Сварной способ соединения арматуры

Сварка арматуры

Арматура представляет собой прутки разного диаметра, имеющие ровную и ребристую поверхность. Арматура – востребованный конструкционный элемент, применяющийся во многих сферах.

Данный строительный материал используется в следующих отраслях:

• изготовление железобетонных конструкций бытового и промышленного профиля: фундаменты, несущие стены, перекрытия и колонны;
• устройство специальных гидротехнических сооружений;
• возведение каркасов;
• производство металлических сеток различного назначения;
• обустройство пешеходных зон, дорожных покрытий.
• создание других важных изделий.

Следует выделить основные преимущества арматуры:

• простота и легкость использования;
• высокая прочность;
• большой коэффициент теплопроводимости;
• обширный выбор прутков в зависимости от диаметра, профиля сечения, принципа применения, назначения, способа производства и т.д.;
• долговечность арматурных конструкций.

Особенности сваривания

Процесс сваривания арматуры обладает особенностями: сварочный шов при перекрестном сваривании имеет небольшую длину из-за маленькой площади соприкосновения, в результате сварки данного материала возникает перпендикулярное соединение. Это соединение может образовать некий рычаг, основная нагрузка которого ложится на место сварного шва.

Данные специфические характеристики требуют специального подхода. Для этого существует несколько способов сварки арматуры. Правильный выбор необходимой технологии сможет обеспечить сокращение издержек и гарантирует качественный результат.

Способы

Существует несколько методов сварки арматуры. Каждый способ применяется в зависимости от конкретной ситуации и для решения определенных задач.

Электродуговая сварка

Электродуговая сварка используется специалистами в следующих ситуациях:

• работа с арматурой большого диаметра;
• скрепление арматуры из сталей разных марок.

Сварщику следует применять электроды, состав которых схож с составом свариваемых изделий, а также сварочный трансформатор, инвертор или иной источник сварочного тока.

Главным преимуществом является возможность использования обычного сварочного оснащения. Основной недостаток – соединения, созданные этим методом, не способны выдерживать повышенные нагрузки. Используется технология сварки арматуры ручной дуговой сваркой при монтаже каркасов, металлических конструкций и сеток.

Внахлест

Следующий метод – сварка внахлест, которая производится при помощи одного иди двух фланговых швов. По сути, данный способ можно охарактеризовать как стыковка арматуры сваркой, проводящаяся в продольной плоскости.

Следует указать, что чем больше нахлест арматуры при сварке, тем большей прочностью отличается конструкция. При этом необходимо учитывать, что сваривание проводится с двух противоположных сторон соединения.

Иногда это создает неудобства при выполнении процедуры. Например, один сварной шов расположен с верхней стороны двух рабочих прутков, а другой – снизу. Таким образом, до второго соединения сложно или невозможно добраться и шов получается ненадежным. Поэтому данный метод можно использовать только в тех случаях, когда готовое изделие не будет подвергаться значительным нагрузкам.

Нужно правильно подобрать диаметр электродов. Арматура диаметром 5-8 мм. варится стержнем диаметром 3 мм. Для 8-10 мм. понадобится 4-хмиллиметровый расходник. Прутки диаметром более 10 мм. – электроды диаметром 5 мм.

Встык ванным способом

Для сваривания арматуры встык применяется ванный способ. Для этого метода исполнителю понадобится специальное приспособление. Ванночка (скоба-накладка для сварки арматуры) служит барьером для стекания расплавленного металла. Суть процесса состоит в том, что свариваемые концы стержней арматуры располагаются внутри ванночки. Затем их поочередно плавят электродами. Электрод должен слегка касаться стержня, так как сварка проводится при больших величинах тока.

Для материалов диаметром 5-6 мм. применяется ток в 400-450 А. Низкие температуры способствуют увеличению тока ещё на 10-15 %. Наплавленный металл заполняет ванночку и происходит скрепление двух стержней в одно монолитное соединение.

Следует отметить, что данный метод является наиболее предпочтительным из-за минимальных затрат сварочных материалов и металла, а также благодаря получению прочных и надежных конструкций. Ещё одно достоинство ванного способа – возможность работы с арматурой большого диаметра – 20-100 мм.

Скобы бывают трех видов, разделение осуществляется в зависимости от сырьевого материала. Стальные формы являются неразъемными, т.е. ванночка становится частью сварной конструкции. Медные и графитовые накладки снимаются с места соединения после выполнения работ. Позже их можно будет применять повторно. Графитовые формы перед применением необходимо прокаливать, так как они легко впитывают в себя влагу.

Какие марки электродов применяются для работы с различными видами арматуры будет указано далее.

Соединение для фундамента

Как уже было сказано ранее, наиболее активно арматура применяется в строительной сфере, в частности при капитальном строительстве. Поэтому сварка арматуры для фундамента является популярным и востребованным процессом. Фундаменты несут значительные нагрузки, поэтому их прочность должна быть на высоком уровне. Перегрев металла приводит к изменению структуры и ослаблению прочностных характеристик. Следовательно, сварка должна проводится на специализированных предприятиях либо на строительных площадках высококвалифицированными исполнителями.

Таким образом, сварка арматуры для фундамента включает несколько этапов:

• ОТК проводит проверку качества материалов, некачественная арматура отбраковывается;
• стержни зачищаются от ржавчины и других загрязнений, подвергаются разметке и резке;
• заготовки соединяются в плоскую конструкцию путем прихватывания элементов;
• проверяется соответствие конструкции техническому плану;
• в случае несоответствия производится корректировка, в остальных случаях – определяется длина сварных швов и последовательность сваривания;
• окончательное соединение всей конструкции осуществляется также поэтапно: после сварки очередного шва следует дать ему остыть, проверить металл на наличие микротрещин.

Кроме этого, сварные арматурные конструкции применяются в малоэтажном строительстве. Следовательно, сварка арматуры для фундамента может проводится и в домашних условиях. В подобных случаях исполнителю понадобится простые сварочные устройства ручного или автоматического режима (например, инвертор).

Электроды

Для сварки арматурных стержней применяются электроды типов Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50А, Э55, Э60.

Наиболее востребованными и ходовыми марками являются:

• Электроды с основным покрытием УОНИ-13/45 применяются для сварки конструкций ответственного назначения из углеродистых и низколегированных сталей. Достоинства: шов обладает стойкостью к образованию трещин и высокими качественными характеристиками.
• ТМУ-21У используются для ручной дуговой сварки ответственных конструкций. Преимущества: состав обмазки электродов гарантирует хорошее качество сварки исоединения; небольшой уровень разбрызгивания; стабильность дуги; легкая отделимость шлака.
• УОНИ-13/55У предназначены для сварки арматуры ванным способом. Данная марка незаменима для обеспечения качественной сварки.
• Если исполнитель располагает сварочным аппаратом инверторного типа, то для сварки арматуры понадобится электроды марок АНО-21 и МР. Основные достоинства: доступность данных сварочных материалов, возможность осуществления сваривания по ржавчине, сварка может выполняться во всех пространственных положениях (кроме МР-3).
• Практика показывает, что электроды ОЗС-12 являются одним из лучших вариантов для работы с арматурой. Плюсы: возможна сварка изделий с небольшим количеством ржавчины; рутиловая обмазка предотвращает образование пор и предохраняет шов от попадания шлаков и окислений; высокая прочность соединений.

Технология стыковки и соединения ручной дуговой сваркой

При выполнении сварки арматурных стержней важно правильно выбирать оборудование и расходные материалы, тщательно проверять и контролировать их качество.

Следует учитывать особенности проведения работ, перечисленные ранее. При предъявлении повышенных требований к готовому изделию, нужно качественно выполнять каждое сварное соединение. Потому как даже один ненадежный шов может привести к неравномерному распределению нагрузки и повреждению всей металлической конструкции.

В отдельных случаях для повышения жесткости конструкции необходимо приваривать дополнительные ребра. Они повлияют на прочность в лучшую сторону.

Полезное видео

Предлагаем посмотреть ролик, но обязательно просим учесть сказанное выше про сварку ответственных конструкций и проектную документацию.

Проверка качества готовой конструкции

Из-за повышенных требований, предъявляемых к сварному соединению арматурных стержней, после окончания работ следует провести проверку качества шва. Для этого необходимо сверить полученные размеры конструкции с документацией или чертежом. Можно использовать рулетку, линейку, штангенциркуль, шаблон сварщика.

Меры безопасности

Сварка арматуры, как и других изделий и конструкций, требует соблюдения правил безопасности. Это является гарантией качественного осуществления работ и обеспечивает необходимый результат. Этап подготовки включает подгонку, зачистку и обточку торцов металлических изделий.

Исполнитель в обязательном порядке должен использовать средства защиты: маска, спецодежда и краги.

Оборудование должно быть исправным и иметь заземление. Недопустимо проводить сваривание в условиях высокой относительной влажности.

Особого упоминания требуют меры безопасности при проведении сварочных работ на высоте.

Как следует осуществлять на высоте

Сварочные работы на высоте следует выполнять в соответствии с правилами техники безопасности. Следует особо подчеркнуть несколько важных моментов:

• сваривание арматуры на высоте необходимо осуществлять с лесов, подмостей, навесных люлек или приставных лестниц, имеющих площадки с ограждениями и настил из несгораемых материалов;
• при невозможности установки вышеперечисленных средств, работы можно вести с ранее смонтированных конструкций с ограждениями, к которым можно прикрепить предохранительные пояса (они применяются при работах на высоте свыше 1,5 метров);
• при выполнении работ в несколько ярусов, необходимо присутствие ограждающих устройств. Щиты и настилы предотвращают попадания брызг металла и искр на работающих на нижних уровнях;
• сварщик должен использовать специальные приспособления для переноски инструментов и электродов, а также для сбора огарков;
• сварочное оснащение должно иметь защитное от брызг, пыли и осадков исполнение;
  • если его нет – следует соорудить навес из несгораемых материалов;
  • если никакой защиты нет, то сварочные работы во время дождя и снега не ведутся;
• также работы прекращаются при гололедице и при ветре более 6 баллов;
• кроме этого, существует порог по температуре, мороз ниже -30 градусов, работы проводить нельзя;
• доступ к оборудованию должен быть безопасным и свободным;
• если при работах используется несколько источников питания, то их следует располагать не ближе о,35 м. друг к другу;
• сварочный трансформатор и ацетиленовый генератор должны находится на расстоянии 3 м. друг от друга;
• сварочные провода следует располагать на расстоянии не менее 1 м. от трубопроводов с горючими газами;
• транспортировка газовых баллонов осуществляется на специальных тележках или носилках, а подъем их на высоту нужно выполнять с помощью грузоподъемных механизмов в специальных крытых контейнерах;
• баллоны при эксплуатации их на высоте должны находиться в специальных контейнерах, которые обеспечивают надежное крепление, исключают возможность падения баллонов с высоты, а также попадания на них брызг металла;
• кислородные баллоны, редукторы и рукава при хранении и эксплуатации не должны соприкасаться со смазочными материалами, жирами и промасленной одеждой;
• не допускается совместная транспортировка кислородных баллонов и баллонов с горючими газами;
• длина рукавов не должна быть больше 30 м.;
• исполнители должны иметь сертификацию на проведение соответствующих работ.

Классы арматуры и электроды

Существует большое разнообразие классов арматурных стержней. Наиболее распространенным типом является А500С. Буква “А” в обозначении подразумевает, что это горячекатаная сталь, число 500 указывает на предел текучести, “С” – арматура свариваемая. Преимущества данного типа арматуры:

• сварка арматуры А500С может осуществляется электродуговым способом;
• улучшенная прочность и пластичность;
• отсутствие хрупких мест;
• достаточно низкая себестоимость.

Электроды для сварки арматуры А500С должны быть предназначены для работы с низкоуглеродистыми сталями. Кроме этого, для данного материала следует применять сварочные материалы следующих типов: Э42А, Э46А, Э50А, Э55. Выбор электрода зависит от того, какой метод сварки исполнитель будет применять.

Ещё один востребованный класс – А400. Данный вид металлопроката также является горячекатаным, предел текучести составляет 400 МПа.

Если существует необходимость в осуществлении сварных соединений, то следует использовать А400С – одну из разновидностей А400. Арматура А400С была создана с целью удешевления производства, а также для уменьшения количества отходов. Применяется, в основном, в малоэтажном строительстве, при обустройстве дорожного полотна и при изготовлении железобетонных конструкций.

Что лучше: вязка или сварка

Существует несколько способов соединения арматуры, которые различаются по различным параметрам: себестоимость, сложность создания, надежность и другие. Несмотря на данное многообразие чаще всего вопрос стоит следующим образом: сварка или вязка? Каждый из этих типов соединений обладает собственными преимуществами и недостатками.

Достоинства сварки арматуры:

• создание крепкого неразъемного соединения;
• конструкция имеет повышенную ударную прочность;
• детали, скрепленные методом сваривания, в меньшей мере поддаются деформации и другим дефектам;
• изделие хорошо сохраняет форму даже несмотря на внешнее воздействие;
• высокая температурная стойкость сварного шва;

Недостатки:

• достаточно дорогостоящий способ, требует от исполнителя наличия опыта и знаний;
• для выполнения большинства процедур необходимо специальное стационарное оборудование;
• обработка упрочненных металлов требует высоких энергозатрат;
• в случае возникновения необходимости корректировки соединения, сварной шов очень сложно разъединить;
• нужно произвести тщательную подготовку рабочей поверхности.

Преимущества вязки арматуры:

• простой и дешевый способ соединения;
• исполнитель может не обладать особыми умениями и навыками;
• вязка более безопасный метод, чем сварка;
• конструкция приобретает небольшое количество дополнительной массы;
• нет необходимости в очистке поверхности;
• отсутствие энергозатрат;
• процедура может проводиться в местах без источника питания.

Недостатки:

• качество соединения вязки ниже, чем сварного шва;
• отсутствует жесткость скрепления, поэтому некоторые элементы могут оставаться подвижными;
• материал для вязки, в большинстве случаев, не обладает высокой температурной стойкостью.

Ознакомившись со всем перечнем плюсов и минусов каждого соединения, исполнитель сможет решить – какой способ соединения лучше применить на практике: сварка или вязка.

Источник