Технология сварки арматуры ванным способом

Технология ванной сварки

Рассмотрим, что представляет ванная сварка, какое оборудование нужно для ее проведения, преимущества и недостатки технологии, а также области ее применения.

Соединение металлических деталей с помощью сварки является наиболее надежным. Ее применяют во многих областях промышленности и в быту.

Наибольший интерес представляет часто применяемая ручная ванная сварка. Рассмотрим, что она собой представляет и какое оборудование нужно для ее проведения, преимущества и недостатки этой технологии, а также области ее применения.

Технология сварки ванным способом

В основном проводится ванная сварка арматуры. Свое название она получила благодаря использованию в технологии расплавленного металлического сплава, находящегося в ограниченной концами соединяемых деталей и накладкой в виде скобы области. Это напоминает ванну, наполненную водой. Жидкий металл состоит из расплавов электрода и соединяемых концов изделий. Накладки в виде скоб используются для того, чтобы расплав не мог растекаться во время проведения сварки. Дополнительно с торцов скобы устанавливаются ограничители, обеспечивающие защиту от растекания шлаковой фракции по поверхности стержня. Скобы–накладки и ограничители производятся из низкоуглеродистых сталей. После выполнения работ они остаются в области шва. Применяют также съемные ванночки для сварки арматуры, выполненные из медных сплавов (кроме латуни и бронзы), а также керамические и графитовые. Они являются формами многоразового использования.

Выполняется сварка с помощью одного электрода или несколькими соединенными пластиной электродами (гребенкой) или электродным держателем

Технология позволяет стыковать горизонтально, наклонно и вертикально расположенные стержни.

При горизонтальном расположении изделий для создания ванны стальную скобу приваривают к области соединяемых арматурных стержней в месте их стыка.

Расстояние между свариваемыми торцами изделий должен составлять 1,5-2 диаметра используемых электродов с покрытием.

При соединении вертикально расположенных стержней применяют штампованную стальную форму, которую приваривают к торцу изделия, расположенного снизу. Затем производят расплавление его сечения с помощью дуги. После этого торец верхнего стержневого элемента прихватывают к расплавленому нижнему сечению и продолжают дальнейшее расплавление соединяемых частей. Происходит постепенное заполнение формы образующимся общим расплавом.

Для того, чтобы освободиться от шлака, делают отверстие в форме с помощью прожигания стенки. После проведения сварки его заваривают.

Особенности выполнения сварки

Особенностью выполнения такой сварки является непрерывность процесса. При этом образующиеся после расплавления металла пузыри, состоящие из инертного газа, и шлаки собираются на поверхности металла. Это значительно улучшает качество стыкового соединения.

Расплавить кромочные части соединяемых деталей возможно только при достижении температуры плавления. Для металлов она имеет очень высокий показатель и получается с помощью плазменной дуги. Сварочная работа должна проходить так:

• Сначала нужно провести возбуждение дуги, которое возникает при контакте рабочего электрода с металлом. Другой электрод сварочного агрегата предварительно крепится к металлу. При соприкосновении с поверхностью рабочий электрод замыкает цепь, создавая ток в сотни ампер и возбуждая тем самым сварочную дугу.
• Затем выполняется сама сварка. Рабочим электродом с возбужденной дугой медленно водят над поверхностью кромок деталей, расплавляя их путем разогрева до температур в тысячи градусов. Сам конец рабочего электрода также подвергается расплавлению.
• Полученный расплав создает «сварочную ванну» в замкнутом пространстве. В результате химических процессов между компонентами расплава (торцевых частей и электрода) происходит образование нового сплава. Шлаковые отложения на поверхности и газовые выделения являются благоприятным фактором, т. к. они защищают расплав от соприкосновения с атмосферой до момента его окончательного застывания.
• При отвердевании нового сплава образуется прочное соединение деталей. На поверхности «правильного шва» соединения должна образоваться ровная корка из шлаковых компонентов.
• Иногда сварщики, пока металл не отвердел окончательно, обстукивают шов, чтобы снять появившееся в металле при сварке напряжение.
• Для получения качественного шва электрод при расплавлении не должен неподвижно располагаться в одном месте. Чтобы создать равномерный расплав, его необходимо двигать, прихватывая нерасплавленные части кромки и одновременно двигаясь поступательно по направлению шва.

Применяемое оборудование

1. Сварочного аппарата, служащего для понижения напряжения 220 вольт и создающего постоянный ток большой силы. В отличие от обычного трансформатора, он называется сварочным инвертором и имеет много дополнительных функциональных режимов. Сейчас выпускаются аппараты небольших размеров, которые можно использовать дома. Они отличаются высокочастотным напряжением в сотни КГц, преобразующим ток в постоянный.
2. Скобы-накладки (ванночки), которые подбираются в зависимости от вида шва и характера свариваемых изделий. Для горизонтальных соединений, например, используются скобы типов С14-Мn, С15-Рс, С16-Мо.
3. Для обеспечения защиты расплава в сварной ванне иногда требуется дополнительно создавать среду из инертного газа, т. к. этого требуют характеристики соединяемых материалов. Для этого используют небольшие баллоны с инертным газом, которые есть в продаже.
4. Плавящиеся электроды с покрытием из стальных, алюминиевых, медных и других сплавов. Для рядовых работ подойдут стержни марок МР-3 и АНО диаметром 2-4 мм, которые всегда есть в продаже. Для конструкций ответственного назначения используют стержни УОНИ.
5. Защитная маска (маска сварщика). Удобнее для работы маска, которую закрепляют на голове. Также нужна специальная одежда и перчатки, защищающие от ультрафиолетовых лучей и брызг расплавленного металла.

Для чего используют этот метод

• металлических арматурных стержней, особенно большого диаметра от 20 до 100 мм;
• стыков толстостенных стальных фланцев, изготовленных из полос;
• стыков многорядных арматурных конструкций в железобетонных сооружениях.

Ванным способом проводят соединения конструкций большинства крупных железобетонных объектов, имеющих сложный каркас.

Преимущества и недостатки

Широкое использование ванной сварки объясняется ее преимуществами:

• технология не требует специального оборудования;
• она удобна, потому что может быть выполнена в любом расположении стыков;
• с помощью ванной сварки достигается единый прочный каркас конструкции без снижения ее жесткости;
• является экономичным видом сварки;
• может применяться для бытовых нужд.

К недостаткам ванно-шовной сварки можно отнести требование соблюдать непрерывность процесса, чтобы поддерживать жидкое состояние металла во время работы. Поэтому замену электродов во время процесса не рекомендуют. В случае необходимости такой замены выполнять это нужно очень быстро.

Несоблюдение температурного режима очень влияет на качестве шва. При слишком быстром охлаждении расплава может образоваться много шлака.

Также не нужно допускать слишком быстрого расплавления металла, поэтому дугу на электроде нужно периодически гасить.

Области использования

Также ванная сварка широко используется при строительстве дачных домов и приусадебных построек, квартирном ремонте во время перепланировки и других бытовых работах.

Изучив тонкости ванной сварки, Вы можете попробовать выполнить ее самостоятельно. А если у Вас есть опыт таких работ, вы можете поделиться им в комментариях к этой статье.

Источник

Технология сварки арматуры ванным способом

Все строительные процессы имеют государственные стандарты, которые определяют, как их надо проводить. В стандартах четко обозначено, какие материалы должны использоваться, какие технологии и последовательность проводимых операций. Сварка арматуры – не исключение.

Для данного строительного процесса был разработан ГОСТ под названием «Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций». Стандарт введен в исполнении 1.07.92 г. под номером 14098-91. В нем есть две таблицы, определяющие требования ванной сварки арматуры, тема которой лежит в статье.

1. В таблице под номером «1» обозначены виды сварки арматуры: стыковое, крестообразное, тавровое и нахлесточное. В стыковую категорию входит сварка при помощи ванночки или по-другому: инверторная форма. То есть, таким способом можно варить арматурные стержни, установленные стык в стык.
2. В таблице №30, которая называется «Термины и Пояснения», дано понятие арматурной сварки ванным способом. В таблице написано, что ванная сварка – это процесс, при котором расплавление стыкуемых стержней происходит, в основном, за счет тепла ванны расплавленного металла.

Обратите внимание на слово – в основном – которое говорит о том, что не только расплавленный металл расплавляет арматурные стержни. Поэтому разберемся в технологии сварки арматуры ванным способом досконально.

Требования к технологии соединения ванным методом

Начнем с того, что сварка арматуры ванным способом – процесс, в котором кроме электродов и сварочного аппарата используется специальное приспособление сечением U-образной формы, изготовленное из низколегированной стали методом штамповки. Это первое.

Второе – размеры ванночки определяются диаметрами стыкуемой арматуры. Единственная стандартная величина – толщина используемой для изготовления ванночки стали, равная 6-8 мм. Сразу оговоримся, что приспособление является одноразовым. При окончании сварки оно остается на месте проведения стыковки арматуры, как неотъемлемая часть соединения. Таким образом ванночка дополнительно усиливает стык.

Надо добавить, что кроме стальных инверторных форм при сварке двух арматурных прутьев используют медные или графитовые. Оба варианта являются многоразовыми, то есть после окончания работ ванночки снимаются, очищаются, их снова можно использовать на другом стыке. Это большой плюс, но есть у этих форм большой минус – высокая цена. Поэтому чаще всего строители используют стальные формы.

Третье требование – стыковка двух концов арматуры производится по одной оси с допуском в пределах половины диаметра прутьев. Зазор между торцами – не больше 1,5 диаметра арматуры. При этом ванная сварка арматуры может быть использована и при горизонтально расположенном стыке, и при вертикально расположенном.

Внимание! В последнем случае к ванночке добавляется стальной ограничитель, который приваривается к форме снизу. Именно он не дает расплавленному металлу вытекать.

Четвертое – соединять таким методом можно прутки диаметром 20-100 мм, если применяется ручная сварка.

Пятое требование касается способов сварки. Здесь три позиции:

• ручная,
• автоматическая (используется специальное сварочное оборудование с автоматической подачей электрода и движением держателя электрода),
• полуавтоматическая (движение держателя ручное, подача электрода автоматическая).

Технология ванной сварки

Как и все процессы, технология ванной сварки делится на два этапа: подготовка и сама сварка.

Подготовительный процесс

Сюда входит две операции:

1. Очистка концов арматурных стержней металлической щеткой до блеска. Основная задача – удалить участки ржавчины, грязи, краски и прочих материалов, препятствующих получить высокое конечное качество. Размер очистки – 30 мм (минимум) на каждом конце.
2. Приварить к нижним плоскостям стыкуемых стержней точечной приваркой инверторную форму. Она будет создавать емкость, в которой будет собираться расплавленная сталь.

Основной этап

Сразу надо оговориться, что основной металл, который будет заполнять собой ванночку – сталь арматуры. Поэтому электрод подводят к торцу одного из стержней и начинают его расплавлять, двигая расходником по всей площади торца: круговыми движениями или из стороны в сторону. Затем работа переходит на противоположный торец соединяемой арматуры. И так поочередно до полного заполнения ванночки расплавленным металлом.

Внимание! Все движения должны быть легкими, потому что расплавка производится при высоких токах. К примеру, если используются электроды диаметром 7-8 мм, то к ним подается ток силой 400-450 ампер.

Сварка арматуры продолжается до тех пор, пока расплавленная сталь не закроет собой соединяемые стержни. На этом работа не заканчивается, надо правильно провести окончательные манипуляции, чтобы равномерно еще раз прогреть весь собранный в форме металл для равномерного его остывания. Просто электродом вращают между концами соединяемой арматуры, но не сильно. Теперь можно заканчивать процесс ванной сварки.

Даже самая небольшая по объему ванночка не заполниться металлом, если используется для расплавки один электрод. Как минимум, будет израсходовано 4-5 расходников. Поэтому сварщик, который выполняет данный вид сварки, должен обладать опытом и навыками, где основной – скорость замены электродов. На это выделяется не более 5 секунд. После этого временного периода сталь просто начнет застывать. И все проделанные манипуляции – ноль. Неравномерно остывающий металл – снижение качества соединения.

Сварка гребенкой и несколькими электродами

Этот способ называется многоэлектродной сваркой, где используется специальный держак, называемый гребенкой. В него вставляется сразу несколько электродов (3-5 шт.). Принцип расплавления арматуры здесь точно такой же, как и в случае с одним расходником. Но есть и свои особенности.

1. Зажигают дугу электродов не об арматуру, а об металлическую ванночку, чаще о ее днище. Просто об один торец одновременно сразу несколько электродов не разжечь.
2. Для упрочнения стыка электроды периодически опускают в расплавленный металл, чтобы прогреть его.
3. Можно зазор между прутками арматуры не оставлять, прижимая их плотно друг к другу.
4. При вертикальном расположении арматуры не стоит сильно отклонять электроды от перпендикулярности к оси соединения.

Этот способ при соединения арматуры внутри бетонных конструкций используется редко. Он непростой, не все сварщики им владеют. Лучше для этого использовать разъемные формы из меди или графита, что увеличивает себестоимость процесса.

Режим сварки

Ванная технология соединения арматуры чаще всего используется для стыковки прутьев большого диаметра. Поэтому режим сваривания – один из важных критериев добиться высокого качества стыка. В состав режима входят: диаметр электрода, сила тока, и все это зависит от диаметра свариваемых арматурных стержней. Зависимость здесь такая:

Диаметр арматуры, мм	Диаметр электрода, мм	Сила тока, А
20-25	5	230-260
36, 45	6	300-330
60	7	420
70	8	500

Так как сварка этого типа связана с использованием токов большой величины, то важная составляющая проводимого процесса – техника безопасности. Важно перед началом соединения арматуры с помощью ванной сварки удостовериться, что используемое оборудование, инструменты и приспособления находятся в технически исправном состоянии. Большое внимание надо уделить заземлению, спецодежде и сварочной маске. Обязательно места проведения сварки оборудуются первичными средствами пожаротушения.

Преимущества и недостатки ванной сварки арматуры

К преимуществам можно отнести:

• рациональный расход исходных материалов;
• высокое качество соединения;
• отточенная технология, которая позволяет добиться высокого качества;
• разнообразие инверторных форм, что позволяет сделать выбор точно под размеры арматуры.

Отрицательные стороны технологии:

• более требовательная подготовка, занимающая много времени, особенно это касается точного выставления концов двух соединяемых арматурных прутьев;
• большой расход стальных ванночек;
• высокая цена медных форм.

Итак, ванный способ соединения арматурных стержней, если его правильно проводить, это высокое качество конечного результата. Шов получается прочным и надежным. Место стыка гибким, как у сплошной арматуры, что позволяет выдерживать нагрузки на изгиб.

Источник