Способы сварки арматуры железобетонных конструкций

Типы сварных соединений арматуры и способы их сварки, согласно требованиям ГОСТ 14098-2014

При сварке арматуры необходимо учитывать положения ГОСТа 14098-2014. Железобетонные изделия испытывают высокие нагрузки, так как исполняют несущие функции, а применение требований стандарта позволяют сделать конструкцию более устойчивой и долговечной.

Что устанавливает ГОСТ 14098-2014, и какова сфера его применения

ГОСТ 14098-2014 «Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры» был введен в действие с июля 2015 года. Он заменил ранее действующий ГОСТ в части сварки арматуры за номером 14098-91.

Положения указанного документа распространяют свое действие:

1. На сварные соединения стержневой арматуры.
2. На соединения арматурной проволоки, которая имеет диаметр 3 мм и более.
3. На соединения между арматурой и прокатом с толщиной от 4 до 30 мм.

Данные работы могут выполняться при производстве арматурных и закладных ЖБК, а также при их монтаже и возведении.

В стандарте устанавливаются типы, конструктивные особенности и размерности сварного шва. Здесь прописаны требования к выполнению работ посредством контактной и дуговой сварки.

Действие стандарта исключает сварные соединения закладных без анкеров из арматурной стали.

С полным текстом документа можно ознакомиться здесь.

Типы сварных соединений арматуры с краткой характеристикой и способы их сварки

При сварке арматуры применяют 4 основных типа сварных соединений:

1. Крестообразное.
2. Стыковое.
3. Нахлесточное.
4. Тавровое.

С учетом типа соединения может практиковаться один из способов сварки.

Типы соединения	Способ сварки	Обозначение
Крестообразное	Контактная точечная	Кт
Дуговая (ручная)	Рп
Механизированная прихватками	Мп
Стыковое	Контактная стыковая	Ко
Ванная под флюсом механизированная	Мф
Ванная с одним электродом в инвентарной форме	Рв
Механизированная дуговая с порошковой проволокой и на стальной скобе-накладке	Мп
Ванно-шовная на стальной скобе	Рс
Дуговая (ручная) с многослойными швами на стальной скобе	Рм
Дуговая (ручная/механизированная) со швами со стержневыми накладками	Рн
Нахлесточное	Дуговая ручная или механизированная	Рш
Контактная по 1 рельефу на пластине	Кр
Контактная по 2 рельефам на пластине	Кр
Тавровое	Дуговая (механизированная) под флюсом без присадки	Мф
Дуговая (ручная) под флюсом без присадки	Рф
Дуговая (механизированная) со швами в среде СО2	Мз
Дуговая (ручная) с валиковыми швами	Рз

В зависимости от типа сварного соединения и способа сварки в процессе работы может использоваться различное положение стержней при сварочных работах: горизонтальное, вертикальное или любое.

При выборе подходящего типа конструкции и способы соединении арматуры стоит остановиться на том, которое сможет обеспечить наиболее высокие эксплуатационные свойства, максимальное сокращение трудозатрат.

Наиболее предпочтительными являются автоматизированные способы. При производстве арматурных сеток в заводских условиях отдается предпочтение контактной точечной и стыковой сварке, а когда делаются закладные – механизированной сварке под флюсом либо контактной рельефной сварке.

Также при монтаже арматуры следует использовать те способы сварки, которые позволяют выполнить процедуру неразрушающего контроля качества шва.

Широкой популярностью пользуется ванная состыковка арматуры, так как она применяется при достаточно большом сечении арматурных прутьев, которое достигает 10 см.

При помощи ванной состыковки, например, крепятся фланцы к металлическим трубам, соединяются арматурные столбы и каркасы и пр. Изделия, которые производятся указанным способом, отличаются высокой прочностью и надежностью.

Конструкции швов состыкованных, крестообразных, тавровых и нахлесточных соединений арматуры, их размеры до и после сварочных работ должны соответствовать требованиям ГОСТ 14098-2014. Здесь прописано, для какого класса арматуры и для какого ее диаметра подходит тот или иной способ.

Арматура по своему химическому составу должна соответствовать ГОСТ 5781-82, ГОСТ 10884-94 и другим нормативным документам.

Оценка эксплуатационных качеств сварных соединений

Комплексная оценка эксплуатационных качеств сварных швов производится с позиции их прочности, ударной вязкости, пластичности и пр. Она производится с учетом внешних факторов:

1. Типа соединения, которое использовалось.
2. Способа сварки.
3. Марки стали и диаметра используемой арматуры.
4. Температуры эксплуатации и производства.

Для оценки качества сварки арматуры при статической нагрузке в ГОСТе приведена таблица А1.

Если эксплуатационные качества оцениваются при многократно повторяющихся нагрузках, то рекомендовано снижать балл на 1. Также в процессе оценки рекомендовано ориентироваться на ГОСТы и нормативы на проектирование железобетонных конструкций зданий и сооружений.

Баллы для арматурных соединений назначаются с учетом соблюдения производственной технологии арматуры и закладных. Так, балл 5 гарантирует равную прочность для сварного соединения исходному металлу и его пластичное разрушение. Результаты контроля сварных соединений фиксируются в рабочих журналах, а также отражаются в журнале сварочных работ.

Таким образом, положения ГОСТ 14098-2014 устанавливают требования к работам по сварке арматуры. Они предполагают применение нескольких способов состыковки армирующих прутов. Среди них крестообразное, стыковое, нахлесточное и тавровое.

Источник

Технология сварки арматуры

Сварка арматуры позволяет быстро изготовить жесткий каркас любых размеров. Однако применение этого метода не всегда допустимо. Решение зависит от материала стержней и действующей на них нагрузки.

Сварка позволяет создать каркас любых размеров.

Что такое арматура

Бетон обладает высокой прочностью на сжатие, но плохо работает на растяжение. Во избежание раскрытия трещин при таких нагрузках в него замоноличивают стальные стержни круглого сечения – арматуру. Их дополнительная функция сводится к усилению бетона при сжатии.

Разновидности арматуры

В соответствии с ГОСТ 5781-82 стержни делятся на классы от А-I (А240) до А-VI (А1000). В основном применяют следующие:

1. А-I (А240). Гладкие стержни из горячекатаной спокойной, полуспокойной или кипящей стали марки Ст3.
2. А-II (А-300). Арматура этого и последующего классов имеет периодический профиль – выступы, обеспечивающие прочное сцепление с бетоном. Стержни диаметром менее 40 мм изготавливают из стали Ст5 (спокойной и полуспокойной), более толстые – из 18Г2С.
3. А-III (А400). Изготавливается из стали 35ГС и 25Г2С. Вторая разновидность представляет собой улучшенный вариант и помечается нанесением на концы несмываемой белой краски. В отличие от первого, ее можно соединять электросваркой; стержни обладают повышенной прочностью за счет холодного вытягивания. А-III – один из самых распространенных видов арматуры. Применяется в ответственных конструкциях, в т.ч. предварительно напряженных.

ГОСТ Р 52544-2006 устанавливает еще 3 класса арматуры, подвергнутой термомеханическому упрочнению:

1. А500С. Горячекатаные стержни. В последние десятилетия широко применяются вместо А-III. За счет использования стали без легирующих добавок стоят дешевле и могут соединяться между собой дуговой сваркой.
2. В500С. Холоднокатаный вариант.
3. Ат800. Более прочная горячекатаная разновидность.

В железобетонном изделии различают 2 вида арматуры:

1. Продольная. Является основной, держит расчетную нагрузку.
2. Поперечная. Служит для соединения поясов продольной арматуры в 3-мерный каркас. Обеспечивает связь между сжатым бетоном и растянутыми стержнями, воспринимает усилия от температурного расширения.

Диаметр у поперечной арматуры меньше, чем у продольной.

Разновидности арматурной стали.

Особенности сваривания арматуры

Круглая форма стержней обусловила появление специального метода – ванного. Его применяют при стыковой сварке, когда торцы элементов прилегают друг к другу.

При организации других видов соединений (нахлесточного, крестообразного и таврового) необходимо держать электрод под правильным углом.

Основные требования

В местах сварки металл не должен терять прочность и пластичность. Некоторые стали, например, 35ГС, запрещено соединять данным методом, поскольку материал в зоне шва становится хрупким. Каркасы из таких стержней собирают с помощью вязальной проволоки или фиксаторов из пружинной стали.

Перед сваркой с арматуры удаляют грязь и пыль. При небольшом объеме работ ее зачищают до металлического блеска, что положительно отражается на качестве шва. На крупных стройках этого не делают, т.к. подобная подготовка влечет за собой существенное удорожание процесса и растягивание его во времени. Толщину электрода и сварочный ток подбирают так, чтобы избежать прожига стержня.

Способы сварки арматуры

Применяют ручную дуговую сварку, автоматическую и полуавтоматическую. Существует несколько вариантов расположения стержней один относительно другого.

Внахлест

К такому способу прибегают на участках, не подверженных большим нагрузкам. Придерживаются следующих рекомендаций:

Соединение арматурной стали внахлест.

1. Соединяют стержни одинаковой толщины.
2. Данный параметр (D) должен быть не менее 20 мм.
3. Минимальная длина нахлеста составляет 10D.
4. Стержни располагают горизонтально.

Встык

Этот тип соединения применяют для стержней диаметром 20-100 мм. Сварку осуществляют ванным способом:

1. Арматуру укладывают с небольшим зазором между торцами.
2. Ограничивают пространство между стержнями с 3 сторон накладками или специальной U-образной скобой.
3. Сварочным электродом оплавляют торцы, в результате чего в зазоре между ними образуется ванна расплавленного металла.
4. После его остывания накладки удаляют.

Сварка арматуры встык.

• высокие прочность и надежность соединения (подходит для ответственных конструкций);
• возможность вести работы в любом пространственном положении.

Недостаток – высокий расход электродов. Чтобы заполнить ванну между прутами толщиной 28 мм, понадобится 3 4-миллиметровых расходника. Если они плавятся последовательно, от мастера требуется умение быстро менять их. Проще закрепить все 3 электрода в специальной гребенке и варить ими одновременно.

Точечная контактная

Такую сварку применяют на автоматизированных производствах. Ее преимущество – высокая производительность. Недостатки:

• большая энергоемкость;
• потребность в специальном крупногабаритном оборудовании (может эксплуатироваться только в условиях промышленного предприятия).

1. Стержни зачищают до металлического блеска.
2. Зажимают в станке клещами с подключенными к ним электродами.
3. Подают короткий электрический импульс.

Точечная контактная сварка арматуры.

Арматуру можно накладывать друг на друга или соединять встык. Во втором случае действуют ограничения по диаметру:

1. Для гладких стержней – не менее 14 мм.
2. Для профилированных – не менее 32 мм.

При наложении стержней внахлест сварку производят в нескольких точках.

Крестообразная

Сварку выполняют строго в горизонтальном или вертикальном положении. Это обеспечивает плотный контакт арматуры и предотвращает вытекание расплавленного металла. Электрод держат под углом 30-45° к плоскости стержней.

Крестообразная сварка арматуры.

Данный вид сварки нельзя выполнять при отрицательных температурах воздуха.

Оборудование и материалы для сварки

Арматуру варят стандартными аппаратами для электродуговой сварки:

• трансформаторными;
• выпрямителями;
• инверторами, в т.ч. бытовыми.

Газовую сварку не применяют.

Разовые и небольшие по объему работы производят ручным способом. Ему присущи такие недостатки:

• требуется исполнитель с высокой квалификацией;
• процесс занимает много времени;
• характеризуется высокими расходами.

При серийном изготовлении каркасов в производственных условиях задействуют полуавтоматическую и автоматическую сварку. Это дает следующие преимущества:

• возрастают качество и производительность работ;
• снижаются себестоимость и требования к квалификации исполнителя.

Технология сварки арматуры

В качестве примера полезно рассмотреть соединение ванным методом. Действуют в следующем порядке:

1. Стержни подрезают гильотиной или болгаркой до нужной длины. Можно сварочным аппаратом, но это более затратный способ.
2. Удаляют с них грязь и пыль, концы на длину 3-4 см зачищают до металлического блеска. Затем их моют и обезжиривают.
3. Устанавливают арматуру в проектное положение. Максимально допустимое отклонение от соосности составляет 5% от толщины стержней. Величина зазора между торцами зависит от напряжения: 1,5D (диаметра электрода), если 220 В; и 2D, если 380 В.
4. Крепят в зоне соединения накладки или скобу, препятствующие растеканию металла. Стальные детали приходится оставлять, что приводит к удорожанию работ. Съемные керамические или графитовые накладки используют многократно. Их фиксируют проволокой или струбциной.
5. Если используют металлические накладки, их прихватывают к арматуре.
6. Чиркают расходником по одному из торцов и плавят его, совершая колебательные движения между стержнями арматуры. Догоревший электрод быстро меняют на новый и так до тех пор, пока ванна не будет заполнена.
7. Дожидаются остывания шва и проверяют его качество.

Скобу преимущественно используют при ручной сварке, керамические накладки – если применяют полуавтоматическую. Автоматы оборудованы медными ограничителями.

Схема сварки арматуры.

Проверка прочности готовой конструкции

Качество швов проверяют:

1. Визуально. Осматривают соединение на предмет трещин, сквозных прожогов, подрезов, непроваров, пор и кратеров.
2. Гамма-дефектоскопией. Метод для выявления внутренних дефектов (непроваров, пор, микротрещин, неметаллических включений).
3. Простукиванием молотком или сбрасыванием каркаса на пол с высоты в 1-1,5 м (тест на прочность).

Параметры режимов сварки

Рекомендуемая длина дуги составляет 2 мм. С увеличением данного показателя разряд начинает «гулять» по поверхности, что приводит к непровару и разбрызгиванию металла.

Рекомендуемые показатели тока

Ампераж зависит от типа электрода и его толщины:

Диаметр электрода, мм	СМ-11	АНО-5 (6)	ВСЦ-4	УОНИ-13/55
2	–	–	–	30-50
3	100-150	–	90-100	80-120
4	150-220	170-220	120-150	130-190
5	180-290	210-280	–	180-260

Если работы ведутся при отрицательной температуре воздуха, силу тока увеличивают на 15-20%.

Особенности подбора электродов

Профессионалы в большинстве случаев используют электроды УОНИ-13/55 Э50. Они имеют основное покрытие с деионизирующими элементами (фосфорными производными), затрудняющими горение дуги. Поэтому новичкам сложно варить такими расходниками: рекомендуют применять электроды марок АНО, МР-3, ВСЦ-4 или СМ-11.

Соотношение электродных и арматурных стержней по толщине

Нахлесточные и крестообразные соединения варят такими расходниками (толщина арматуры/электрода в мм):

Параметры для ванного метода приведены в таблице:

Толщина стыкуемых арматурных стержней d н, мм	Диаметр электрода d э, мм	Сварочный ток, А, для стержней, расположенных
		горизонтально	вертикально
20-28 6	220-250 260-300	200-220 Техника безопасности С целью защиты глаз и кожи от жесткого ультрафиолетового излучения и капель расплавленного металла сварщик использует средства индивидуальной защиты: щиток с темным стеклом; спецодежду; рукавицы. Работы проводят с соблюдением правил электробезопасности. Особенности сварочных работ на высоте Если монтаж ведется с применением оборудования для промышленного альпинизма, оно должно быть усилено стальной цепью или тросом. Такие работы запрещено проводить в условиях плохой видимости: В остальных случаях применяют строительное оборудование или специально смонтированные конструкции, позволяющие закрепиться страховочным поясом. При выполнении работ в нескольких точках на разной высоте монтируют ограждения, препятствующие падению на нижерасположенных работников инструмента, капель расплава, электродов. Сварщик должен иметь: Сумку для инструмента. Пенал для электродов. Огнестойкую тару для огарков. Использовать электрооборудование в дождь или снег, если оно не защищено навесом. Бросать огарки вниз. Сварочные работы на высоте требуют особой техники безопасности. Возможные сложности Часто приходится сталкиваться с ситуациями: Залипает электрод. Необходимо увеличить сварочный ток. Дуга прожигает свариваемую арматуру, или образуется чрезмерно большая ванна. Уменьшают ток либо применяют электрод меньшей толщины. Что лучше: сварка или вязка арматуры Каждый способ имеет свои сильные и слабые стороны. Достоинства вязки: Процесс не влияет на прочность и пластичность стали. Данное обстоятельство особенно важно при сооружении фундаментов тяжелых зданий и других конструкций, рассчитанных на большие нагрузки. Дешево стоит. Отожженная вязальная проволока имеет намного меньшую стоимость, чем электроды; для ее применения не требуется электричество. Обходится без использования сложного оборудования. Нужен только специальный инструмент – крючок. Может применяться в отношении стержней любых диаметров. Операция доступна человеку без специальных навыков. Низкая скорость выполнения работ. Отсутствие жестких связей. Второй аспект проявляется при изготовлении больших каркасов. Сварка, наоборот, позволяет быстро получить жесткие конструкции любых размеров, но имеет следующие недостатки: Обходится дороже. Требует участия специалиста со сложным оборудованием. Неприменима к стержням толщиной менее 12 мм (возможен прожог). Может привести к уменьшению прочности и пластичности в зоне соединения. Нуждается в электроснабжении. Дополнительная информация Сварку внахлест правильно вести в нижнем положении. В верхней позиции сталь плавится менее интенсивно. Также допускается расположение стержней под углом в 15-20°. При сварке арматуры ванным методом с применением нескольких электродов одновременно их поджигают о днище ванночки. После заполнения ее металлом расходники 8-10 раз опускают в расплав на 2-3 секунды, чтобы обеспечить равномерное остывание. Если отсутствуют накладки, их заменяют короткими отрезками арматуры. Источник Оцените статью Вам также может понравиться Ясень семена способ распространения Ясень обыкновенный Fraxinus excelsior – так в ботанической Ярлыки способы создания ярлыков ос windows Создаем ярлыки на рабочем столе Windows Создаем ярлыки Японское удобрение фуджима способ применения Удобрения Фуджима Знаете потрясающее удобрение, палочка Японский чай способ заварки Технология заваривания японского чая Известно, что Правообладателям Политика конфиденциальности Контакты