Ванная сварка тип соединения



Ванночки для сварки арматуры | Скобы-накладки | ГОСТ 14098-91

Ванная сварка арматуры – это наиболее надежный метод соединения отдельных участков металлоконструкций из легированной стали, обладающей высокой прочностью. На результат сварки влияет ряд факторов, один из которых – соосность соединяемых отрезков.

При проведении обычной сварки встык качество шва будет ненадежным, соединение поломается рядом со швом. Поэтому разработано решение более прочного соединения продольных и поперечных участков армирующей сетки – метод сварки в ванну. При существенных нагрузках во время эксплуатации, конструкция обладает достаточной жесткостью, а сварочный шов на соединении получается небольшим.

Способы соединения арматуры

В строительстве существует несколько технологий получения сплошного арматурного прутка.

Механический способ соединения стыков предусматривает применение прессованных муфт или отрезков трубы. Для фиксации стыка методом обжима применяется гидравлический пресс. Для ускорения процесса изготавливают муфты с перегородкой, ее просто надевают на пруток, в другой конец вставляют следующий. Вес конструкции, металлоемкость железобетона при таком методе крепления арматурных прутков возрастает. Муфты необходимо выбирать по типоразмеру арматурного стержня, для пресса под каждый размер делается сменный штамп.

Стальные прутки классов А400 и АIII крепят между собой внахлест с помощью специальных лапок, используют вязальную проволоку, стандартные крючки. Механический метод стыковки применяют только потому, что прутки этих марок нельзя сваривать.

Среди высокотемпературных методов получения неразъемных стыков самым надежным считается сварка арматуры ванным способом. В процессе формирования соединения не образуется продольных трещин, характерных для многошовной сварки. Технология горячей стыковки с использованием накладки для сварки арматуры металлозатратная, расходы на материалы увеличиваются на 5-7 %. При сваривании стержней встык образуется слишком хрупкое соединение, которое не обладает нужной прочностью.


Ванная сварка

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.

Принцип сварки ванным способом

Метод сварки ванным способом применяют для металлических полос с сечением до 50 мм, крепления толстостенных фланцев, стыковки прутков. Диапазон диаметра арматуры – от 20 мм до 10 см.

Классификация ванной сварки:

  • дуговая ручная с размещением выпусков в стальной скобе;
  • полуавтоматическая, сварочная ванна формируется в керамической форме, в этом случае исключаются затраты на накладки, экономятся электроды, формируется аккуратный стык;
  • ванно-шлаковая, для нее используется формочка из медесодержащих сплавов.

При возведении металлических каркасов железобетонных фундаментов, несущих стен, туннелей, опор стыковку арматуры чаще производят ручным методом. Что это такое с точки зрения технологии: принудительное формирование плотного шва в месте стыка двух стержней.

Алгоритм одноэлектродного метода

Для выполнения работ по закреплению различных изделий из арматуры А500С, самым лучшим способом будем ванная сварка при помощи медных накладок. Такая сварочная ванна выполняется без канавок для удержания металла, но внутренняя часть изготовлена с гладкой поверхностью, что позволяет легко пристыковывать арматуру.

Метод применяется при монтаже конструкций, находящихся под воздействием статических, вибрационных нагрузок. Сварочные аппараты могут использоваться с питанием от постоянного и переменного токов, главное, они должны быть достаточной мощности и производительности.

Читайте также:  Как правильно сварочные соединения или сварные соединения

Ванную сварку начинают от одной из сторон, постепенно продвигаясь к центру. Электрод должен продвигаться медленно, совершая кольцевые движения или полумесяцем. Такой способ обеспечит равномерное заполнение полости ванночки и прогрева основного металла.

При плавлении, электрод опускают, обеспечивая образование наиболее короткой дуги. Металл поднимается к верхней кромке ванночки, полностью покрывая арматуру. После этого ванная сварка считается оконченной. Когда шов остынет, можно производить подгонку деталей.

При остановке ванной сварки надо обязательно отбить шлак и зажечь дугу на готовом крае шва. Это даст возможность надежно перекрыть место остановки и прерывания шва. Завершать шов следует посередине ванночки для предотвращения раковин и пустот. Такие места нужно очистить от шлака и проварить снова.

Достоинства

В сравнении с другими технологиями высокотемпературной стыковки арматуры, ванный метод имеет ряд преимуществ:

  • метод применим для неподвижных частей металлоконструкций, нет необходимости их поворачивать для создания соединения по всей поверхности;
  • в процессе расплава происходит равномерный, а не точечный разогрев прутков;
  • диагностику шва можно производить доступным гамма-лучевым методом;
  • для работы используется обычное сварочное оборудование;
  • в результате сварки образуется качественное соединение;
  • затраты на расходные материалы минимальные – стальная форма служит дополнительным ребром жесткости;
  • подобрать формы под размер прутка достаточно просто, они выпускаются в широком ассортименте.

Многоэлектродный метод

Отличительной особенностью многоэлектродного метода ванной сварки является соединение нескольких электродов на специальную пластину, гребенку, которую вставляют в держатель.

Рукоятка держателя вынесена в сторону от корпуса и сварочной шины. Для ванной многоэлектродной сварки используются аппараты переменного тока.

Такая конструкция работает по принципу сварки одноэлектродным методом. Дугу зажигают с одной стороны, продвигаются ко второму краю. Следует помнить, что заканчивать шов лучше посередине накладки.

Ванночки для сварки

Они бывают литые и штампованные, их делают из стали или медных сплавов. По стоимости они несопоставимы, медные намного дороже. Принцип их использования одинаковый: они должны удерживать расплав, образуемый в зоне стыка, от растекания. По форме это сегмент цилиндра, охватывающий до ¾ поверхности прутка. Используются многоразовые и одноразовые ванночки для сварки арматуры. При соединении арматуры чаще применяются металлические формы. Они создают дополнительный резерв прочности металлоконструкций по всей длине, считаются расходным материалом. Медные сплавы долговечные. Допускается использование ванной из цветных металлов до 150 сварок.


Ванны для сварки арматуры

Формочки


Чтобы соединить две плети арматуры, применяют скобу-накладку, предназначенную специально для ванной сварки.

Медные ванночки или детали с содержанием этого металла считаются наиболее прочными накладками. Разборная накладка производится из разных марок меди с помощью литья, штампов и с помощью механических операций по обработке болванок.

Применять для изготовления ванн бронзу, латунь не рекомендуется. Для обеспечения сварки с малыми зазорами рекомендуется использовать неразборный способ производства медных желобков. Такие изделия можно применять для сварки более 100 стыков.

Процесс ванной сварки

Для сварочного процесса потребуется:

  • однофазный или трехфазный аппарат на 220 вольт;
  • ванночка или форма для образования шва;
  • баллон с инертным газом для создания защитной среды в случае соединения легко окисляемых сплавов;
  • от 1 до 4 двухмиллиметровых электродов на одну ванну в зависимости от толщины прутка;
  • щиток и другие средства индивидуальной защиты сварщика.

Основные этапы технологического процесса:

  1. к пруткам в зоне соединения прихватывается стальная скоба;
  2. под воздействием дуговой волны в сварочной ванне электрод формирует зону расплава;
  3. концы прутка расплавляются, образуется однородная жидкая структура;
  4. при охлаждении идет процесс кристаллизации сварочной ванны, получается шов.
Читайте также:  Как пользоваться измерительными клещами на мультиметре

Ванная сварка арматурных прутьев

Как известно, наиболее прочный каркас получается при применении сварного способа соединения деталей. Для фиксации стержней арматуры встык используется так называемая ванная сварка.

Коротко о главном

Арматурный прокат представляет собой металлические прутья круглого сечения диаметром 4-80 мм. Из него формируется несущий каркас железобетонной конструкции, благодаря которому архитектурные элементы (фундамент, стены, перекрытия, колонны, дорожное полотно и т.д) выдерживают значительные нагрузки и служат не менее 20 лет.

По физико-механическим свойствам выделяют два основных типа арматуры:

1. Монтажные стержни с гладкой поверхностью класса А1 или А240. Применяются для создания пространственной части каркаса.

2. Рабочие пруты с рифленым или периодическим профилем классов А2-А6 (А300-А600, А800, А1000). Используются в качестве несущих элементов «скелета».

Арматура выпускается нескольких разновидностей. В соответствии с общепринятой маркировкой для стандартных стержней указывается только класс или индекс текучести стали (А240, А300). Прокат из термически упрочненной стали обозначается литерой «Т» (А600Т). Стальные пруты, покрытые защитной антикоррозионной оболочкой (оцинкованные, окрашенные), маркируются буквой «К» (А300К).

В отдельную категорию выделяется арматура, к которой можно применять сварку. К основным обозначениям добавляется литера «С» (А400С, А500С). Но и здесь есть некоторые особенности. В соответствии с ГОСТ 14098-2014 (ГОСТ 14098-91) для стержней диаметром 4-40 мм используются следующие виды сварочных работ:

  • электрошлаковая полуавтоматическая;
  • электродуговая ручная обработка;
  • контактная;
  • ванно-шовная и ванная сварка;

Остановимся подробнее на последнем способе соединения прутов в единый каркас, так как именно она обеспечивает наиболее прочный и надежно защищенный от разрушающих факторов сварной шов.

Сварка стержней арматурного проката производится 2 методами:

1. Сваривание встык. Для этого используются так называемые инвентарные формы или ванночки, а также специальные подкладки (при этом применяется порошковая проволока), флюс и т.п.

2. Обработка вручную электродуговым аппаратом при помощи накладок.

Ванночки для сварки арматуры – это стальные скобы-накладки U-образного вида, именуемые инвентарными формами. Изготавливаются в соответствии с ГОСТ 14098-91 «Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций». Длина варьируется от 5 до 20 см, толщина стенок стандартная – 6 и 8 мм, однако крупные заводы предлагают оптовым клиентам купить ванночки нестандартных размеров.

Такие параметры как глубина и ширина скоб зависят от диаметра используемой арматуры. Примеры габаритов изделий и их стоимость представлены в таблице ниже.

Диаметр арматуры, мм Показатели, мм Цена, рубли
Высота Длина Толщина стенок Вес, кг Внутренний диаметр
16 25 75 6 0,21 19 25
18 27 80 6 0,24 21 28
20 30 95 6 0,32 23 40
22 33 100 6 0,36 25 43
25 37 115 6 0,48 28 45
28 42 130 8 0,81 31 63
32 42 150 8 0,96 35 75
36 52 160 8 1,23 40 105
40 56 180 8 1,50 44 115

Ванночки для сварки арматуры позволяют сформировать стержни любой длины. Наиболее долговечные и удобные в работе накладки изготавливают из меди любых марок методом литья либо штампования, но они используются только в том случае, когда производится так называемая вертикальная сварка. Для создания горизонтальных швов рациональнее выбрать стальные скобы. Сложные сплавы (латунь, бронза) для ванночек не применяются.

Инвентарные формы из стали считаются одноразовыми, то есть навсегда остаются на сварном соединении, существенно увеличивая запас прочности стыка. Медные же, как показывает практика, можно использовать как многоразовые, на 80-150 швов. Стоимость их на порядок выше, поэтому об экономии речь здесь не идет.

Ванночки для сварки вертикально расположенных стержней комплектуются ограничителями, которые не дают расплавленному металлу и шлаку стекать вниз.

Если требуется сварка арматуры разного диаметра, то для этих целей производители предлагают специальные переходные скобы-накладки, иначе именуемые вкладышами. Они обеспечивают правильную установку осей и центровку прутьев арматуры при соединении. Размер требуемых инвентарных форм рассчитывается по таблицам и формулам, приведенным в ГОСТ 14098-91.

Читайте также:  Анкер потолочный 6х60 как крепить

Механизм проведения сварки

Инвентарные формы используются чаще всего при строительстве тяжелых сооружений, многоэтажных зданий, так как с их помощью можно получить единый несущий каркас по всему периметру конструкции (фундамента, колонн, монолитных стен или перекрытий и так далее) без потери жесткости и прочности.

Сварка производится при больших токах одно- или трехфазной дугой. При этом используется от 1 до 4 электродов, которые можно купить одновременно с инвентарными формами. Инженеры заводов, как правило, могут порекомендовать комплекты, наиболее оптимальные по соотношению «цена-качество». К примеру, при температуре ниже 0 рекомендуется проводить сварочные работы током, сила (А) которого должна быть больше установленного минимум на 10%.

Перед началом концы стержней следует очистить стальной щеткой от наслоений ржавчины, окалины и грязи. Пруты должны быть установлены соосно, зазор между соседними – не более 1,5 диаметра электрода.

Сварка горизонтально расположенной арматуры производится следующим образом: в области стыка приваривается стальная ванночка, в которой формируется некоторая масса расплавленного металла. Торцы арматурного проката плавятся под воздействием температуры внутри скобы и образуется единый шов. При вертикальной обработке дополнительно используется флюс или специальная порошковая проволока, излишки шлака удаляются.

Особенности метода и область применения

При сварке ванным способом образуются шлаковые соединения. Концы прутков образуют с расплавленным электродом однородный сплав, отличающийся по химическому составу от образующих элементов. Шлак служит защитой расплава от окисления воздухом. Для низкоуглеродистых сталей при сварке используется инертный газ, в этом случае шлак активнее пузырится. Корка на шве – хороший показатель прочного соединения. Он легко убирается при постукивании.

Еще одной особенность сварки считается положение электрода в процессе работы: он не должен стоять неподвижно, им совершают колебательные движения, заползая на кромки стыка, чтобы расплав равномерно заполнял ванночку.

Метод применяется во многих отраслях, где требуются прочные соединения металлических деталей толщиной свыше 20 мм. Максимальный размер свариваемого арматурного прутка 100 мм. Массивные железобетонные объекты требуют мощных каркасных конструкций.

Ванным способом удобно варить тавровые балки, сложный профиль. Для формирования зазора нужного размера используют зажимные кондукторы, они фиксируют скрепляемые части в нужном положении. Этот метод соединения металла находит широкое применение:

  • в гражданском, промышленном и оборонном строительстве;
  • машиностроении при создании движущихся узлов, работающих под нагрузкой;
  • нефтедобывающей отрасли;
  • горнорудной промышлености;
  • в сфере железнодорожного транспорта,
  • промышленных предприятиях.

Обладая определенными навыками, имея сварочное оборудование, стыковое соединение металлических элементов можно сделать самостоятельно. Для этого применяются типовые электроды, ванночку нужной формы можно изготовить из медной пластины.

Области использования

Применение ванной сварки распространяется на все сферы строительства и


машиностроения. Поэтому предприятия, деятельность которых связана с этими отраслями, часто занимаются сварочными работами. С помощью этой технологии производят сварку элементов конструкций не только в строительстве, но и в сельском хозяйстве, автомобильной промышленности, газовой и нефтяной отрасли.
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

Оцените статью
toolgir.ru
Adblock
detector