Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Строительные материалы

Книги по строительству и ремонту

Для   изготовления    металлических    строительных конструкций,  арматурных  каркасов  для железобетона большое развитие получила сварка — процесс получения неразъемных соединений металлических изделий с применением местного нагрева до плавления или до пластического состояния. Сварка обеспечивает надежное соединение, дает экономию металла, способствует механизации и резкому снижению трудоемкости производства работ при изготовлении конструкции. В нашей стране до 90 %  металлоконструкций изготовляют сварными.   Свариваемость металлов зависит от их химического состава, теплопроводности, усадки, теплового расширения, методов и режимов, применяемых при сварке. В зоне сварки меняется структура металла в зависимости от температуры и времени охлаждения. Для получения необходимой структуры пользуются последующей термообработкой (закалка, отпуск, отжиг, нормализация). Лучше всего свариваются малоуглеродистые    стали    (С<С0,2%), стали   с  большим   содержанием   углерода   (С>0,4%), а также чугуны, предварительно    подогретые. Наличие примесей ухудшает свариваемость металлов. Легированные,стали не допускают перегрева, так как может быть выгорание   специальных     элементов,     самозакаливаемость, появление трещин. Сварка чугунов требует специальных присадочных материалов (кремния 3%), стальной проволоки и предварительного   подогрева до   600... ...700 °С, чтобы устранить внутренние напряжения и предотвратить    образование    трещин    рядом со   сварным швом. Сварка цветных металлов имеет свои особенности. Так, алюминиевые сплавы легко окисляются, а потому перед сваркой оксидную пленку следует удалять, при быстром нагреве происходит размягчение и потеря формы и др

В зависимости от источника теплоты сварка может быть: электрическая (электродуговая, электроконтактная); химическая (газовая, термитная); электрохимическая (атомно-водородная); электромеханическая (кузнечная, давлением); лучевая (лазерная). Наиболее распространены электродуговая сварка плавлением с применением металлического электрода и электроконтактная сварка. Газовую сварку применяют для сварки чугуна, цветных металлов и стальных деталей малой толщины.

Электродуговая сварка основана на тепловом эффекте электрической дуги, возникающей между основным металлом и угольным электродом (способ Н. И. Бенардоса) и между основным металлом и металлическим электродом (способ Н. Г. Славянова). В первом случае необходим присадочный материал, который, смешиваясь с основным металлом, образует сварной шов. Во втором случае металлический электрод одновременно служит и присадочным металлом (9.16). Для большей устойчивости дуги и защиты наплавленного металла от вредного действия кислорода и азота воздуха производится защита электрода специальными покрытиями на основе газообразующих, шлакообразующих, легирующих, связующих веществ. Наиболее простым покрытием является смесь мела и жидкого стекла. Толщина покрытия 0,15...1,5 мм для тонких покрытий, когда же требуются повышенная устойчивость дуги, высокая пластичность и высокая ударная вязкость, применяют электроды с толстыми покрытиями. Диаметр электрода 1...12мм в зависимости от толщины свариваемого металла. Температура дуги при металлическом электроде 2400... ...2600 °С, а угольном — 3800...3900 °С.

Сварка может производиться как на переменном, так и на постоянном токе с применением специальных трансформаторов, генераторов и т.п.

Для повышения производительности сварки и качества сварного шва применяют автоматизацию и сварку под слоем флюса.

Стыковая электросварка характеризуется соединением свариваемых изделий по всей поверхности соприкосновения. Сварка может быть двух видов — сопротивлением или плавлением. В первом случае изделия помещаются в зажимы машины и прижимаются друг к другу, а затем включается ток.

Проволока подается автоматически по мере, ее сгорания, подача регулируется напряжением тока в дуге. Скорость сварки 10...70 м/ч. Устойчивость дуги гарантируется наличием флюса. Состав распространенного флюса: 43...48 % МпО, 38...43 % SiO2, 9...10 % CaF2 и примесей 3...5 %. Автоматическая сварка и сварка под слоем флюса увеличивает производительность сварки в 5...10 раз против ручной сварки и значительно повышает качество металла шва.  Электроконтактная сварка обеспечивает неразъемное соединение металлов за счет теплоты, выделяемой электрическим током высокой плотности и незначительным напряжением 0,5... 10 В с приложением механических усилий в контактах. Электроконтактная сварка может быть полностью механизирована и автоматизирована. Различают следующие основные виды электроконка. Во втором случае расплавление металла в местах контакта происходит при непрерывном сближении торцов свариваемых изделий, после полного сближения происходит сварка при их механическом сжатии. Чаще всего стыковая сварка применяется при сварке арматурных стержней для железобетонных конструкций.

Точечная электросварка представляет собой вид контактной сварки, при которой соединяемые металлические изделия свариваются в отдельных точках с применением медных электродов (9.18, а). Чаще всего этот вид электросварки используется для соединения «внахлестку» изделий небольшой толщины и в местах пересечения арматуры. Качество сварки зависит от правильного выбора режима, давления, диаметра электрода и других факторов.

Роликовая (шовная) электросварка используется при необходимости соединения металлических листов. Электроды в этом случае имеют форму   роликов   диаметром их теоретическую сущность и принципы практического исполнения.