затем устанавливают в одноручковый электродержатель. Сборка стержней и ванную многоэлектродную сварку выполняют на разъемных инвентарных медных формах с внутренней канавкой

Режим многоэлектродной сварки и технические параметры выбирают в зависимости от диаметров свариваемых стержней.

При подготовке горизонтальных стержней к сварке их концы отрезают под прямым углом и обеспечивают между торцами зазор 12...20 мм (в зависимости от диаметра свариваемых стержней). В вертикальных стержнях выполняют скосы-разделки. Отработанные электроды в процессе сварки в течение 4...5 с заменяют новыми. Режим и технологические параметры ванной одно-электродной сварки выбирают в зависимости от диаметра свариваемых стержней (20...70 мм): зазор между торцами стержней—12...22 мм, диаметр электродов — 5...6 мм, сила сварочного тока — 220...380 А.

Ванная многоэлектродная сварка на стальных скобах. Способы сварки на стальных остающихся скобах — подкладках или накладках — используют при невозможности или нерациональности применения сварки на инвентарных формах.

Ванную дуговую многоэлектродную сварку на стальных скобах ( 11.20) допускают лишь при использовании способа с непрерывным вытеканием шлака.

Режим и технологические параметры сварки выбирают в зависимости от диаметра, свариваемых стержней: при их диаметре 36...80 мм зазор составляет 20...80 мм, а сила сварочного тока 400...550 А.

Для соединения арматурных стержней диаметром 20...32 мм применяют одноэлектродную ванную сварку на стальных скобах-подкладках.

Ванно-шовная сварка. Применяют для соединения стержней диаметром 36...80 мм, используя электроды с толстым покрытием диаметром 6...8 мм и ток силой 300...500 А.

Ванно-шовную сварку от обычной ванной отличает то, что накладки дополнительно приваривают к стержню двумя фланговыми швами, которые впоследствии принимают на себя часть усилий, действующих на сварные соединения.

Ванная полуавтоматическая сварка открытой дугой на стальных скобах. Применяют для соединения горизонтальных и вертикальных стержней диаметром 25...70 мм. Для горизонтальных стержней диаметр электродной проволоки—1,6...2 мм, сила сварочного тока — 240...300 А при напряжении на сварочной дуге 32...36 В; для вертикальных стержней сила тока 180...280 А при напряжении на дуге 25...26 В. Для  крепления  медной формы  на  свариваемых  вертикальных стержнях и медной желобчатой подкладки при стыковке горизонтальных стержней применяют различные приспособления.

Перед выполнением ванной дуговой сварки должна быть проконтролирована точность сборки свариваемых элементов арматуры. При этом проверяют зазор между торцами стержней, обрезку, разделку и зачистку концов и торцов стержней, соосность свариваемых стержней, расположение инвентарных форм относительно оси стыка.

Смещение медных форм или стальных желобчатых подкладок от поперечной оси стыка в продольном направлении

Ручная дуговая сварка. Ручную дуговую сварку применяют для стыкования арматурных стержней и соединения узлов арматурных каркасов в условиях строительной площадки, когда использование сварочных машин невозможно. При пересекающихся стержнях арматуры режим дуговой сварки и необходимые технологические параметры выбирают в зависимости от диаметра свариваемых стержней