Строительная арматура – это стальные прутки диаметром от 5 до 80 мм. Выпускают холоднодеформированные и горячекатаные стержни, с гладкой и ребристой поверхностью. При сборке железобетонных каркасов часто приходится наращивать арматуру до нужной длины. Стык проваривают по всей площади с использованием плавящейся присадки (электродов или проволоки) или путем расплава торцов с последующим сжатием. У каждого метода есть достоинства и недостатки. Стыкосварка арматуры регламентирована ГОСТ 14098-2014, от качества работ зависит прочность монтируемого каркаса.
Стыковая сварка арматурыПреимущества и недостатки
Сначала о достоинствах:
- в отличие от сварки внахлест стыковая не приводит к увеличению металлоемкости конструкции;
- диффузионный слой по всей поверхности торца обеспечивает необходимую прочность соединения;
- есть возможность выбора сварочного оборудования в зависимости от места проведения работ: в здании или непосредственно на строительной площадке;
- соединения выполняют в горизонтальном и вертикальном положении;
- не требуется высокой квалификации сварщика для ручной работы;
- разработано оборудование для полной автоматизации процесса.
При всех «плюсах» не обошлось без «минусов»:
- в закаленном металле создаются остаточные напряжения, снижающие прочность на изгиб и кручение;
- при электродуговом методе возникают сложности при ручной сварке тонкой арматуры;
- высокая стоимость сварочных автоматов, невозможность их использования на открытой строительной площадке;
- необходимость использования расходных материалов при ручной, полуавтоматической сварке.
Способы сварки арматуры встык
В стандарте указаны десять способов стыковой сварки арматуры, на практике чаще применяются четыре:
- электродуговая с использованием плавящихся электродов, ручных сварочных аппаратов любого типа (трансформатор, выпрямитель, инвертор);
- полуавтоматическая с использованием присадочной проволоки;
- ванный метод с использованием специальной съемной или одноразовой формочки, изолирующей зону ванны расплава;
- контактная автоматическая сварка – соединяемые торцы разогреваются, затем сжимаются с усилием.
При выборе способа сварки необходимо учитывать диаметр прутка, способ его производства.
Оборудование и режимы
- Для ручной электродуговой сварки выбирают оборудование, обеспечивающее необходимый постоянный рабочий ток от 180 до 500 А:
— трансформаторы, подключаемые к трёхфазному контуру 380 В или однофазной сети 200 В;
— выпрямители, от трансформаторов они отличаются стабильным током;
— полупроводниковые инверторы – оборудование нового поколения с дополнительными функциями, обеспечивающими стабильную дугу, снижают риск залипания электродов.
Режим рабочего тока выбирают по диаметру прутка:
Диаметр прутка, мм | Рабочий ток, А |
---|---|
5 | 190 - 210 |
6 | 237 - 262 |
8 | 285 - 315 |
10 | 332 - 367 |
15 | 380 - 420 |
20 | 427 - 473 |
Электроды подбирают по типу арматурных прутков: для АIV и АV класса используют УОНИ 13 55, ДСК 50, УП 2 55, К 5 А. Холоднотянутую можно варить МР и ОНА-21.
- Для полуавтоматического соединения арматуры используют стандартный комплект: выпрямитель для электропитания, полуавтомат с подачей присадки, газовое оборудование для создания защитной атмосферы инертного или углекислого газа. В качестве присадки используют порошковую проволоку для стали.
- Для стыковой сварки арматуры ванным методом нужны специальные разъемные скобы, которые надеваются на пруток. Они нужны, чтобы расплав не вытекал из зазора между свариваемыми прутками. Насадки бывают:
— стальные одноразовые – они остаются на соединении, расплав заполняет пространство между насадкой и прутком;
— многоразовые или съемные, их делают из графита ли медных сплавов.
Автоматы или машины различаются по функциональности, размеру соединяемых элементов.
Технология стыковой сварки арматуры
Подготовительный этап предполагает зачистку и выравнивание соединяемых торцов. Используют резак и щетку по металлу, поверхность зачищают до блеска. При сварке арматуры встык нужно контролировать соосность прутка, чтобы его не вело в сторону. Допуск смещения не более 0,05 % от диаметра стержня.
Встык соединяют арматурные прутки одного размера, сплава. Только в этом случае образуется прочный шов.
Электродуговая и полуавтоматическая сварка проводится по периметру точечно с образованием непрерывного шва. При работе с тонкими стержнями (до 10 мм) нужно следить, чтобы не было прожогов. Тонкие прутки лучше варить встык с помощью накладок или соединительных муфт. Получается качественное соединение, способное выдержать большую нагрузку. Контроль стыка производят после удаления шлаковых образований.
Контактный способ основан на использовании физических свойств стали – большом сопротивлении, способности разогреваться под воздействием электрического поля (кинетическая энергия электронов преобразуется в тепловую).
Когда разнополюсные контакты подводятся к пруткам на небольшом расстоянии от стыка, торцы начинают разогреваться. Зажимные устройства сдвигают стержни навстречу друг другу. При таком соединении диаметр шва превышает диаметр прутка. В зависимости от способов разогрева торцов различают:
- непрерывное оплавление (метод применяют для сплавов категории АI);
- предварительным прогревом и прерывистым оплавлением (для сталей АII–АV).
Толстые стержни варят на мягком режиме – длительный разогрев и сжатие, сила тока до 10 кА, тонкую – на жестком, ток до 20 кА.
Метод стыковой сварки арматуры выбирают под условия проведения работ. Плюс метода в том, что работы можно проводить самостоятельно, используют электродуговой сварочный аппарат. Работа на автоматах проводится только в заводских условиях. Метод экономный, при сварке арматурных прутков внахлест расход металла увеличивается до 30%.