Контактная сварка арматуры больших диаметров

Обновлено: 17.05.2024

Положения указанного документа распространяют свое действие:

На сварные соединения стержневой арматуры.
На соединения арматурной проволоки, которая имеет диаметр 3 мм и более.
На соединения между арматурой и прокатом с толщиной от 4 до 30 мм.

Данные работы могут выполняться при производстве арматурных и закладных ЖБК, а также при их монтаже и возведении.

В стандарте устанавливаются типы, конструктивные особенности и размерности сварного шва. Здесь прописаны требования к выполнению работ посредством контактной и дуговой сварки.

Действие стандарта исключает сварные соединения закладных без анкеров из арматурной стали.

С полным текстом документа можно ознакомиться здесь.

Типы сварных соединений арматуры с краткой характеристикой и способы их сварки

При сварке арматуры применяют 4 основных типа сварных соединений:

С учетом типа соединения может практиковаться один из способов сварки.

Типы соединения	Способ сварки	Обозначение
Крестообразное	Контактная точечная	Кт
Дуговая (ручная)	Рп
Механизированная прихватками	Мп
Стыковое	Контактная стыковая	Ко
Ванная под флюсом механизированная	Мф
Ванная с одним электродом в инвентарной форме	Рв
Механизированная дуговая с порошковой проволокой и на стальной скобе-накладке	Мп
Ванно-шовная на стальной скобе	Рс
Дуговая (ручная) с многослойными швами на стальной скобе	Рм
Дуговая (ручная/механизированная) со швами со стержневыми накладками	Рн
Нахлесточное	Дуговая ручная или механизированная	Рш
Контактная по 1 рельефу на пластине	Кр
Контактная по 2 рельефам на пластине	Кр
Тавровое	Дуговая (механизированная) под флюсом без присадки	Мф
Дуговая (ручная) под флюсом без присадки	Рф
Дуговая (механизированная) со швами в среде СО2	Мз
Дуговая (ручная) с валиковыми швами	Рз

В зависимости от типа сварного соединения и способа сварки в процессе работы может использоваться различное положение стержней при сварочных работах: горизонтальное, вертикальное или любое.

При выборе подходящего типа конструкции и способы соединении арматуры стоит остановиться на том, которое сможет обеспечить наиболее высокие эксплуатационные свойства, максимальное сокращение трудозатрат.

Наиболее предпочтительными являются автоматизированные способы. При производстве арматурных сеток в заводских условиях отдается предпочтение контактной точечной и стыковой сварке, а когда делаются закладные – механизированной сварке под флюсом либо контактной рельефной сварке.

Также при монтаже арматуры следует использовать те способы сварки, которые позволяют выполнить процедуру неразрушающего контроля качества шва.

Широкой популярностью пользуется ванная состыковка арматуры, так как она применяется при достаточно большом сечении арматурных прутьев, которое достигает 10 см.

При помощи ванной состыковки, например, крепятся фланцы к металлическим трубам, соединяются арматурные столбы и каркасы и пр. Изделия, которые производятся указанным способом, отличаются высокой прочностью и надежностью.

Арматура по своему химическому составу должна соответствовать ГОСТ 5781-82, ГОСТ 10884-94 и другим нормативным документам.

Оценка эксплуатационных качеств сварных соединений

Комплексная оценка эксплуатационных качеств сварных швов производится с позиции их прочности, ударной вязкости, пластичности и пр. Она производится с учетом внешних факторов:

Типа соединения, которое использовалось.
Способа сварки.
Марки стали и диаметра используемой арматуры.
Температуры эксплуатации и производства.

Для оценки качества сварки арматуры при статической нагрузке в ГОСТе приведена таблица А1.

Если эксплуатационные качества оцениваются при многократно повторяющихся нагрузках, то рекомендовано снижать балл на 1. Также в процессе оценки рекомендовано ориентироваться на ГОСТы и нормативы на проектирование железобетонных конструкций зданий и сооружений.

Баллы для арматурных соединений назначаются с учетом соблюдения производственной технологии арматуры и закладных. Так, балл 5 гарантирует равную прочность для сварного соединения исходному металлу и его пластичное разрушение. Результаты контроля сварных соединений фиксируются в рабочих журналах, а также отражаются в журнале сварочных работ.

Особенности способа сварки арматуры контактно-точечным методом. Оборудование и технология процесса

Точечная контактная сварка арматуры – сложный процесс, требуемый использования специальных технологий. Сплавление выполняется машинным способом.

Особенности использования для сваривания арматуры

Особенность метода – использование сильного нагрева и сдавливания. Качественное соединение обеспечивается при любом положении арматуры.

По сравнению с электродуговым способом контактный точечный метод обладает рядом преимуществ:

повышение производительности труда;
экономия материалов;
облегчение условий работы;
усиление прочности соединений;
улучшение качества изделий.

Необходимое оборудование

Для соединения арматурных каркасов железобетонных изделий применяют специальные контактные машины. Функции механизма – сжатие и нагрев свариваемых деталей.

Главная часть машины для точечной контактной сварки – корпус. На нем закреплены:

передвижной нижний кронштейн с консолью;
электродержатель с электродом;
верхний кронштейн с установленным пневматическим приводом усилия сжатия электродов.

Пневмопривод соединен с верхней консолью, имеющей электродержатель. Управление работой пневматического привода осуществляется с помощью пневмоаппаратуры.

Примерная стоимость аппаратов для контактной точечной сварки арматуры на Яндекс.маркет

Сварка конструкции громоздкой конфигурации, которую к стационарной контактной машине подать невозможно, осуществляется с помощью подвесного механизма, имеющего отдельно расположенный или встроенный трансформатор. Рабочий орган машины с отдельно размещенным трансформатором – сварочные клещи, к которым питание подводится по гибкому кабелю.

Технология

Число перекрещивающихся стержней, оплавляемых одновременно, должно составлять не более четырех. Самая высокая прочность сварных точек достигается при соединении двух прутков.

Технологический процесс точечной сварки арматуры включает:

Режимы сварки

К параметрам режима относятся:

сварочный ток;
размеры контактной поверхности электродов;
усилие сжатия прутков электродами машины.

Режимы процесса условно подразделяют на жесткий и мягкий.

Жесткий

Для жесткого режима характерно:

непродолжительность протекания сварочного тока большой плотности (120-360 а/мм 2 );
кратковременный нагрев свариваемого материала.

Жесткий режим применяют для сплавления арматуры малого диаметра:

круглых стержней с плоскими включениями сортового проката;
гладких прутков с прутками периодического профиля;
холоднообработанной арматуры.

Преимущества жесткого режима:

уменьшение времени на рабочий процесс;
повышение производительности.

К недостаткам относятся:

Мягкий

Этот режим используется для соединения прутков большого диаметра. Длительность протекания тока – большая, плотность – маленькая (80-160 а/мм 2 ). Нагрев заготовок происходит плавно.

небольшое количество потребляемой мощности;
недорогое оборудование.

Недостатками считаются снижение производительности труда, увеличение расхода электроэнергии, пережог или перегрев металла ядра.

При сварке арматуры разного сечения режим процесса определяется по стержню наибольшего диаметра. Если условия работы не соответствуют заявленным, режим подбирается опытным путем.

Схема точечной сварки

Подготовка арматуры

Для обеспечения прилегания друг к другу в зоне контакта прутки перед соединением выправляют. Затем проводят зачистку их поверхности в точках перекрещивания до чистого металла.

Способ подготовки поверхности зависит от материала стержня, состояния его поверхности. Удаляют загрязнения, пленку, ржавчину.

Следующий этап – сборка под сварку. Прутки укладывают между электродами и фиксируют в нужном положении, плотно прижимая.

Процесс соединения

Алгоритм контактной точечной сварки арматуры состоит из этапов:

Подготовленные стержни укладываются в заданном положении между электродами контактной машины и плотно прижимаются в точке соединения.
В зону контакта подается питание и происходит нагрев металла до состояния пластичности. Прижатие способствует созданию уплотняющего пояса в свариваемой точке, что не позволяет металлу растекаться.
В результате совершения усилия сжатия электродов происходит сварка арматуры.

Имеется два способа – непрерывным и прерывистым оплавлением. Аппаратами для контактной сварки поддерживаются оба режима.

Непрерывный метод заключается в постоянном воздействии тепла, расплавляющего торцы прутков. Концы оплавляются до получения сварного соединения. Способ используется для соединения арматуры класса А1 и подходит для изделий, не подверженных упрочнениям.

Прерывистое оплавление подразумевает непостоянное воздействие дуги. Метод применяют для соединения прутков, обработанных способом горячего проката.

Сварка арматуры. Особенности процесса и основные современные способы соединения прутков

Прочность и долговечность – основные требования, предъявляемые к любым бетонным конструкциям. Армирование позволяет практически полностью исключить деформацию, а значит, увеличить срок службы и надежность сооружений. Сварка при этом является наиболее доступным, простым и долговечным способом соединения металлов.

Способы сварки арматуры

Существует три основных способа сварки.

Сварка внахлест

Этот способ подойдет только для тех конструкций, которые не будут впоследствии испытывать больших нагрузок на изгиб (для укрепления фундамента данный вид шва непригоден). Данный тип соединения можно назвать самым простым. При его использовании расход металла значительно увеличивается.

Чтобы стыковка частей была более прочной, их концы обязательно зачищают грубой металлической щеткой. После этого прутья соединяют в продольной плоскости, смещая концы друг на друга на расстояние от 15 до 30 см. Чем больше нахлест, тем прочнее будет шов и конечная конструкция.

Сварка всегда производится с двух сторон, что может вызвать неудобства. Например, если один из швов находится внизу. Чтобы добиться хорошего результата, нужно точно соблюдать режим сварки, который, в свою очередь, зависит от сечения металлических стержней. Также важно правильно подбирать значения силы тока.

Диаметр стержней	Сечение электрода	Сила тока
3 – 5 мм	3 мм	200 А
8 – 10 мм	4 мм	300 – 350 А
Более 10 мм	5 мм	От 350 А

Строгих ограничений по применению электродов нет. Но чаще всего используются расходники АНО или МР.

Сварка встык

Этот способ стыкования стержней более экономичен за счет уменьшения металлоемкости конструкции по сравнению с соединением внахлест, при этом прочность шва гораздо выше. Проводить работы можно как в ручном, так и в автоматическом режимах (для полной автоматизации процесса разработано оборудование). Однако несмотря на явные преимущества, данный вид сварки имеет и ряд недостатков:

Прочность при скручивании или изгибе снижается.
Работа с деталями с маленьким сечением практически невозможна из-за высокого риска перекаливания.
Обваривать арматуру в различных пространственных положениях крайне сложно.

На практике применяется несколько способов стыковой сварки арматуры (при выборе необходимо учитывать диаметр прутьев и его состав). Но самый надежный – ванный способ.

Суть метода состоит в следующем. В ванночку (матрицу) из низкоуглеродного стального материала помещают концы стержней. После чего происходит их оплавление электродами при сильном токе (450 – 550 А). Когда жидкий металл заполняет матрицу, происходит полное прочное соединение концов арматурных стержней. При этом сечение готового прута напрямую зависит от габаритов ванночки.

Данный вид сварки подходит:

для колонн, фундаментов и прочих конструкций, которые рассчитаны на большие нагрузки;
для арматурных изделий большого диаметра (до 10 см);
если есть необходимость стыковать прутья, которые будут располагаться в железобетонных конструкциях в несколько рядов.

Важный момент в процессе использования данного метода – четкое совмещение прутков: это обеспечит ровное и прочное соединение. Это достигается, благодаря использованию кондукторов различного вида.

Торцы стержней зачищают до появления блеска.
Два конца стержня необходимо приварить к ванночке на расстоянии, равном 1,5 сечения электродов.
Расплавляют только один конец до появления в ванночке жидкого металла.
После этого точно так же плавят второй конец.
Необходимо попеременно плавить концы, пока ванночка не заполнится металлом. После этого электрод вращают медленно, двигаясь по кругу между стержнями. Если сталь остынет неравномерно, это приведет к трещинам и деформации.

Точечная контактная сварка

Контактная сварка – это самый распространённый и современный метод соединения. Суть его заключается в пропускании тока по цепи (стержни так же являются ее частью). При этом в месте контакта происходит нагревание, деформация и последующее сдавливание. Контактное соединение может быть точечным (когда стержни арматуры накладываются один на другой, и соединение происходит в точках соприкосновения) и стыковое (если торцевые части располагаются встык).

Точечное соединение чаще всего используется для создания сеток из арматуры малого диаметра. Также данный вид подойдет при ремонте оборудования и деталей.

Существует два способа выполнения шва. В первом случае металл нагревают, а во втором – на участке соединения его доводят до жидкого состояния (формируется литое ядро).

Для самого процесса точечной сварки необходимо дорогостоящие оборудование, которое способно дать высокие показатели тока. Его ключевым узлом выступает трансформатор.

Процесс сварки выполняется в два основных этапа:

Прутки укладываются и фиксируются в определенном положении между электродами. Они должны быть плотно прижаты и статичны.
Подается ток, и металл нагревается до пластического состояния. За счет сжатия формируется прочное соединение.

Контактная сварка арматуры

Для соединения арматуры используют разнообразные методы. Которые помогают с той или иной степенью эффективности добиться необходимых результатов и обойти сложности данного процесса. Контактная сварка арматуры является сложным в техническом плане способом, так как требует применения специальных технологий. Процесс соединения можно провести только на стационарном месте. Главной его особенностью является то, что здесь не используются электроды или другие наплавочные материалы, такие как сварочная проволока и прочее. Здесь используется большой нагрев концов стержня под действием электрической дуги, а также сдавливание, чтобы улучшить образование контакта. Существует несколько режимов для различных случаев.

Данный метод используется преимущественно на предприятиях, так как в иных условиях его использование трудно осуществимо. Он обеспечивает качественное скрепление при любом положении. Отсутствие наплавочных материалов позволяет избежать брака при соединении, а также создает однородную структуру без каких-либо примесей. Контактно точечная сварка арматуры является сугубо машинным способом, вмешательство человека в котором требуется только для настройки правильных режимов.

Преимущества

Получаемое соединение выходит высокого качества;
Структура шва однородна, что делает его более крепким при воздействии нагрузок;
Нет необходимости использования наплавочных материалов;
Есть возможность подбора режимов для каждого типа изделий.

Недостатки

Длительная процедура подготовки;
Возможность использования только на стационарной площадке;
Потребляется большое количество электрической энергии;
Повышенные требования к чистоте поверхности.

Способы сварки

Самым распространенным способом здесь является образование точек нагрева, которые находятся на торцах. Сварка арматуры может проходить при образовании нескольких таких точек нагрева. Все точки находятся на относительно небольшом расстоянии друг от друга. Ток пробегает через них, создавая высокую концентрацию температуры. Точечная сварка арматуры обеспечивает высокое соединения качество за счет большего количества образованных точек.

Точечная сварка арматуры

Суть процесса заключается в том, что клещи контактной сварки арматуры присоединяются к стержням. Когда те соприкасаются между собой, то получается замкнутый круг электрической цепи. Благодаря тому, что стык стержней образует наибольшее сопротивление в данной контактной цепи. Соответственно, именно это поддается наибольшему нагреву. Через некоторое время концы начинают плавиться и переходить в пластичное состояние и частично в жидкое. На этом этапе и происходит соединение.

Выделяют два основных способа:

Непрерывным оплавлением;
Прерывистым оплавлением.

Прерывистое оплавление отлично подходит для стыков стержней арматуры, которая обрабатывалась методом горячего проката. Непрерывное подходит для арматуры класса А1. Это менее мощная технология, которая подходит для тех изделий, что не подвергались различного рода упрочнениям.

Арматуры класса А1

Сварка стержней арматуры непрерывным оплавлением предполагает непрерывное воздействие электрической дуги, расплавляющей торцы. На протяжении всего процесса сваривания происходит оплавление концов до полного соединения. При прерывистом, как понятно из названия, дуга воздействует не постоянно. Аппараты для контактной сварки арматуры, как правило, поддерживают оба эти режима.

Оборудование

Для данного процесса применяют различные станки и модульные машины. Выделяют автоматические разновидности, в которых изделие зажимается в емкость самого аппарата и далее уже идет самостоятельная обработка. Также может быть техника с ручным передвижением заготовок. Если требуется создать единичный шов, то здесь большой разницы нет в том что лучше использовать. Также при сваривании единственного шва можно провести процедуру несколько раз для лучшего эффекта. Если нужна сварка сетки из арматуры, то лучше подбирать технику с ручным передвижением, так как тогда проще сваривать изделия с различными параметрами.

Материалы

Ни каких дополнительных материалов, кроме самих заготовок, здесь не требуется.

Режимы контактной сварки арматуры

Выделяются два режима, в зависимости от плотности тока. Это может быть жесткий режим, который дает большую плотность тока за относительно короткий промежуток времени. Он применяется для стержней с малым диаметром. Мягкий режим имеет меньшую плотность тока, но воздействует на деталь более длительный период. Он подходит для стержней с большим диаметром.

При сваривании непрерывным оплавлением плотность колеблется от 10 до 50 А/мм 2 . Длительность воздействия от 1 до 20 с.

Технология

Ручная сварка оказывается не столь эффективной как данный тип, но здесь необходимо придерживаться точной технологии. Первым делом идет подготовка поверхности. На ней не должно быть краски, ржавчины и прочих лишних вещей. Даже после обрезания газовым резаком все нужно зачистить до блеска перед свариванием.

Затем определяется режим сваривания. Здесь требуется участь такие пункты как:

Плотность тока;
Сила тока;
Длительность его воздействия;
Установочная длина заготовки;
Давление осадки.

«Важно!Оборудование контактной сварки арматуры обладает автоматически ограниченным диапазоном воздействия по времени и его превышение может привести к дефектам сваривания.»

Сварка сетки из арматуры

Сваривание металлических конструкций всегда предполагает использование простых элементов, из которых потом создается цельное изделие. Соединять металлические детали легче всего при помощи сварки, так как это относительно дешевый, простой и надежный способ. С ее помощью можно сваривать элементы металлоконструкции под любым углом и в любых конфигурациях, лишь бы это позволяло осуществить мастерство сварщика. Сварка сетки из арматуры является простейшим примером, как может создаваться каркас или укрепление для железобетонных изделий. Изделие добавляет конструкции жесткость и увеличивает возможность выдерживать высокие нагрузки.

Сварка сетки из арматуры

Если используется рифленая арматура, то она может стать идеальным вариантом для каркаса ЖБИ, так как обладает большей площадью схватывания с бетоном за счет выступающих неровностей. Помимо производства железобетонных изделий, сварка арматурной сетки точечной сваркой применяется в хозяйстве, когда необходимо сделать навесы, ограды и другие важные сооружения большой площади. Здесь практически не придерживаются точности изготовления, так как изделие не сталкивается с большими нагрузками. Но при заводском производстве требуется точный расчет на прочность.

Точечная сварка сетки использует минимум расходных материалов;
Процесс получается достаточно дешевым;
Можно создавать стеку любых параметров, при наличии должного количества материалов;
При необходимости все можно разобрать на прежние элементы.

Для надежного соединения необходим опыт работы, чтобы сделать качественный точечный шов;
Для сварки необходимо много места, так как сетка занимает большую площадь.

Виды арматурных сеток

Сетки разделяются по двум основным параметрам: расположению прутьев арматуры и их диаметру. В свою очередь, по типу расположения выделяют сетки с расположением рабочих прутьев в одном направлении и распределительных перпендикулярно им, и второй вариант – это когда рабочие прутья распределены во всех направлениях. По диаметру арматуры выделяют легкие разновидности, толщина прутьев в которых составляет до 12 мм, и тяжелые, в которых стержень от 12 мм и более.

Арматура диаметром 12 мм

Размеры и характеристики

Когда используются автоматические линии сварки сетки или она варится вручную, то важно соблюдать правильные размеры изделия. Выделяют следующие типы с определенными характеристиками:

Тяжелая сетка, рабочие прутки которой располагаются в продольном направлении. Их диаметр больше распределительных прутков.
Тяжелая сетка, рабочие прутки которой располагаются в обоих направлениях.
Тяжелая сетка, рабочие прутки которой располагаются в поперечном направлении. Их диаметр больше распределительных прутков.
Легкая сетка, рабочие прутки которой располагаются в поперечном направлении.
Легкая сетка, у которой рабочие стержни смещены.

Параметры изготовления согласно каждому из вышеприведенных типов отображены в следующей таблице:

Диаметры стержней, d1/d2

Расстояние между прутками – шаг стержней

Способы сварки арматурной сетки

Контактная сварка кладочной сетки подходит при соединении любых стержней. Она требует большого количества расходных материалов, но предоставляет высокое качество соединения.

Точечная – применяется для соединения прутьев не более 5 см толщиной. Она требует меньше расходного материала, но из-за этого уступает по надежности предыдущему методу.

Точечная сварка сетки из арматуры

Электродуговая сварка – хорошо подходит для соединения разных сортов металла. С ее помощью лучше соединять крупные изделия.

Электродуговая сварка сетки из арматуры

Ванночки для сварки арматуры выделяются как один из наиболее предпочтительных способов. С ними наблюдается минимальных расход материалов, но здесь необходимо применение специальных накладок. Качество соединения получается достаточно высокого уровня.

Ванночки для сварки арматуры

Требования

Сварка кладочной сетки должна производиться по установленным чертежам. В роли рабочих стержней для тяжелых сеток следует применять сталь горячего проката класса А-3. Также можно ее заменить на упрочненный класс Ат-3С, которая проходит механическую и термическую обработку. Распределительная арматура для тяжелых сеток берется из арматурной стали класса А-3. Ее толщина, как правило, в два раза ниже, чем у основные прутьев.

Сварка кладочной сетки

Легкие сетки производятся из стали класса Вр-1 или арматуры А-3, но толщиной до 10 мм. Распределительная арматура здесь также уступает по толщине в два раза. Она берется из стали В-1.

Технология

При сварке вручную, без применения автоматических устройств, сначала подготавливаются заготовки для дальнейшего сваривания. Они изготавливаются точно по размерам чертежа. Затем детали выкладываются на ровную поверхность, где они должны быть в форме будущей сетки. Затем все берется на прихватки, чтобы сохранить правильное положение. После этого сетка обваривается надежными швами.

Методы контроля

Проверяется длина и ширина полученного изделия, равномерность шага стержней в обоих направлениях. Также необходимо проверить прямолинейность сетки, что поможет определить разницу между ее диагоналями. Все размеры можно проверять поверенной рулеткой. Соединения крестообразного типа проверяются на ударное воздействие. Сетка должна выдерживать сбрасывание с высоты 1 метра. Методы проверки соответствуют ГОСТ 10922.

Меры безопасности

В данном случае нужно заботиться об электробезопасности, так как работа ведется с высокими напряжениями и широкой площадью изделия. Если используется станок для сварки сетки, то следует перед его запуском проверить работоспособность, чтобы в процессе работы не возникло проблемных ситуаций.

Читайте также: