 |
Сварочные работы и стыковые соединения при монтаже ж/б конструкций.
|
|
|
|
Сварку монтажных соединений производят на стендах при укрупнительной сборке конструкций или в проектном положении после временного закрепления устанавливаемых конструктивных элементов и подготовки их соединений под сварку. В зависимости от способа передачи усилий в монтажных стыках соединяют непосредственно сваркой выпуски арматурных стержней или закладных деталей из угловой или листовой стали, к которым арматурные стержни крепят при изготовлении элементов.
В стыках железобетонных конструкций выпуски арматуры сваривают, используя несколько видов сварки: полуавтоматическую ванную под флюсом (стыковые вертикальные и горизонтальные соединения); ручную ванную (стыковые горизонтальные соединения); полуавтоматическую дуговую и ручную дуговую (стыковые и нахлесточные вертикальные и горизонтальные соединения). В сравнении со сваркой с накладками из круглой арматуры и центрирующей прокладкой сварка ванным способом отличается высокой прочностью и экономичным расходом металла. Она также эффективнее по затратам труда и стоимости работ.
При стыковке железобетонных конструкций не допускается применять отдельные стальные прокладки или вставки, которые не предусмотрены чертежами. Их применение не по проекту может быть допущено при условии предварительного согласования с проектной организацией из расчета не более одной на один стык. Выпуски стержней и других элементов, подлежащих соединению сваркой, должны быть соосны, не иметь искривлений, на расстоянии пяти диаметров от торца очищены и осушены от влаги, снега, льда путем нагревания пламенем газовых горелок или паяльных ламп до температуры 100—150°С. При этом не допускаются дефекты арматуры, стальных элементов, соединяемых сваркой встык торцами или кромками, трещины, расслоения, срезы торцов или кромок с отклонениями от прямого угла более 10°, сплющенные места при механической рубке на глубину более 0,1 толщины элемента от диаметра стержня.
|
|
|
Правку и отрезку концов стержней следует выполнять с помощью пропан-бутанокислородных или ацетиленокислородных резаков. Правку с помощью местного нагрева незащищенных бетоном стержней классов A-II и A-III при резком ветре, дожде и снеге выполнять не разрешается. При нагреве стержней, расположенных в непосредственной близости от бетона, его поверхность необходимо защитить от образования трещин с помощью асбестовых листов.
Арматурные стержни и стальные закладные детали крепят прихватками. Длина прихватки 15—20 мм с катетом шва 4—6 мм. Прихватки накладывают в пределах расположения сварных швов, предусмотренных рабочими чертежами. Сварку выполняют после прихватки без длительного перерыва во избежании коррозии на скрепленных прихваткой деталях.
Непосредственное соединение выпусков арматурных стержней производят двумя способами: с помощью накладок или сваркой встык. В первом случае накладки соединяют с арматурными стержнями ручной электродуговой сваркой; во втором — применяют соединение выпусков арматурных стержней сваркой; ручной ванной и ванно-шовной, многослойной на подкладках, а также ванной в инвентарных формах полуавтоматической голой проволокой под флюсом, порошковой (с флюсовым сердечником) проволокой или покрытыми электродами.
Сварку арматурных стержней с круглыми накладками выполняют с соблюдением следующих требований:
- материалы накладок и электродов должны соответствовать проекту и подтверждаться сертификатами;
- длину накладок и размеры сварных швов выполняют по проекту, при этом уменьшение высоты сварных швов по сравнению с проектной допустимо не более 0,05 диаметра стыкуемых стержней; уменьшение ширины швов — не более 0,1 их диаметра; отклонение длины сварных швов только в сторону увеличения — не более 0,5 диаметра;
|
|
|
- накладки не могут смещаться от оси сварного стыка в продольном направлении более чем на 0,5 диаметра стержня;
- смещение линии, соединяющей центры круглых накладок, относительно оси стыкуемых стержней при сварке односторонними швами стержней классов A-I...A-III не более 0,5 их диаметра; класса A-IV — не более 0,1 диаметра;
- наплавленный металл не должен иметь при внешнем осмотре видимых трещин, скоплений и цепочек пор, шлаковых включений, а также резких сужений и перепадов. Все кратеры должны быть заварены. Количество наружных пор и шлаковых включений не должно превышать 5 шт. на длине шва 50 мм и более, диаметр отдельных наружных пор и плоских включений не должен быть более 2 мм.
Соединение арматурных стержней встык без применения накладок значительно экономичнее: исключается расход металла на изготовление накладок; снижаются трудовые затраты при сварке; стык получается компактнее, тем более что не всегда удается разместить в сечении железобетонного элемента, кроме арматурных стержней, еще и накладки. Дополнительные мероприятия по обеспечению большей точности изготовления арматурных выпусков, требующейся при сварке встык, в несколько раз окупаются экономией трудовых затрат и материалов при производстве работ на монтаже.
Сварку встык выполняют или с применением стальных скоб-подкладок, остающихся на соединениях после сварки, или в инвентарных медных или графитовых формах, переставляемых от стыка к следующему стыку. В обоих случаях перед производством сварки необходима предварительная подготовка стыка: совмещение осей стыкуемых арматурных выпусков, разделка их торцов и обеспечение необходимого зазора.
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ СВАРКИ
Способы сварки металлов разделяют на две группы: сварка плавлением и сварка давлением. К первой группе относятся электродуговая сварка, импульсно-дуговая, лазерная, ванная, электрошлаковая, плазменная, электронно-лучевая в вакууме, термитная и газовая. Ко второй группе - контактная, газопрессовая, ультразвуковая, диффузионная в вакууме, трением, холодная сварка, сварка индукционная или токами высокой частоты.
|
|
|
СВАРКА ПЛАВЛЕНИЕМ
Электродуговая сварка (ручная, полуавтоматическая, автоматическая) является наиболее распространенной; характеризуется использованием тепла электрической дуги для разогрева и плавления металла.
Импульсно-дуговая сварка характеризуется тем, что сварочный ток подается кратковременными импульсами в «дежурную» сварочную дугу.
Лазерная сварка предусматривает использование фотоэлектронной энергии. Плавление металла осуществляется световым лучом, полученным с помощью специальных устройств (лазеров).
Электрошлаковая (ванная) сварка происходит в результате плавления основного и присадочного металла за счет тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока через расплавленный шлак.
Плазменная сварка - процесс, в основе которого лежит плавление основного и присадочного металла плазменной струей, имеющей температуру до 30000 °С.
Электронно-лучевая сварка в вакууме осуществляется в камерах, имеющих разряжение до 10-4-10-6 мм рт. столба. Металл плавится за счет тепла, выделяющегося в результате бомбардировки металла электронами, направленными специальной установкой.
Термитная сварка состоит в следующем. Место соединения формуют огнеупорным материалом. Над соединением устанавливают тигель с термитом (порошок алюминия и окиси железа), при горении которого восстанавливается окись железа и образуется жидкий металл. Заполняя форму, жидкий металл оплавляет кромки свариваемого металла и при остывании образует сварное соединение.
Газовая сварка - процесс, который происходит при нагреве и плавлении основного и присадочного металла за счет тепла газокислородного пламени, имеющего температуру до 3200 °С.
Таким образом, все виды сварки плавлением различаются способом получения тепла, необходимого для нагрева и плавления металла.
СВАРКА ДАВЛЕНИЕМ
Контактная сварка - это расплавление или разогрев до пластического состояния кромок свариваемого металла теплом, полученным при прохождении электрического тока через контактирующие между собой кромки, и последующее сжатие под определенным давлением (стыковая, точечная, роликовая, импульсная или конденсаторная).
|
|
|
Газопрессовая сварка отличается от контактной в основном тем, что свариваемые кромки нагревают многопламенными горелками без использования электрического тока.
Ультразвуковая сварка происходит за счет превращения электрических колебаний в механические высокой частоты. Это превращение сопровождается возникновением в местах соединения металлов высокой температуры и разогревом металла до пластического состояния, при котором возможно сплавление с применением усилий сжатия.
Диффузионная сварка в вакууме происходит без нагрева, за счет взаимной диффузии частиц металлов соединяемой пары при сжатии.
Сварка трением соединение металлов за счет тепла, возникающего при трении двух поверхностей свариваемого металла с применением последующего сжатия.
Холодная сварка основана на способности некоторых металлов создавать прочные соединения под высоким давлением, вызывающих пластическую деформацию.
Индукционная сварка - нагрев деталей токами высокой частоты до пластического состояния с применением последующего сжатия.
Все вышеуказанные способы сварки все шире применяются в промышленности и строительстве. В строительстве главными материалами являются металлопрокат и различные сплавы металлов. В дальнейшем в более широком масштабе будет происходить переход от использования низкоуглеродистых сталей к применению низколегированных и высокопрочных сталей.
Основным и самым передовым технологическим процессом получения неразъемного соединения деталей и конструкций в современном промышленном строительстве будет оставаться сварка как наиболее экономный и производительный процесс, объемы применения которого постоянно продолжают расти.
Дальнейшее совершенствование и повышение эффективности строительно-монтажных работ предусматривает увеличение объема производства сварных конструкций при постоянном росте степени механизации их монтажа и автоматизации сварки.
По-прежнему способы электродуговой сварки (покрытыми электродами, под флюсом, в защитных газах, порошковой и голой легированной проволокой) остаются основными при строительно-монтажных работах Непрерывно повышается только уровень механизации сварочных процессов. Созданы и серийно выпускаются высокопроизводительные электроды для ручной дуговой сварки в различных пространственных положениях, низкотоксичные электроды, улучшающие условия труда сварщиков-монтажников. Новые возможности для механизации электродуговой сварки штучными электродами открывают способы сварки наклонным и лежачим электродами.
|
|
|
Совершенствование оборудования и технологии сварки плавящимся электродом в среде СО2 и различных газовых смесях позволяет значительно повысить уровень механизации сварочных работ. Разработка новых и совершенствование существующих марок порошковых проволок, дающих возможность успешно осуществлять вертикальную сварку открытой дугой, создают перспективу повышения уровня механизации сварочно-монтажных работ непосредственно на строительных площадках.
Наряду с развитием способов электродуговой сварки расширяется область применения контактной сварки и электрошлаковой сварки толстолистовых конструкций, что обеспечивает высокую производительность и гарантирует хорошее качество сварного соединения. Вышли из стадии лабораторных исследований плазменно-дуговые способы сварки и резки различных сталей и сплавов. Разработаны и успешно внедряются прогрессивные методы термической обработки и контроля сварных соединений применительно к строительным конструкциям.
ТИПЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ШВОВ
В зависимости от взаимного расположения свариваемых элементов различают следующие типы сварных соединений.
При сварке металлоконструкций из листовых материалов стыковые, нахлесточные, тавровые, угловые, прорезные, электрозаклепочные (рис. 1).Указанные типы сварных соединений регламентируются ГОСТ 5264-80 *, 8713-79*, 11534-75*, 14776-79.
Рис. 1. Типовые сварные соединения листовых конструкций:
а - стыковое; б - нахлесточное; в - тавровое; г - угловое; д - прорезное; е - электрозаклепочное
При сварке стержней арматуры железобетона - стыковые, на остающейся подкладке, стыковые с разделкой торцов, стыковые с накладками, нахлесточные, тавровые, крестообразные (рис. 2). Указанные типы сварных соединений регламентируются ГОСТ 14098-85, 10922-90, 23858-79.
Рис. 2. Типовые сварные соединения стержней арматуры железобетона: а, б, в, - стыковые; г, д - нахлесточные; е - тавровое; ж - крестовое
При рассмотрении вышеуказанных сварных соединений следует отметить, что стыковое соединение в наибольшей степени соответствует специфике сварки и обеспечивает оптимальные условия передачи усилий от одного элемента к другому. При нахлесточном соединении создаются неблагоприятные условия передачи усилий, так как в результате несоосности приложения нагрузки возникает изгибающий момент. Кроме того, увеличиваются расход металла и длина швов. Нахлесточное соединение имеет очень низкий предел выносливости. К преимуществам нахлесточного соединения относят более низкие требования к точности заготовки элементов, а при металле толщиной до 4 мм - также возможность сварки без обработки кромок путем соединения листов и стержней арматуры в состоянии после прокатки.
Шов, соединяющий детали в стыковом соединении, называют стыковым, а в тавровом и нахлесточном соединениях - угловым. Угловые швы могут быть сплошными или прерывистыми. Прерывистый шов выполняют отдельными отрезками (шпонками) или отдельными точками. Отрезки прерывистого шва могут быть расположены друг против друга или в шахматном порядке. При нахлесточном соединении листовых конструкций применяют так называемый прорезной шов. Он может быть сплошным, шпоночным или состоять из отдельных точек - электрозаклепок (см. рис. 1, д, е). Сплошной прорезной шов характерен для электронно-лучевой сварки, а шпоночный и электрозаклепочный - для дуговой. При дуговой сварке шпоночный и электрозаклепочный швы можно выполнять с образованием отверстия перед сваркой или без него (в зависимости от толщины верхнего листа).
Источник: https://znaytovar.ru/gost/2/Svarka_metallokonstrukcij_i_ar.html
|
|
|
