Способи зварювання арматури

Арматурою називають конструкцію, складається з прутків металопрокату різних форм і розмірів. Основним її завданням є перерозподіл напруги стиснення і розтягування всередині об'єкта будівництва. Відповідно до жорсткості такої конструкції пред'являються підвищені вимоги. Показник жорсткості, в свою чергу, визначається якістю з'єднання арматури зварюванням . В даний час використовується кілька способів зварювання. Особливості деяких з них розглянемо в статті.

Зварювання арматури: ГОСТ 14098-91

Найбільш поширеними видами з'єднань вважаються:

электрошлаковое напівавтоматичне;

ванно-шовні;

ручне електродугове;

контактна;

ванне.

У ГОСТ визначені конструкція, геометричні параметри, види з'єднань, одержувані при електродугового і контактної зварювання арматури .


Положення стандарту діють щодо стрижнів із перерізом не більше 30 але не менше 4 мм, а також металевого дроту з перетином більше мм.

Типи сполук

ГОСТ визначає три їх типи:

нахльосточне;

стикове;

таврове.

Зварювання арматури нахлестом проводиться за 2-м рельєфів та швами (електродугового ручний спосіб). Таврове з'єднання виконується в інвентарній формі (з використанням у ванні одного електрода), під флюсом (в цьому випадку присадочні дріт не застосовують), механізовано, вручну, контактно (шляхом безперервного оплавлення вироби з опором). Стикова зварювання арматури здійснюється різними способами. Найбільш поширеними вважаються:

У комбінованих несучих і формуючих деталях спарених прутків одним стрижнем.

Механізованим способом з використанням електродуги і дроту (порошкової присадки).

В інвентарної формі.

Ручним дуговим способом і багатошаровими швами.

Ванна зварювання арматури

Цей метод використовується, як правило, для з'єднання:

Арматурних виробів великого діаметра (2-10 см).

Стиків прутків, розташованих у кілька рядів у залізобетонних конструкціях.

Стиків фланців, виготовлених зі сталевих смуг з великим перетином.

Чудово підходить цей метод зварювання арматури для фундаменту та інших великих залізобетонних виробів, складних каркасів при спорудженні різних будівель. Він забезпечує збереження параметрів міцності і жорсткості конструкції по всій довжині. Така зварювання арматури дозволяє створити єдиний силовий каркас. З'єднання може виконуватися як горизонтально, так і вертикально. Ванну зварювання арматури колон та інших вертикальних виробів можна, таким чином, здійснити без їх переміщення та приведення в горизонтальне положення. Ще одна перевага полягає в тому, що для виконання з'єднання використовуються стандартні пристосування, як при електродугової зварюванні.

Важливий момент

Ключова умова для отримання якісних стиків при ванної зварюванні арматури – чітке поєднання прутків. Необхідно стежити за тим, щоб осі стрижнів не зміщувалися більше ніж на половину свого перерізу відносно один одного. Для дотримання цієї умови використовуються кондуктори різного виду. У них геометричні параметри і розташування прутків при зварювання арматури залишаються незмінними.

Суть методу

Перед безпосередньою зварюванням до пруткам приєднують (приварюють) сталеву форму. В ній формують ванну з розплавленим матеріалом. Для цього використовується електродуги. Торці прутків під високою температурою плавляться. Це призводить до створення однієї ванни матеріалу шва.
Перед зварювання арматури торці і поверхні прутків зачищаються. З них видаляють окалину, корозію, бруд. Для цього використовується жорстка щітка зі сталевими щетинками. Після очищення прутки розміщують співвісно. Між торцями повинен бути зазор. Його розмір – менше 15 діаметрів стержнів. При зварюванні арматури колон в якості формующего елемента виступає листова штампована форма. Вона прикріплюється до нижньої частини зварюванням без використання присадок. Заплавлення стику по всій площі перерізу провадиться шляхом виконання коливальних поступових рухів електродом. Щодо осей прутків такі рухи виробляються перпендикулярно. Шлаковий надлишок видаляється з допомогою черпака. Потім кінець верхнього пруту приєднують до нижнього кінця, після чого направляють метал у форму. Шлак випускається з форми через спеціальний отвір, що пропалюють електродом. Після завершення з'єднання стрижнів його заварюють.

Варіанти ванної зварювання

На практиці застосовується три способи:

Напівавтоматичний (в керамічній формі).

Одно-, трифазної електродугою з використанням сталевої скоби (ручний варіант).

Автоматичний ванно-шлаковий (в мідній формі).

Найбільш економічним вважається варіант, при якому накладки при з'єднанні стрижнів не використовуються. Справа в тому, що на їх виготовлення необхідно витратити певний час і метал. При відсутності накладок, крім того, забезпечується компактне з'єднання.

Нюанси

Зварювання у ванні виконується при струмах з великими показниками. Він може скласти 450 ампер, якщо використовуються 5-6-міліметрові електроди. Якщо з'єднання виробів проводиться при низьких температурах, використовується струм приблизно на 10 % вище стандартного. Професіонали рекомендують застосовувати стрижні УОНИ-13/55. При використанні зварювання трифазної слід залишати зазор на 15-2 см більше, ніж діаметр електрода. Показник розбіжності осей стрижнів арматури не повинна бути більше 5 % площі перерізу електродів. Фахівці рекомендують надати "зворотний прогин" пруткам, якщо вони мають велику довжину.

Усунення забруднення

Досить часто торці стрижнів при виконанні ванного зварного з'єднання зашлаковуються. Це обумовлюється швидким тепловідводом. У результаті надійність з'єднання істотно знижується. Зменшити ймовірність забруднення можна:

Підігрів торці перед зварюванням.

Використовуючи металеві форми, виконані з теплопровідних матеріалів. Як правило, застосовуються мідні елементи.

Скоба

Вона використовується для закріплення місця стику знизу. Застосовується скоба з листової сталі з невеликим вмістом вуглецю або виконана з прутків. Обхват дозволяє утримати рідкий метал і запобігає його текти. Для підвищення ефективності фіксації по краях скоби монтуються обмежувачі, не допускають розтікання шлаку по стрижню. Не слід використовувати накладні елементи з мідних, латунних, бронзових сплавів. Як правило, вони виготовляються з чистої міді. Такі скоби служать досить довго.

Контактний метод

Він вважається одним з найбільш поширених способів зварювання. Місце контакту виробів оплавляється за рахунок нагрівання до температури деформації і здавлювання. Здійснюється це за допомогою пропускання струму по ланцюгу, ланками яких є в тому числі і самі стержні. Струм з'являється в замкнутій ланцюга, а найбільший опір при цьому концентрується на ділянці контакту прутків. Разом з тим виділяється тепло, яке забезпечує максимальний нагрів цій області. Зменшити час зварювання можна, збільшивши силу струму до 10 а в ряді випадків до 20 тис. ампер. У цьому випадку плавлення металу відбувається практично миттєво. Відповідно, час проходження струму по ланцюгу суттєво зменшується. Контактне з'єднання виробів може здійснюватися стикових або точковим способом. Перший використовується, коли торцеві частини розташовуються встик. Точкове зварювання арматури застосовується, коли стрижні накладаються один на одного. Вони з'єднуються в декількох точках одночасно.

Обладнання

Для з'єднання стрижнів контактним способом використовується професійний апарат. Зварювання арматури повинна здійснюватися при певній силі струму і рівні стиснення ділянки контакту, протягом заданого часу. Все обладнання умовно поділяється на мобільне і стаціонарне. Найпростіший апарат можна зібрати самостійно. У нього повинні входити 2 функціональних сайту. Перший – блок живлення, другий – електродні власники виносного типу.

Стикове з'єднання

Його технологія ґрунтується на використанні тепла на торцях виробів. Нагрівання відбувається за рахунок проходження через ці області електроструму. Він подається після замикання ланцюга за допомогою з'єднання кінців. Забезпечується нагрівання великим опором. Після завершення пропускання і відключення струму виробляється "осаду" розігрітого ділянки. Для швидкого нагрівання металу в області з'єднання і запобігання втрати тепла застосовується режим високої струмового навантаження. Стикова зварювання застосовується для з'єднання гладких стрижнів, діаметр яких не менше 14 мм. Для з'єднання арматури, виготовленої гарячим способом і має профіль, такий метод застосовується, якщо діаметр прутків не менше 32 мм.

Особливості виконання робіт

Технологія стикового зварювання поділяється на два типи:

Безперервний спосіб.

Переривчастий метод.

Пріоритет віддається другого типу. Перед початком роботи кінця арматури очищаються від шлакових утворень, залишків фарби, іржі. Для цього використовуються зубило, молоток і металева щітка. Чистота торців має істотне значення для якості зварювання.

Точкове з'єднання

Воно використовується в основному при створенні арматурних каркасів, армуючих сіток з прутків з малим перетином. Можна застосовувати точкове зварювання і в домашніх умовах, наприклад, при ремонті побутової техніки. Виконується з'єднання двома способами. У першому випадку метал на ділянці з'єднання доводиться до розплавленого стану і до формування литого ядра. У другому – метал просто нагрівається. Якщо на ділянці перетину точково дотичних стрижнів проходитиме великий струм, у цій сфері виникне висока тепловіддача. Це пов'язано з тим, що опір прутків арматури вище, ніж мідних провідників, включених у вторинний контур апарату для зварювання. Процес слід проводити при високих показниках струму. За рахунок цього підвищується не тільки продуктивність, але і якість з'єднання. Для цього застосовується потужна дороге обладнання. В домашніх умовах можна використовувати компактний апарат, виготовлений у тому числі і самостійно. Ключовим вузлом пристрою приладу для точкового зварювання виступає трансформатор. За рахунок нього генерується великий струм. В апараті може використовуватися трансформатор стандартного типу ОСМ-1. Однак його потрібно трохи модернізувати для отримання вторинної обмотки більшої потужності.

Процес точкового з'єднання

Робота виконується поетапно:

Прутки укладаються в певному положенні і поміщаються між електродами апарату. Вони щільно притискаються в ділянці майбутнього з'єднання.

В область контакту подається струм; відбувається нагрів металу до пластичного стану, необхідного для деформації. Завдяки натисненню формується ущільнюючий пояс, який запобігає розтіканню металу.

Струмовий імпульс повинен бути сильним і короткочасним. Це забезпечить утворення міцного точкового контакту стрижнів після припинення подачі.

З'єднання внахлест

Воно передбачає фіксацію стрижнів, частково накладені один на одного. При використанні цього методу прутки утворюють одну лінію з взаємним перекриттям своєї довжини на ділянках стикування. З'єднання внахлест застосовується для розподілу поздовжньої стискаючої/розтягує навантаження на поверхню стрижня. При виконанні робіт необхідно слідувати деяким правилам:

Нахлест допускається на ділянках з мінімальним напругою на конструкцію.

Стержні різного діаметра повинні розподілятися рівномірно. Проте краще використовувати однакові прутки.

Зварювання внахлест застосовується для з'єднання стрижнів з перетином, що не перевищує 20 мм.

Взаємне накладення прутків повинно бути більше 50 див.

Зварювання внахлест виробів промислового призначення, що перебувають під підвищеним навантаженням, рекомендується виконувати з використанням ручного дугового зварювання. Вона здійснюється одним-двома швами з флангів. Щоб стик вийшов якісним, довжина шва повинна перевищувати діаметр прутків не менш ніж у 10 разів. Ручне дугове зварювання виконують, як правило, в горизонтальному положенні стрижнів. Для роботи застосовується звичайне обладнання, до складу якого входить трансформатор, газовий пальник, або апарати з нейтральним газом.