Контактная сварка арматуры

Точечный метод контактной сварки арматуры применяют при сборке каркасов для ЖБИ, изготовлении сеток из прутка. Технология основана на принципе преобразования кинетической энергии тока в тепловую, металл соединяют без применения присадок. Оборудование для контактно-точечной сварки делают самостоятельно на базе имеющихся сварочных аппаратов. Для производства армирующих сеток в промышленных масштабах используют автоматы. Режим рабочего тока выбирают под арматуру, учитывают вид сплава, толщину прутка.

Преимущества и недостатки метода

Как у любого другого способа горячего соединения металла, у контактно-точечного метода есть ряд преимуществ:

• высокая производительность, особенно при использовании автоматов;
• низкий выход брака, образуются качественные однородные соединения;
• шов получается прочный, выносит нагрузку на изгиб, кручение;
• не нужны расходные материалы для наплавки, диффузионный слой образуется при расплаве прутка;
• работы проводят в любом пространственном положении;
• оборудование бывает двух типов: стационарное и переносное;
• регулируя параметры рабочего тока, подбирают режим для любого вида прутков:
• не создаются остаточные напряжения в металле.

Наряду с достоинствами, у метода имеются недостатки:

• подготовительный этап занимает много времени – предъявляются особые требования к зоне контакта с электродами;
• необходимо прикладывать физические усилия;
• большой расход электроэнергии;
• нужен мощный источник тока;
• при работе ручным оборудованием задействованы обе руки, сила сжатия ограничена физическим возможностями сварщика.

Способы контактной сварки арматуры

Сначала несколько слов о сути сварочного процесса. Ток подается в рабочую зону по контактным неплавящимся электродам, пруток располагают между ними. Когда электрическая цепь замыкается, возникает электрическая дуга, она в считанные секунды нагревает металл. Зона воздействия ограничена площадью электродов.

Метод контактной сварки основан на высоком сопротивлении арматуры и принципе преобразования кинетической энергии электронов в тепловую. Контактные электроды делают из цветных металлов, имеющих низкое сопротивление, поэтому в процессе работы они не нагреваются. При сжимании контактов диффузный слой уплотняется, для соединения толстой арматуры применяют специальные рычажные или пневмоприводы.

Варить прутки можно встык – торцы расправляются полностью, внахлест – с образованием нескольких контактных точек. Металлические стержни при монтаже железобетонных каркасов соединяют внахлест под прямым углом.

При контактной точечной сварке арматуры металл проваривают:

• с образованием монолитного узла, сплав разогревают до состояния расплава;
• с образованием контактной зоны, металл нагревают до температуры пластичности.

Скорость подачи тока при необходимости ограничивают, соединять стержни допустимо:

1. Непрерывным оплавлением, этот способ актуален для арматур из сталей категории А1, прутков, получаемых методом холодной деформации без последующей закалки. Ток подается непрерывно, дуга пронизывает металл в постоянном режиме.
2. Прерывистым оплавлением, способ удобен при сварке закаленных горячедеформированных стержней из сплавов категорий А2–А4. Дуга пронзает металл в импульсном режиме.

Сварочные аппараты обычно поддерживают оба режима прогрева.

Применяемое оборудование

Переносные сварочные аппараты делают на основе имеющегося сварочного аппарата большой мощности. В качестве вторичной обмотки используют витки медного кабеля. Контакты сжимаются рычажным устройством по типу клещей. Выносные рычаги для сварки арматуры удлиняют, чтобы увеличить давление на рабочую зону.

Клещи для сварки бывают двух видов:

• стационарные, когда один из рычагов плотно закрепляют на горизонтальной платформе или рабочем столе;
• подвесные, когда рычаг крепится вертикально;
• переносные, оба рычага свободны, подвижность оборудования ограничивается длиной провода.

Модульные машины или станки устроены сложнее, предусмотрен охлаждающий контур, автоматическая подача прутка, есть дополнительные функции, возможна установка сразу нескольких электродов.

Режимы точечной сварки арматуры

Выделяют два основных режима: жесткий и мягкий. О каждом стоит сказать подробнее.

1. Точечная сварка на мягком режиме обеспечивает медленный прогрев контактной зоны. Максимальная плотность тока не превышает 100 А/мм2, скорость тока поддерживается в пределах от 1,5 до 3 секунд в зависимости от диаметра стержня. При мягком режиме используют оборудование большой мощности, электрическая сеть при работе «проседает» меньше. Снижен риск возникновения остаточных напряжений. При нагреве не изменяются свойства стали – не возникает эффекта закалки. Метод применяется для холоднотянутых арматурных стержней.
2. Жесткий режим предусматривает работу на плотном токе, от 120 до 300 А на единицу площади. Скорость воздействия, соответственно, ниже, чем при мягком режиме: от 0,1 до 1,5 секунд. При таком методе возникает эффект закалки, поэтому на жестком режиме варят только горячекатанные прутки, которые прогревались в процессе изготовления.

Технология сварки

1. Подготовительный этап. Перед контактной сваркой арматуры важно правильно подготовить прутки. Места контактов зачищают до металлического блеска, затем обезжиривают. От качества подготовки поверхности зависит прочность шва. На поверхности не должно быть следов краски, масла, ржавчины. Даже после обработки металла резаком требуется зачистка металлической щеткой.
2. Выбор режима работы. В зависимости от марки арматуры настраивают рабочие параметры тока, чтобы не допустить дефектов сваривания. Определяют временные интервалы воздействия, силу зажима арматуры. При работе с прутками тоньше 5 мм важно не пережать зону контакта.
3. Процесс сварки. Уложенную встык арматуру помещают между электродными контактами. Сжимают в зоне будущего шва, только потом включают питание. В процессе нагрева электроды продолжают сжимать, чтобы обеспечить взаимодиффузию.
4. После окончания работ проводят контроль качества соединения. Если есть необходимость, арматуру проваривают еще раз с другими параметрами тока.

При работе важно соблюдать технику безопасности, щиток надевать не нужно, но защитные очки нужны обязательно. Оборудование заземляют, руки изолируют рукавицами. Проверяют прочность крепления стационарных установок. Перед работой проверяют качество изоляции кабеля. При нагревании выделяются вредные компоненты, необходимо предусмотреть вентиляцию.

Контактно-точечный метод сварки арматуры – самый экономичный и простой. Не требует расходных материалов. Зона контакта создается за счет внутреннего разогрева металла электрической дугой. Скорость проведения работ – высокая, но плотность соединения органичена силой сдавливания электродов.