Возбуждение дуги и вывод кратера на основной металл при сварке несущих и ограждающих конструкций
Обновлено: 16.05.2024
6.3.1. Механизированная сварка в углекислом газе и порошковой проволокой производится с помощью шланговых полуавтоматов. Техническая характеристика некоторых из этих полуавтоматов приведена в приложении 11.
В качестве источников питания используются преобразователи или выпрямители с жесткой или пологопадающей вольтамперной характеристикой. Сварка ведется на постоянном токе обратной полярности.
6.3.2. Марка сварочной проволоки должна подбираться в соответствии с указаниями, приведенными в подразделе 3.3 настоящего РД.
Для механизированной монтажной сварки в углекислом газе используется главным образом проволока диаметром 1,0 - 1,6 мм. Проволока диаметром 1,8 - 2,5 мм может применяться для сварки изделий в нижнем положении.
6.3.3. Требования к подготовке кромок и сборке элементов под механизированную сварку такие же, как под ручную дуговую сварку.
6.3.4. Ориентировочные режимы механизированной сварки в углекислом газе приведены в табл. 6.4, порошковой проволокой - в табл. 6.5 и 6.6. Уточнение режима должно производиться при сварке пробных соединений.
6.3.5. Техника механизированной сварки в углекислом газе и порошковой проволокой мало чем отличается от ручной дуговой сварки.
Сварку металла толщиной до 5 мм рекомендуется выполнять "углом вперед", при большей толщине - "углом назад".
Механизированную сварку в углекислом газе вертикальных швов металла толщиной до 5 мм следует вести сверху вниз, при большей толщине металла - снизу вверх.
Схемы расположения и движения горелки при механизированной сварке порошковой проволокой приведены на рис. 6.2.
6.4. Основные положения технологии автоматической сварки под флюсом
6.4.1. В качестве сварочного аппарата для автоматической сварки под флюсом могут быть использованы подвесные головки или сварочные тракторы. На строительной площадке для изготовления и укрупнения металлоконструкций чаще применяются сварочные тракторы. Техническая характеристика некоторых из них приведена в приложении 12.
6.4.2. Автоматическая сварка под флюсом может производиться как на переменном, так и на постоянном токе обратной полярности.
Ориентировочные режимы механизированной сварки в углекислом газе (постоянный ток, обратная полярность, нижнее положение шва)
Примечание. При сварке в потолочном и вертикальном положениях величина тока должна быть уменьшена на 15-20%.
Ориентировочные режимы механизированной сварки порошковой проволокой (проволока марки СП-3 диаметром 2,6 мм, постоянный ток, обратная полярность, нижнее положение шва)
Ориентировочные режимы механизированной сварки порошковой проволокой ППТ-13 (вылет электрода - 15-30 мм)
6.4.3. Конструкция сварных соединений и режим автоматической сварки под флюсом должны соответствовать технологическому процессу, разработанному применительно к конкретным свариваемым изделиям, сборочно-сварочной оснастке и сварочному оборудованию с учетом требований настоящего раздела РД.
 | |
| 1684 × 1286 пикс. Открыть в новом окне | |
6.4.4. Для автоматической сварки под флюсом стыков металлоконструкций из углеродистых и низколегированных сталей должна применяться сварочная проволока сплошного сечения. Область применения проволоки и флюса приведена в табл. 3.5.
6.4.5. Собранные стыки должны прихватываться ручной дуговой сваркой углеродистыми электродами диаметром не более 4 мм или механизированной сваркой. Число и размеры прихваток должны соответствовать требованиям п. 5.10 настоящего РД.
6.4.6. Начало и конец шва должны выводиться за пределы свариваемых деталей на начальные и выводные планки. Эти планки удаляются огневой резкой после окончания сварки. Места, где были установлены планки, следует зачищать. Зажигать дугу и выводить кратер на основной металл конструкции за пределы шва запрещается.
6.4.7. При многопроходной сварке каждый слой шва перед наложением последующего слоя должен быть тщательно очищен от шлака с помощью металлической щетки или зубила. "Замки" соседних слоев должны отстоять друг от друга на расстоянии не менее 50 мм.
6.4.8. Автоматическую сварку конструкций разрешается производить без подогрева в случаях, указанных в табл. 6.2. Сварка при температуре ниже указанной в табл. 6.2 может производиться только на повышенных режимах, обеспечивающих увеличение тепловложения и снижение скорости охлаждения.
7. Примеры сварки характерных узлов металлоконструкций зданий
7.1. Наиболее распространенные стыки поясов ферм приведены на рис. 7.1. Стыки с прямыми и косыми швами (рис. 7.1, а, б) наиболее целесообразно использовать для элементов, работающих на растяжение и сжатие при статических и динамических нагрузках. Для усиления стыков с прямым швом применяют накладки (рис. 7.1, в). На рис. 7.1, г приведена конструкция соединения элементов через прокладку тавровыми швами, используемого в элементах, работающих на сжатие.
7.2. На рис. 7.2 приведена схема сварки монтажного стыка двутавровой балки с разнесенными швами поясов. После сборки и прихватки стыка производится сварка шва 7, соединяющего стенку балки. При длине шва более 500 мм сварка его должна производиться обратноступенчатым способом. Затем свариваются швы 2 и 3 поясов балки, которые следует накладывать от середины к краям пояса. Последними свариваются швы 4 и 5, соединяющие стенку с полками, которые не были доварены при изготовлении балки. Стрелками на рис. 7.2 показано направление сварки швов 4 и 5; при длине этих швов более 500 мм сварка должна вестись обратноступенчатым способом.
 | |
| 949 × 1122 пикс. Открыть в новом окне | |
 | |
| 1020 × 898 пикс. Открыть в новом окне | |
7.3. Последовательность сварки монтажного стыка подкрановой балки приведена на рис. 7.3. Конструкция балки аналогична предыдущему примеру с той разницей, что балка усилена поперечными и продольными ребрами жесткости. Первым сваривается стыковой шов 1 стенки балки. В зависимости от толщины металла накладывается двусторонний или односторонний шов с подваркой корня. Потом свариваются стыковые швы 2 и 3, соединяющие вставку с нижним поясом балки, затем аналогичные швы 4 и 5 на верхнем поясе.
 | |
| 1347 × 2172 пикс. Открыть в новом окне | |
После этого довариваются угловые швы - тавровые, соединяющие верхний пояс (шов 6) и нижний пояс со стенкой (шов 7), которые не были доварены при изготовлении балки; длина этих швов 200-500 мм в зависимости от габаритов балки. Швы выполняются двусторонними или односторонними с подваркой в зависимости от толщины металла.
Последними выполняются тавровые соединения продольных ребер со стенкой (швы 8 и 9). Эти швы не доходят до шва 1 стенки на величину примерно 40 мм. Швы 8 и 9 свариваются двусторонними или односторонними с подваркой корня.
К горизонтальному стержню фермы, представляющему в сечении двутавр, приваривается двумя угловыми швами 1 надставка. При длине швов более 500 мм они накладываются обратноступенчатым способом. Два стержня, каждый из которых состоит из двух уголков, устанавливаются на надставку и прихватываются к ней с таким расчетом, чтобы геометрические оси стержней и балки пересекались в одной точке. Сначала накладываются лобовые швы 2, затем фланговые 3 и 4, направление сварки которых должно быть от лобового шва к краям надставки. Во избежание коробления надставки швы 3 и 4 следует накладывать одновременно с обеих сторон надставки либо поочередно с одной и с другой стороны.
 | |
| 1055 × 711 пикс. Открыть в новом окне | |
7.5. Узел фермы с прокладкой (рис. 7.5) используют в случае, когда сечение всех стержней состоит из парных элементов - уголков или швеллеров. Парные элементы стержней соединяют между собой с зазором, в который вставляется прокладка. Сначала приваривается горизонтальный стержень к прокладке швами 1 и 2. Сварку рекомендуется вести одновременно с обеих сторон прокладки двумя сварщиками. Затем таким же образом приваривается вертикальная стойка, а потом две наклонные стойки.
 | |
| 865 × 894 пикс. Открыть в новом окне | |
7.6. На рис. 7.6 показан узел фермы с накладкой, который применяется главным образом в легких фермах. К горизонтальному стержню, представляющему в сечении тавр, приваривается нахлесточными швами накладка. Если конструкция предусматривает приварку накладки к стержню по всем четырем сторонам, как показано на рис. 7.6, то сначала накладываются более длинные швы 1 и 2, а затем короткие 3 и 4. При длине швов более 500 мм сварка должна вестись обратноступенчатым способом. Наклонные стойки, представляющие собой парные швеллеры, свариваются двумя сварщиками одновременно с обеих сторон накладки, либо чередуя швы с той и другой стороны. Направление сварки показано стрелками - от оси швеллера к краю накладки.
 | |
| 1234 × 1046 пикс. Открыть в новом окне | |
7.7. Схема сварки стыка колонны двутаврового сечения при ее укрупнении приведена на рис. 7.7. Сварка должна выполняться с кантовкой, поэтому свариваемые элементы должны быть установлены в поворотное приспособление.
СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции Часть 9
8.7. В случае необходимости выполнения сварки стальных конструкций при температуре воздуха ниже минус 30 °С сварщики должны предварительно сварить пробные стыковые образцы при температуре не выше указанной. При удовлетворительных результатах механических испытаний пробных образцов сварщик может быть допущен к работе при температуре воздуха на 10 °С ниже температуры сварки пробных образцов.
8.8. Свариваемые поверхности конструкции и рабочее место сварщика следует защищать от дождя, снега, ветра. При температуре окружающего воздуха ниже минус 10 °С необходимо иметь вблизи рабочего места сварщика инвентарное помещение для обогрева, при температуре ниже минус 40 °С - оборудовать тепляк.
8.9. Колебания напряжения питающей сети электрического тока, к которой подключено сварочное оборудование, не должны превышать ±5 % номинального значения. Оборудование для автоматизированной и ручной многопостовой сварки следует питать от отдельного фидера.
8.10. Сварочные материалы (покрытые электроды, порошковые проволоки, сварочные проволоки сплошного сечения, плавленые флюсы) должны соответствовать требованиям ГОСТ 9467-75, ГОСТ 26271-84, ГОСТ 2246-70 и ГОСТ 9087-81.
8.11. При входном контроле сварочных материалов следует установить наличие сертификатов или паспортов предприятия-поставщика.
При отсутствии сертификатов на сварочные материалы или истечении гарантийного срока их хранения необходимо определять механические свойства стыковых сварных соединений, выполненных с применением этих материалов. Сварные стыковые образцы следует испытывать на статическое растяжение, статический и ударный изгибы при температуре 20 °С в соответствии с ГОСТ 6996-66 и в количестве, указанном в п. 8.6.
8.12. Сварочные материалы (электроды, проволоки, флюсы) необходимо хранить на складах монтажных организаций в заводской таре отдельно по маркам, диаметрам и партиям. Помещение склада должно быть сухим, с температурой воздуха не ниже 15 °С.
8.13. Покрытые электроды, порошковые проволоки и флюсы перед употреблением необходимо прокалить по режимам, указанным в технических условиях, паспортах, на этикетках или бирках заводов-изготовителей сварочных материалов.
Сварочную проволоку сплошного сечения следует очищать от ржавчины, жировых и других загрязнений.
Прокаленные сварочные материалы следует хранить в сушильных печах при 45-100 °С или в кладовых-хранилищах с температурой воздуха не ниже 15 °С и относительной влажностью не более 50 %.
8.14. Сварщик должен ставить личное клеймо на расстоянии 40-60 мм от границы выполненного им шва сварного соединения: одним сварщиком - в одном месте, при выполнении несколькими сварщиками - в начале и конце шва. Взамен постановки клейм допускается составление исполнительных схем с подписями сварщиков.
СБОРКА И СВАРКА МОНТАЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
8.15. Сварку конструкций при укрупнении и в проектном положении следует производить после проверки правильности сборки.
8.17. Кромки свариваемых элементов в местах расположения швов и прилегающие к ним поверхности шириной не менее 20 мм при ручной или механизированной дуговой сварке и не менее 50 мм при автоматизированных видах сварки, а также места примыкания начальных и выводных планок необходимо зачищать с удалением ржавчины, жиров, краски, грязи, влаги и т. п. В конструкциях из сталей с пределом текучести более 390 МПа (40 кгс/кв.мм), кроме того, следует зачищать места приварки и примыкающие поверхности приспособлений.
8.18. Сварку надлежит производить при стабильном режиме. Предельные отклонения заданных значений силы сварочного тока и напряжения на дуге при автоматизированной сварке не должны превышать ±5 %.
8.19. Число прокаленных сварочных материалов на рабочем месте сварщика не должно превышать полусменной потребности. Сварочные материалы следует содержать в условиях, исключающих их увлажнение.
При сварке конструкций из сталей с пределом текучести более 390 МПа (40 кгс/кв.мм) электроды, взятые непосредственно из прокалочной или сушильной печи, необходимо использовать в течение двух часов.
8.20. Ручную и механизированную дуговую сварку конструкций разрешается выполнять без подогрева при температуре окружающего воздуха, приведенной в табл. 36. При более низких температурах сварку надлежит производить с предварительным местным подогревом стали до 120-160 °С в зоне шириной 100 мм с каждой стороны соединения.
8.21. Места приварки монтажных приспособлений к элементам конструкций из стали толщиной более 25 мм с пределом текучести 440 МПа (45 кгс/кв.мм) и более необходимо предварительно подогреть до 120-160 °С.
8.22. Автоматизированную дуговую сварку под флюсом разрешается производить без подогрева при температуре окружающего воздуха, приведенной в табл. 37.
При температуре, ниже указанной в табл. 37, автоматизированную сварку под флюсом надлежит производить с предварительным местным подогревом до 120-160 °С.
8.23. Автоматизированную электрошлаковую сварку элементов независимо от их толщины в конструкциях из низколегированных или углеродистых сталей допускается выполнять без предварительного подогрева при температуре воздуха до минус 65 °С.
8.24. В конструкциях, возводимых или эксплуатируемых в районах с расчетной температурой ниже минус 40 °С и до минус 65 °С включ. (при строительстве в климатических районах I1, I2, II2 и II3 согласно ГОСТ 16350-80), механизированную вышлифовку, кислородную и воздушно-дуговую поверхностную резку участков сварных швов с дефектами, а также заварку восстанавливаемого участка при температуре, указанной в табл. 36, следует выполнять после подогрева зоны сварного соединения до 120-160 °С.
Возбуждение дуги и вывод кратера на основной металл при сварке несущих и ограждающих конструкций
Для сваренной встык арматуры, изгибаемой после сварки, минимальный диаметр загиба должен быть >= 10d.
10.3.5. Арматура, арматурные, закладные и соединительные изделия должны поступать на объект с документом о качестве (паспортом, сертификатом) завода-изготовителя.
10.3.6. Для обеспечения требуемых проектом параметров армирования перед укладкой арматуры и сборкой элементов железобетонных конструкций необходимо установить соответствие классов и диаметров стержневой арматуры, марок стали и толщин плоских элементов закладных изделий и соединительных деталей, размеров и точности сборки сопрягаемых элементов, а перед сваркой - размеров и точности подготовки сопрягаемых стержней чертежам марки КЖ проекта и требованиям ГОСТ 14098, ГОСТ 10922, а также данным, приведенным в [5] и [6].
10.3.7. Элементы сборных железобетонных конструкций следует собирать с использованием устройств и приспособлений, фиксирующих их проектное положение. Конструкции с закладными и соединительными изделиями, нахлесточные соединения, скобы-накладки и арматурные накладки следует собирать на прихватках с применением тех же сварочных материалов, что и основные швы. Прихватки следует располагать в местах последующего наложения сварных швов. Запрещается сборка и сварка арматурных стержней конструкций, удерживаемых краном.
10.3.8. При сборке конструкций и укладке арматуры в монолитном бетоне не разрешается обрезка концов стержней и разделка их кромок перед сваркой электрической дугой.
10.3.9. Длина выпусков арматурных стержней из бетона конструкций должна быть не менее 150 мм при регламентированных нормативными документами зазорах и не менее 100 мм при применении одной вставки длиной не менее 80 мм в случае их превышения. Вставки следует изготовлять из арматуры того же класса и диаметра, что и стыкуемые стержни. При сварке стержней встык с накладками превышение зазора должно быть компенсировано соответствующим увеличением длины накладок.
10.3.10. После сборки под сварку несоосность стыкуемых арматурных стержней, переломы их осей, смещения и отклонения размеров элементов сварных соединений должны соответствовать требованиям ГОСТ 10922. Отгиб стержней для обеспечения их соосности следует осуществлять в холодном состоянии. Допускается осуществлять нагрев до температуры 600 - 800 °C по специальной технологической карте.
10.3.11. Требования к способу подогрева, оборудованию и контролю температуры должны содержаться в технологическом регламенте (картах) к ППСР.
10.3.12. Перед сваркой (ванной, многослойными или протяженными швами) арматурные стержни в месте соединения следует зачищать на длине, превышающей на 10 - 15 мм сварной шов или стык.
10.3.13. Для ручной дуговой сварки следует использовать источники постоянного сварочного тока универсальные или с падающей характеристикой и сварочные трансформаторы или инверторы на токи до 500 А, а для механизированных способов сварки - источники постоянного сварочного тока универсальные или с жесткой характеристикой до 500 А и специализированные или модернизированные полуавтоматы общего назначения.
10.3.14. Конструкции сварных соединений стержневой арматуры, их типы и способы выполнения в зависимости от условий эксплуатации, класса и марки свариваемой стали, диаметра и пространственного положения при сварке, а также предельные отклонения размеров выполненных швов должны соответствовать требованиям проекта, ГОСТ 14098, ГОСТ 10922, а также данным [5] и [6].
10.3.15. Режимы, сварочные материалы, техника, технология сварки арматуры, арматурных и закладных изделий должны соответствовать [5] и ППСР.
10.3.16. Рекомендуемые типы электродов для ручной дуговой сварки основных классов арматуры приведены в таблице 10.5, а марки сварочных проволок для механизированных способов сварки и других классов арматуры - в [5] и [6].
Возбуждение электрической дуги
Зажигание дуги является одной из основных операций сварочного процесса. Зажигание производится каждый раз до начала процесса сварки, повторное возбуждение дуги - в процессе сварки при ее обрыве.
Возбуждение сварочной дуги производится путем касания торцом электрода поверхности свариваемого изделия с быстрым последующим отводом торца электрода от поверхности изделия. При этом если зазор не слишком велик, происходит мгновенное появление тока и установление столба дуги. Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, так как иначе он приварится к изделию ("прилипнет").
Отрывать "прилипший" электрод следует резким поворачиванием его вправо и влево. Возбуждение дуги может производиться либо серией возвратно-поступательных движений с легким прикосновением к поверхности свариваемого металла и последующим отводом от поверхности изделия на 2-4 мм, либо путем царапающих движений торцом электрода по поверхности изделия, которые напоминают чирканье спички. Используйте наиболее удобный для вас способ.
После возбуждения дуги электрод должен выдерживаться некоторое время Точке начала наплавки, пока не сформируется сварной шов и не произойдет расплавление основного металла. Одновременно с расплавлением электрода необходимо равномерно подавать его в сварочную ванну, поддерживая тем самым оптимальную длину дуги. Показателями оптимальной длины дуги является резкий потрескивающий звук, ровный перенос капель металла через дуговой промежуток, малое разбрызгивание.
Длина дуги значительно влияет на качество сварки. Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она. обеспечивает получение высококачественного шва, так как расплавленный металл электрода быстро проходит дуговой промежуток и меньше подвергается окислению и азотированию. Но слишком короткая дуга может вызывать "прилипание" электрода, дуга прерывается, нарушается процесс сварки. Длинная дуга горит неустойчиво с характерным шипением. Глубина проплавления недостаточная, расплавленный металл электрода разбрызгивается и больше окисляется и азотируется. Шов получается бесформенным, а металл шва содержит большое количество оксидов.
Если во время сварки по какой-либо причине сварочная дуга погаснет, то применяется специальная техника повторного зажигания дуги, обеспечивающая начало сварки с хорошим сплавлением и внешним видом. При повторном зажигании дуга должна возбуждаться на передней кромке кратера, затем через весь кратер переводиться на противоположную кромку, на только что наплавленный металл, и после этого снова вперед, в направлении проводившейся сварки. Если электрод при повторном зажигании дуги не буде достаточно далеко отведен назад, между участками начала и конца сварки останется углубление. Если же при повторном зажигании электрод отвести слишком далеко назад, то на поверхности сварного валика образуется высокий наплыв.
• Положение и перемещение электрода при сварке. В процессе сварки электроду сообщаются следующие движения:
• поступательное по оси электрода в сторону сварочной ванны, при этом для сохранения постоянства длины дуги скорость движения должна соответствовать скорости плавления электрода;
• перемещение вдоль линии свариваемого шва, которое называют скоростью сварки; скорость этого движения устанавливается в зависимости от тока, диаметра электрода, скорости его плавления, вида шва и других факторов;
• перемещение электрода поперек шва для получения шва шире, чем ниточный валик, так называемого уширенного валика.
При слишком большой скорости сварки наплавленные валики получаются узкими, с малой выпуклостью, с крупными чешуйками. При слишком медленной скорости перемещения электрода сварной валик имеет слишком большую выпуклость, шов неровный по форме, с наплывами по краям.
Положение электрода при сварке должно соответствовать рис. 2. Сварка осуществляется в направлении как слева направо, так и справа налево, от себя и на себя.
Рис. 2. Угол наклона электрода: а - в горизонтальной плоскости; б- в вертикальной плоскости.
В конце шва нельзя резко обрывать сварочную дугу и оставлять на поверхности металла кратер, являющийся концентратором напряжений и зоной с повышенным содержанием вредных примесей. Во избежание образования кратера необходимо прекратить перемещение электрода, т. е. произвести задержку на 1-2c, затем сместиться назад на 5 мм и быстрым движением вверх и назад оборвать дугу.
При неправильном завершении сварки в месте окончания шва, где погасла дуга, всегда образуется глубокий кратер. Кратер может служить показателем глубины проплавления, однако в конце сварки и наплавки данные кратеры должны заполняться и завариваться. Это производится путем возбуждения дуги в кратере, установления короткой дуги и выдержки в таком положении электрода, вплоть до заполнения расплавленным металлом кратера. Не рекомендуется заваривать кратер, несколько раз обрывая и возбуждая дугу, ввиду образования оксидных и шлаковых загрязнений металла.
Для наплавки валика без поперечных колебаний электрода необходимо возбудить дугу, растянуть ее и некоторое время удержать на одном месте для прогрева основного металла. Затем постепенно уменьшать длину дугового промежутка, пока не образуется сварочная ванна соответствующего размера. Она должна хорошо сплавиться с основным металлом до того момента, когда начнется поступательное движение электрода в направлении сварки. При этом рекомендуется выполнять небольшие перемещения электродом вдоль оси шва. Однако большинство сварщиков предпочитают перемещать электрод вдоль оси шва без каких-либо продольных колебаний, определяя скорость сварки по формированию валика.
При наплавке валиков на обратной полярности некоторые электроды имеют склонность к образованию подрезов. Для предотвращения проявления этой тенденции не следует перемещать сварочную дугу, располагающуюся за кратером, пока не будет наплавлено достаточное количество металла, чтобы сварной шов получил требуемый размер и подрез был заполнен наплавленным металлом.
Поперечные колебания электрода по определенной траектории, совершаемые с постоянной частотой и амплитудой и совмещенные с перемещением вдоль шва, позволяют получить сварной шов требуемой ширины. Поперечные колебательные движения конца электрода определяются формой разделки, размерами и положением шва, свойствами свариваемого материала, навыком сварщика. Широкие швы (1,5-5)d3 получают с помощью поперечных колебаний, изображенных на рис. 3.
Рис. 3. Основные способы поперечных движений торца электрода
Для выполнения уширенного валика необходимо установить электрод в положение, показанное на рис. 4. При этом следует иметь в виду, что поперечные колебания совершаются электрододержателем, положение электрода в любой точке шва строго параллельно его первоначальному положению. Угол наклона электрода в вертикальной и горизонтальной плоскости не должен изменяться при колебательных движениях по поверхности шва.
Рис. 4. Положение электрода при наплавке валиков с поперечными колебаниями
Колебания электрода должны производиться с амплитудой, не превышающей три диаметра используемого электрода. Во время процесса формирования валика расплавленный слой должен поддерживаться в расплавленном состоянии. Если перемещать электрод слишком далеко и задерживать его возвращение, то возможны охлаждение и кристаллизация металла сварочной ванны. Это приводит к появлению в металле сварного шва шлаковых включений и ухудшает его внешний вид.
При сварке необходимо внимательно наблюдать за сварочной ванной, следить за ее шириной и глубиной проплавления, при этом не перемещать электрод слишком быстро. В конце каждого перемещения на мгновение останавливать электрод. Амплитуда поперечных колебаний должна быть немного меньше требуемой ширины наплавляемого валика.
При сварке на прямой полярности, как правило, не возникает проблем с подрезами. При сварке на обратной полярности могут возникнуть проблемы с появлением подрезов. Проблему подрезов можно преодолеть путем более длительной выдержки сварочной дуги в крайних точках поперечных перемещений, а также путем выполнения данных перемещений с амплитудой, не превышающей требуемую для получения нужной ширины наплавленного валика.
Выпуклость сварного шва будет меньше, чем при сварке на прямой полярности, проплавление будет более глубоким. Шлака будет несколько меньше, он будет менее текучим и будет закристаллизовываться немного быстрее, чем при сварке на прямой полярности.
На вертикальной поверхности узкие горизонтальные валики наплавляются, как правило, на обратной полярности, при этом сварочный ток не должен быть слишком большим.
Сварка должна производиться на короткой дуге. При сварке следует уделять внимание тому, чтобы металл сварочной ванны не вытекал вниз или не образовывал наплыв на нижней кромке. Для этого необходимо совершать возвратно-поступательные движения электродом в направлении оси сварного шва. Каждый новый валик должен перекрывать ранее наплавленный соседний с ним валик не менее чем на 45-55%. Для предотвращения образования подрезов необходимо производить колебания электрода в пределах выпуклости сварного валика.В большинстве случаев выполнение сварки в вертикальном положении производится снизу вверх, особенно для ответственных стыков. Данная техника сварки широко используется при строительстве трубопроводов высокого давления, в кораблестроении, при сооружении сосудов высокого давления и при строительных работах.
Наплавка узких валиков на поверхность, находящуюся в вертикальном положении, при сварке снизу вверх производится на обратной полярности сварочного тока, при этом сварочный ток не должен иметь слишком высокое значение. Положение электрода должно соответствовать изображенному на рис. 5. Необходимо использовать возвратно-поступательные перемещения электрода. Наплавка валиков должна производиться при короткой дуге, в верхней части траектории колебаний электрода, дугу следует растягивать, но нельзя допускать ее обрыва в данной области.
Рис. 5. Положение электрода при наплавке узких валиков без поперечных колебаний электрода в вертикальном положении снизу вверх
Подобный тип перемещений электрода позволяет наплавленному металлу кристаллизоваться, образуя ступеньку, на которую наплавляется следующая порция электродного металла. Некоторые сварщики предпочитают поддерживать постоянную сварочную ванну, которую они медленно выводят снизу вверх, применяя при этом небольшие колебательные движения электродом. Данный способ ведения процесса сварки приводит к наплавке валика с большой выпуклостью, а также к появлению вероятности трещин металла сварного шва.
Методика выполнения сварки с продольными колебаниями электрода позволяет получить более плоский с невысокой выпуклостью сварной шов, а также уменьшает опасность возникновения шлаковых включений.
Сварка в вертикальном положении сверху вниз достаточно редко встречается в промышленности, особенно при обычных работах. Область применения данного способа ведения сварочного процесса обычно ограничивается сварочными работами при строительстве магистральных трубопроводов и при сварке тонколистового проката. При наплавке на плоскую поверхность данный способ ведения сварки приводит к получению не очень глубокого проплавления, существует также опасность появления шлаковых включений.
Наплавка узких валиков в вертикальном положении сверху вниз производится на обратной полярности, при этом следует обратить особое внимание на установку сварочного тока. Положение электрода должно соответствовать изображенному на рис. 6.
Рис. 6. Положение электрода при наплавке узких валиков без поперечных колебаний электрода в вертикальном положении сверху вниз.
В процессе сварки необходимо поддерживать очень короткую дугу, с тем, чтобы шлак не затекал в головную часть сварочной ванны. Поперечные колебания электрода, как правило, не применяются, поэтому скорость перемещения достаточно велика. Этим и объясняется малая ширина наплавленных таким образом валиков, а также их малая выпуклость. Подрезы почти не встречаются.
Сварка с поперечными колебаниями электрода в вертикальном положении очень часто применяется при сооружении трубопроводов высокого давления, сосудов высокого давления, при сварке судовых конструкций, а также при изготовлении металлоконструкций. Данная техника сварки очень часто применяется для сварки многопроходных швов в разделку, а также угловых швов, находящихся вертикальном положении.
Наплавку валиков с поперечными колебаниями электрода в вертикальном положении, как правило, выполняют снизу вверх на обратной полярности сварочного тока. Сварка на прямой полярности в данном положении используется крайне редко. Еще реже производится сварка в положении сверху вниз.
При наплавке валиков с поперечными колебаниями электрода в вертикальном положении сварочный ток не должен быть слишком велик, однако он должен быть достаточным для хорошего проплавления. Положение электрода должно хотя бы приблизительно соответствовать изображенному на рис. 7.
В нижней части соединения наплавляется полка шириной не более 12 мм, при этом смешение электрода от оси сварного шва не должно превышать 3 мм. Перемещение электрода должно производиться по траектории (рис. 7б). Для предотвращения появления подрезов необходимо делать кратковременные остановки электрода во время выхода его на боковые кромки сварного шва.
Рис. 7. Положение электрода при наплавке валиков в вертикальном положении снизу вверх с поперечными колебаниями электрода (а) и траектория движения электрода (б).
Сварку можно также производит путем поддержания постоянного перемещения сварочной ванны, при этом нужно быть очень осторожным, чтобы не допустить вытекания расплавленного металла сварочной ванны. При соблюдении этого условия перемещение электрода вверх может производиться по любой из сторон сварного соединения, при этом необходимо производить сварочной дуги, но не допускать ее обрыва. Нельзя держать сварочную дугу слишком долго вне кратера - это может привести к охлаждению кратера и вызовет избыточное разбрызгивание металла перед швом.
При наплавке валиков на прямой полярности, сварочный ток должен быть несколько выше, чем при сварке на обратной полярности. Поскольку при сварке на прямой полярности выше производительность наплавки, а также больше количество шлака, скорость перемещения электрода должна быть выше. Подрезы не составляют сколь-нибудь значительной проблемы, поэтому отпадает необходимость задержки электрода на боковых поверхностях свариваемых кромок.
Наплавка валиков в вертикальном положении с поперечными колебаниями электрода в вертикальном положении сверху вниз производится на обратной полярности, при этом следует обратить особое внимание на установку сварочного тока. Положение электрода должно соответствовать изображенному на рис. 8. В процессе сварки необходимо поддерживать очень короткую дугу, с тем, чтобы шлак не затекал в головную часть сварочной ванны. Для предотвращения появления подрезов необходимо делать кратковременные остановки электрода во время выхода его на боковые кромки сварного шва.
Рис. 8. Положение электрода при наплавке валиков в вертикальном положении сверху вниз с поперечными колебаниями электрода (а) и траектория движения электрода (б)
Несмотря на то, что в настоящее время в промышленности взят курс на полное исключение сварки в потолочном положении за счет соответствующего позиционирования, на сегодняшний день каждый сварщик должен уметь вести сварочные работы в этом пространственном положении. Сварка в потолочном положении распространена при строительстве трубопроводов, в судостроении и при строительно-монтажных работах.
Рис. 9. Положение электрода при наплавке узких валиков в потолочном положении
Наплавка узких валиков в потолочном положении может производиться как на обратной, так и на прямой полярности. Величина сварочного тока при обратной полярности такая же, как при сварке в вертикальном положении. При сварке на прямой полярности эта величина несколько выше. Положение электрода должно соответствовать изображенному на рис. 9. Сварщик должен находиться в таком положении, чтобы иметь возможность наблюдать за наплавкой металла и за сварочной дугой. Особенно это важно при сварке труб, однако часто бывает так, что направление сварки должно быть направлено на сварщика.
Во время процесса сварки на обратной полярности необходимо поддерживать короткую дугу, сварочная ванна не должна быть слишком сильно перегрета. При сварке на прямой полярности длина дуги должна быть несколько длиннее. Небольшие колебания электрода вперед-назад относительно направления сварки служат для предварительного подогрева сварного шва, кроме того, они способствуют предотвращению подтекания расплавленного шлака в головную часть сварочной ванны. Некоторые сварщики при сварке на прямой полярности предпочитают перемещать электрод во время сварки очень маленькими участками, при этом необходимо обращать внимание на опасность получения сварного шва с большой выпуклостью, а также на образование толстой корки шлака. При сварке на прямой полярности опасность появления подрезов практически исключена.
Во многих случаях при выполнении сварных соединений в потолочном положении, возникает необходимость в наплавке валиков с поперечными колебаниями электрода. Это значительно сложнее, чем наплавка узких валиков.
Наплавка валиков с поперечными колебаниями электрода в потолочном положении, производится на обратной полярности. Величина сварочного тока не должна быть слишком большой. Положение электрода должно соответствовать изображенному на рис. 10а. Большое значение имеет поддержание короткой дуги, а также стабильности дугового промежутка по всей ширине наплавляемого валика.
Наплавку можно производит путем перемещения всей сварочной ванны, однако при этом необходимо быть очень осторожным, чтобы не допустить приобретения расплавленным металлом сварочной ванны слишком высокой текучести, что, в конечном счете, приведет к вытеканию сварочной ванны. Если данное препятствие будет устранено, то электрод можно перемещать вперед вдоль любой из свариваемых кромок (рис. 10б). При этом допускается удлинение дуги, без ее обрыва.
Нельзя допускать, чтобы сварочная дуга находилась в кратере больше времени, чем необходимо для его полной заварки. Электрод должен быстро перемещаться поперек лицевой стороны сварного шва, с тем, чтобы не допустить избыточного перегрева металла, наплавленного в средней части сварного шва.
При сварке в потолочном положении могут возникнуть проблемы, связанные с подрезами. Они решаются с помощью задержек электрода на боковых кромках соединения. Рекомендуется не превышать ширины сварного шва свыше 20 мм.
Рис. 10. Положение электрода при наплавке валиков с поперечными колебаниями электрода в потолочном положении (а) и траектория перемещения электрода (б)
10.3 Сборка и сварка монтажных соединений железобетонных конструкций
10.3.1 Типы сварных соединений арматуры между собой и с плоскими элементами проката закладных изделий, выполняемых при монтаже сборных и возведении монолитных железобетонных конструкций, размеры конструктивных элементов, способы сварки, техника и технология, контроль качества должны соответствовать проекту, ГОСТ 14098, ГОСТ 10922, [5], ГОСТ 23858 и [6].
10.3.2 Выполнение требований проекта по степени укрупнения арматурных изделий, точности их сборки, схемам монтажных ярусов и зон, подготовленным сборочным и сварочным работам, видам и объемам контроля, техники безопасности должно быть предусмотрено в проекте производства сварочных работ (ППСР) и технологических картах (регламентных) к нему, учитывающих специфику конкретного объекта и возможности монтажной организации.
10.3.3 При наличии арматурно-сварочного участка на приобъектном полигоне для изготовления арматурных изделий и укрупнительной сборки железобетонных элементов на сварке должен быть составлен отдельный ППСР с технологическими требованиями, аналогичными требованиям к заводской продукции.
10.3.4 Гнутье арматурной стали должно производиться с одинаковой скоростью, минимальный диаметр загиба в свету для основных классов арматуры приведен в таблице 10.4. Арматура из бухт может применяться только при наличии на стройплощадке соответствующего правильного оборудования.
10.3.5 Арматура, арматурные и закладные изделия должны поступать на объект с документом о качестве (паспортом, сертификатом) завода-изготовителя по ГОСТ 10922 и иметь сертификат соответствия.
10.3.6 Для обеспечения требуемых проектом параметров армирования перед укладкой арматуры и сборкой элементов железобетонных конструкций необходимо установить соответствие классов и диаметров стержневой арматуры, марок стали и толщин плоских элементов закладных изделий и соединительных деталей, размеров и точности сборки сопрягаемых элементов, а перед сваркой - размеров и точности подготовки сопрягаемых стержней чертежам марки КЖ проекта и требованиям ГОСТ 14098, ГОСТ 10922, [5] и [6].
10.3.7 Элементы сборных железобетонных конструкций следует собирать с использованием устройств и приспособлений, фиксирующих их проектное положение. Конструкции с закладными изделиями опирания, нахлесточные соединения, скобы-накладки следует собирать на прихватках с применением тех же сварочных материалов, что и основные швы. Прихватки следует располагать в местах последующего наложения сварных швов. Запрещается сборка и сварка арматурных стержней конструкций, удерживаемых краном.
10.3.8 При сборке конструкций и укладке арматуры в монолитном бетоне не разрешается обрезка концов стержней и разделка их кромок перед сваркой электрической дугой.
10.3.9 Длина выпусков арматурных стержней из бетона конструкций должна быть не менее 150 мм при регламентированных нормативными документами зазорах и не менее 100 мм при применении одной вставки длиной не менее 80 мм в случае их превышения. Вставки следует изготовлять из арматуры того же класса и диаметра, что и стыкуемые стержни. При сварке стержней встык с накладками превышение зазора должно быть компенсировано соответствующим увеличением длины накладок.
10.3.10 После сборки под сварку несоосность стыкуемых арматурных стержней, переломы их осей, смещения и отклонения размеров элементов сварных соединений должны соответствовать требованиям ГОСТ 10922. Отгиб стержней для обеспечения их соосности осуществлять в холодном состоянии. Допускается осуществлять нагрев до температуры 600-800°С по специальной технологической карте.
10.3.11 Требования к способу подогрева, оборудованию и контролю температуры должны содержаться в технологическом регламенте (картах) к ППСР.
10.3.12 Перед сваркой (ванной, многослойными или протяженными швами) арматурные стержни в месте соединения следует зачищать на длине, превышающей на 10-15 мм сварной шов или стык.
10.3.13 Для ручной дуговой сварки следует использовать источники постоянного сварочного тока универсальные или с падающей характеристикой и сварочные трансформаторы на токи до 500А, а для механизированных способов сварки - источники постоянного сварочного тока универсальные или с жесткой характеристикой до 500А и специализированные или модернизированные полуавтоматы общего назначения.
10.3.14 Конструкции сварных соединений стержневой арматуры, их типы и способы выполнения в зависимости от условий эксплуатации, класса и марки свариваемой стали, диаметра и пространственного положения при сварке, а также предельные отклонения размеров выполненных швов должны соответствовать требованиям проекта, ГОСТ 14098, ГОСТ 10922, [5] и [6].
10.3.15 Режимы, сварочные материалы, техника, технология сварки арматуры, арматурных и закладных изделий должны соответствовать требованиям [5] и ППСР.
10.3.16 Рекомендуемые типы электродов для ручной дуговой сварки основных классов арматуры приведены в таблице 10.5, а марки сварочных проволок для механизированных способов сварки и других классов арматуры - в [5] и [6].
Читайте также: