Сварка арматуры ванным способом

В монолитно-каркасном строительстве незаменимой является арматура разного вида. Из железобетона, что армирован стальными прутьями, изготовляют плиты перекрытия, фундаментные блоки, сваи и балки. Также зачастую армированный железобетон применяется для возведения устройства фундаментов, цокольных этажей, создания целых стен, дверных и оконных перемычек, лестничных маршей и балконных плит. Проволокой или прутьями принято укреплять цементную стяжку при выравнивании пола. При использовании арматуры в домашних условиях возникает необходимость её соединения, и самым лучшим решением при этом является сварка арматуры ванным способом.

Содержание:

1. Назначение и виды арматуры
2. Особенности ванной сварки арматуры
3. Принцип ванной сварки арматуры
4. Формы для сварки ванным способом

Назначение и виды арматуры

Арматура представляет собой сложную конструкцию из металлических прутов различной формы и диаметра, что становится в совокупности с прочими элементами фасонного проката основой для железобетонных конструкций. Арматура на себя призвана взять напряжения сжатия и растяжения и перераспределить по объёму в железобетонных конструкциях разной сложности. Создать железобетонную конструкцию без этого элемента просто невозможно.

К арматуре предъявляются чрезмерно жёсткие требования, потому что она является частью многих архитектурных элементов - стен, фундамента, перекрытий. Все элементы арматуры принято разделять на два типа. К жёсткой арматуре относят двутавровый профиль и гнутый швеллер, к гибкой арматуре причисляют рифленые пруты, гладкие стержни, разные типы сеток.

Вопреки нашей интуиции, количество арматуры с качеством железобетона не соотносится пропорционально. Поэтому если вы решили использовать больше прутьев, либо отдать предпочтение более толстым, тем, которые укрепляют межэтажные перекрытия в доме, нужно разобраться с классификацией арматуры. На сегодняшний день выделяют такие разновидности арматуры, которые чаще всего используются в среде строительства:

1. Арматура а1. Эти изделия представляют собой гладкую арматуру из горячекатаной низколегированной и углеродистой стали. Это самое простое в производстве решение.
2. Арматура а3. Эта арматура является рифленой. Такая арматура используется в капитальном строительстве, становится каркасом для выливания стен, полов и фундамента высотных зданий. Процесс изготовления данного вида арматуры связан с многообразной обработкой стали, что в результате и даёт высокопрочный продукт.
3. Арматура АТ800. Данную арматуру производят из высокопрочной стали, которая отличается большой вязкостью и эластичностью. Арматуру АТ800 применяют в конструкциях, которым предстоит переносить существенные динамические нагрузки.

Использование арматуры связанно со многими нюансами, диктующими архитектурные требования, свойства бетона и непосредственно самой арматуры. Большое значение имеет качественное соединение арматуры в каркас, которое бывает нескольких видов.  

Во-первых, могут использоваться готовые арматурные изделия - арматурные решётки, арматурные сетки и арматурный каркас. Во-вторых, соединения арматуры могут проводиться путем связки проволокой, также вместо проволоки используются специальные арматурные фиксаторы, что изготовлены из пружинной стали. И, в-третьих, соединения проделывают с использованием сварки арматуры.

Особенности ванной сварки арматуры

Соединение выпусков арматурных стержней может проводиться двумя способами - сваркой встык или при помощи накладок. Сварка встык состоит в применении соединения выпусков арматурных стержней сваркой ванно-шовной и ручной ванной, ванной в инвентарных формах, а также многослойной на подкладках порошковой проволокой, полуавтоматической проволокой под флюсом, проволокой порошковой с флюсовым сердечником или покрытыми электродами. Сварка при помощи накладок: накладки с арматурными стержнями соединяются ручной электродуговой сваркой.

Для сварки стержней арматуры, что имеют большой диаметр, в наше время используется ванный способ сварки. Такой способ применяется обычно при сварке стальных стержней, что отличаются диаметром 20-100 миллиметров, стыков фланцев, которые согнуты из полос большого сечения, стыков многорядной арматуры железобетонного сооружения, а также других деталей.

Также широко практикуется ванный способ сварки при строительстве сооружений и зданий, арматурных каркасов и железобетонных конструкций. Такой способ сварки дает возможность без потери прочности и жесткости по всей длине конструкции получить единый силовой каркас. При таком виде сварки выполнять стыковку арматуры возможно как в вертикальном, так и горизонтальном положении.

Одним из главных условий получения довольно хорошего качества стыков выступает точное совмещение выпусков стержней арматуры. При сварке ванным способом величина смещения осей стержней, что соединяются, должна не превышать 0,05 диаметра. Для обеспечения вышесказанной точности совмещения выпускной арматуры в монтажных соединениях части сборных конструкций, а также их арматурные каркасы, делают в специальных кондукторах с фиксацией габаритных размеров и положения арматурных стержней. На монтажной площадке при приемке таких элементов проверяются размеры и взаимное положение выпусков арматуры.

Технология ванной сварки арматуры имеет такие преимущества:

• Использовать можно обычное сварочное оборудование, предназначенное для дуговой сварки.
• Не нуждается в кантовке (поворачивании) конструкции.
• Можно с помощью гамма-лучей проверить качество сварки.

Технологически разработаны в нашей стране три разновидности ванного способа сварки: ручная ванная сварка в стальной скобе трехфазной и однофазной дугой; ванная сварка полуавтоматическая в керамической форме; ванно-шлаковая автоматическая сварка в медной форме.

Соединение арматурных стержней ванной сваркой без применения накладок более экономичней: исключается расход металла на производство накладок, при сварке ванным способом уменьшаются трудовые затраты. Кроме того, стык будет компактнее, так как не всегда есть возможность разместить в сечении железобетонной конструкции ещё и накладки, кроме арматурных стержней.

На каждом стыке, по сравнению со сваркой с использованием накладок, экономится арматурной стали от 10 до 60 килограмм, а также электродов - 0,5 - 2,5 килограмм. Специальные дополнительные мероприятия, которые обеспечивают большую точность производства арматурных выпусков и требуются при сварке ванным способом, окупаются экономией материалов и трудовых затрат при монтаже и производстве работ.

Принцип ванной сварки арматуры

Для сварки горизонтальных стержней ванным способом применяют стальную форму. Сама сущность такого способа состоит в следующем: в месте стыка к стержням арматуры приваривают стальную форму, в ней создают ванну расплавленного металла при помощи теплоты дуги. Торцы сваренных стержней плавятся от теплоты металла ванны, при этом образуется общая ванна материала шва, а далее при остывании формируется сварное соединение.

Подготовка горизонтальных стыков под сварку производится следующим образом, как показано на видео о ванной сварке. Поверхности стержней и торцы перед выполнением сварки должны быть зачищены от ржавчины, окалины, грязи при помощи стальной щетки или другими способами на длину более 30 миллиметров. Свариваемые стержни устанавливают соосно, с зазором не больше полтора диаметра электрода между торцами.

В качестве формующей детали при сварке вертикальных швов используют штампованную форму из листовой детали, которую без добавления присадочных прутков приваривают к нижнему стержню. Производя постепенно колебательные движения электродом в направлении перпендикулярном осям стержней, все сечение стыка заплавляют. Из ванны излишек шлака удаляют черпаком. Далее конец верхнего стержня прихватывают к нижнему, а после этого переходят к заполнению формы наплавленным металлом. Чтобы выпустить шлак, прожигают отверстия электродом в стенке формы, потом их заваривают.  

Сам процесс ванной сварки арматуры производиться при больших токах. К примеру, если у вас электроды диаметром 5-6 миллиметров, то ток сварочный достигает 400-450 A. При низких температурах сварку производят током больше установленного на 10-12%. Между торцами свариваемых стержней зазор должен быть не меньше двойного диаметра электрода.

Можно сварку производить одним или несколькими электродами. Рекомендуется использовать электроды УОНИ-13/55. Помните, что данный способ довольно хорошо уменьшает расход электроэнергии и электродов, а также уменьшает себестоимость сварочных ворот и снижает трудоемкость.  

Если сварка производится трехфазной дугой, то следует зазор устанавливать примерно на 1,5-2,0 миллиметра больше, чем максимальный размер электрода в поперечнике. Неточность совпадения осей свариваемых стержней не должна быть более 5% от диаметра самих стержней. Чтобы предохранить от дальнейшей деформации, а также в случае большой длины стержней, стоит придать им перед сваркой «обратный прогиб».

Стальной скобой из стержней или листового металла охватывается снизу место стыка, который не дает возможности вытеканию жидкого металла ванны. Дополнительно по краям скобы при сварке арматуры ванным способом ставятся боковые ограничители, для того чтобы не было растекания шлака по стержню. Ограничители и скобы производят из малоуглеродистой стали.

У стержней при ванном методе сварки может быть зашлаковка их торцов, в частности в нижней части стыка, и это снижает прочность соединения. Причиной такой зашлаковки может быть довольно быстрый отвод теплоты от торцов свариваемых стержней. Чтобы уменьшить зашлаковку, нужно заранее подогревать торцы. Также следует увеличивать охлаждение наружных участков шва с помощью искусственного охлаждения формы или применять формы из металла, который более теплопроводный, например, из меди. Шлаки собираются в таком случае вблизи стыка, где отвод тепла происходит наиболее интенсивно.

Формы для сварки ванным способом

Ванночки (скобы-накладки) для сварки арматуры используются для создания стержней, длина их больше длины стандартной выпускаемой арматуры. Инвентарные формы наиболее долговечны, если они изготовлены из меди. Разъемные формы для ванной сварки обычно изготавливают из любых марок меди с помощью литья, штамповки или из графита, а также механической обработкой. Формы запрещается изготавливать из сплавов латуни, бронзы и меди.  

При очень стесненных рабочих условиях для сварки горизонтальных стыков используют неразъемные медные желобчатые подкладки. Оборачиваемость, то есть количество стыков, которые сварены в одной форме без проведения ее ремонта, в зависимости от самого способа изготовления достигает 100-150 стыков.

Приблизительно в 2-2,5 раза оборачиваемость графитовых форм меньше, чем медных. А также графитовые формы гигроскопичны и нуждаются в прокалке перед сваркой. Практически любая инвентарная форма при сварке первого стыка может быть испорчена при условии не соблюдения техники сварки.  

Теперь вы знаете, когда принято использовать технологию ванной сварки стальных прутьев. Самый главный довод в пользу этой методики – экономия, так как уменьшается расход металла, который используется на производство накладок. К тому же стыки выглядят аккуратно и компактно. Осталось только просмотреть видео о ванной сварке арматуры и можно смело соединять прутья между собой.