Технология соединения с помощью ванной сварки

ванная сварка Виды и способы сварки

Ванная сварка используется для соединения сплошных металлических изделий по всему сечению. В результате получают прочную конструкцию без слабых мест.

Сварка металлоконструкций
При необходимости соединения сплошных металлических изделий используют метод ванной сварки.

Требования и ГОСТ

Правила проведения сварки ванным способом изложены в ГОСТ 14098-91, посвященном соединению арматуры и закладных изделий в ж/б конструкциях.

Примеры:

  1. Запрещено выполнять работы в условиях нестабильного электроснабжения, при отклонении напряжения от номинального более 5%, на неисправном оборудовании (п. 1.15).
  2. Соединение сдвоенных арматурных стержней данным методом могут проводить только сварщики с соответствующим удостоверением.

Механизированную сварку прутков производят под флюсами следующих марок (п. 3.4.1):

  • встык — АНЦ-I, АН-8, ФН-7, АН-22;
  • Т-образно, в т.ч. с колоннами — ФК-3, АНЦ-1.

Сфера применения

Ванную технологию используют в следующих отраслях:

  1. В строительстве. Чаще всего сварку ванным способом используют для сращивания арматуры диаметром более 20 мм и изготовления закладных деталей для железобетонных конструкций.
  2. В транспортных сетях и трубопроводах. Так варят рельсы и крупноразмерные фланцы, набираемые из нескольких пластин.
  3. В машиностроении. Изготавливают составные валы и другие детали.
Машиностроение
Машиностроение — одна из областей, в которой применяют ванную технологию сварки.

Основные особенности ванной сварки

В качестве источника энергии для нагрева заготовок используют электричество.

Соединение выполняют за 1 раз в полном объеме. Работу нельзя приостановить, чтобы продолжить спустя некоторое время.

По сравнению с традиционным ванный способ сварки менее требователен к подбору диаметра электрода по толщине соединяемых изделий. Часто используют расходник максимально возможного для данного аппарата сечения.

Технология сварочной ванны

Соединение арматурных стержней и других элементов сплошного сечения осуществляют следующим образом:

  1. Их устанавливают в кондукторе с некоторым зазором.
  2. Ограничивают пространство между заготовками с 3 сторон специальными накладками или U-образной скобой.
  3. Плавящимся электродом нагревают торцы до разжижения. Их необходимо постоянно поддерживать в таком состоянии, перемещая инструмент от одного изделия к другому. Постепенно зазор между ними заполнится расплавленным металлом.

Различают ванную и ванно-шовную технологии. Во втором случае накладку приваривают к заготовкам фланговыми швами. В результате она усиливает стык, воспринимая часть нагрузки.

С использованием одного электрода

Для заполнения сварочной ванны 1 расходника не хватает. Так, для соединения арматуры диаметром 28 мм требуется 3 электрода толщиной 4 (мм).

Поскольку работу прерывать нежелательно, расходники приходится быстро менять (допустимая пауза составляет 3-5 секунд).

Начинающие сварщики могут с такой задачей не справиться.

Одноэлектродная сварка
Одноэлектродная сварка.

Многоэлектродная сварка

Проще формировать шов одновременно несколькими расходниками — т.н. гребенкой электродов. До начала работ их прихватками крепят к стальной пластине так, чтобы часть ее оставалась свободной. Этот хвостовик помещают в электрододержатель.

После выполнения сварного шва огарки отбивают и используют пластину повторно.

Техника исполнения не отличается от 1-электродного способа.

Многоэлектродная сварка
Трехэлектродная ванная сварка.

Плюсы и минусы метода

К достоинствам ванной сварки относят:

  1. Высокую прочность, надежность и долговечность соединения.
  2. Возможность вести работу в любом пространственном положении.
  3. Простоту реализации. Не требуется сложное и дорогостоящее оборудование, используют традиционные сварочные аппараты. Скобы выпускают в широком ассортименте под любой диаметр арматуры.
  4. Возможность изготовить жесткий арматурный каркас любых размеров. Альтернативный способ крепления стержней с применением вязальной проволоки в случае с крупногабаритными конструкциями не способен обеспечить такой результат.

Недостатками являются:

  1. Повышенный расход электродов.
  2. Энергозатратность.
  3. Повышенная стоимость работ из-за потери стальных скоб — они привариваются к стержням.

Последний недостаток можно нивелировать, используя многоразовые формы из графита или керамики.

Как выполнять ванную сварку

Соединяемые заготовки очищают от грязи и ржавчины. В противном случае шов будет иметь много дефектов.

Необходимое оборудование

Используют следующее:

  1. Сварочный аппарат переменного или постоянного тока.
  2. Кондуктор, струбцины или иные приспособления для неподвижной фиксации заготовок.
  3. Ванночки из стали, меди, керамики или графита. Первая разновидность является одноразовой. Существуют формы 2 типов — для вертикальных и горизонтальных соединений.
  4. Плавящиеся электроды. Наилучшее качество обеспечивают расходники с покрытием основного типа (фтористо-кальциевым), например УОНИ-13/45. В такой обмазке нет органических веществ, поэтому расплав не насыщается водородом. Начинающим будет сложно работать с этими расходниками. Им лучше воспользоваться рутиловыми МР-3, АНО или аналогичными.
  5. Баллон с инертным газом. Защищает металл шва от окисления в случае применения тугоплавкого электрода (сварка полуавтоматом и автоматом).
Сварочный аппарат
При ванной сварке используют сварочный аппарат постоянного или переменного тока.

В качестве аппарата можно применять самый простой сварочный трансформатор. Более удобен в работе инвертор. Он обладает следующими преимуществами:

  1. Малыми размерами и весом. Масса устройства составляет всего 3 кг. Уменьшение габаритов трансформатора обусловлено применением специальной схемы, увеличивающей частоту переменного тока до 40-60 кГц.
  2. Высоким значением напряжения холостого хода. Это облегчает розжиг дуги, что особенно необходимо при использовании электродов с основной обмазкой. Из-за присутствия фтора она затрудняет горение.
  3. Наличием дополнительных функций, облегчающих розжиг и поддержание дуги («горячий старт», «форсаж разряда», «антизалипание»).
  4. Высоким КПД.

Используют ванночки:

  1. Одноразовые стальные марок С14-Мн, С16-Мо, С15-Рс.
  2. Керамические.
  3. Из графита марок ЭЭГ, ЭГО, ГМЗ, ППГ, ЭГ1.
  4. Из меди М1 или М2.

Применение многоразовых накладок дает двойной эффект:

  • снижается расход стали на каждый стык;
  • обеспечивается большая толщина защитного слоя бетона, в то время как при наличии стальной формы она сильно сокращается.

Выбор режима

Основными параметрами режима сварки являются:

  • диаметр расходника;
  • сила тока.

Первую величину подбирают по размеру заготовок. Данные для ванного способа отражены в таблице:

Диаметр свариваемых стержней, ммДиаметр электрода, ммСварочный ток, А при положительной/отрицательной температуре воздуха
205(225-235)/(250-260)
22(235-250)/(260-280)
25(250-270)/(280-300)

Параметры для ванно-шовной сварки — рекомендуемые и допустимые:

Диаметр свариваемых стержней, ммДиаметр электрода, ммСварочный ток, А при положительной/отрицательной температуре воздуха
36-406(5)300(275)/330(300)
50-556(5)330(300)/360(330)
607(6)420(400)/450(430)
708(6)500(450)/540(470)
808(6)500(450)/550(480)

Примечание: в скобках указаны допустимые значения.

Особенности для арматуры

Арматурные стержни соединяют по следующим правилам:

  1. Подрезку производят перпендикулярно оси изделия.
  2. Концы зачищают на длину в 3 см металлической щеткой с оцинкованным ворсом.
  3. Используя кондуктор или струбцины, фиксируют прутки соосно. Максимально допустимое отклонение составляет 5% диаметра изделия. Оси стержней лежат на одной линии, установка их с изломом в точке стыка не разрешается.
  4. Пруты диаметром более 36 мм соединяют ванно-шовным методом.
  5. Середина ванночки совпадает с поперечной осью зазора. Допускается отклонение не более 0,1 диаметра стержней.

Ширина зазора между прутками составляет для изделий диаметром:

  1. До 32 мм включительно — (1,5-2)D. Здесь D — диаметр электрода с покрытием.
  2. Свыше 32 мм — 15-20 (мм), но не более 0,8 диаметра прутков.

Ширина зазора для ванно-шовной сварки:

  • для стержней диаметром до 50 мм — 1,5-2 см;
  • для более толстых — 18-35 (мм).

Последовательность действий:

  1. Стержни выставляют по правилам и прихватывают к ним ванночку, не допуская подрезов. Максимальный диаметр электрода для данной операции — 4 мм, ток — 175 А. Дугу направляют в сторону формы. Размер прихватки должен быть таким, чтобы при наложении основного шва она была переплавлена.
  2. Сварщик опускает электрод в зазор и поочередно плавит нижние кромки торцов соединяемых деталей. Если доступ к ним затруднен, дугу разжигают на стенке накладки, защищенной стальными опилками.
  3. Продолжают плавить электрод и торцы, пока зазор не заполнится жидким металлом наполовину. Если просвет имеет увеличенную ширину, расходником совершают вдоль него зигзагообразные движения. Поддерживают короткую дугу.
  4. Во второй половине процесса двигают инструмент вдоль середины зазора.
  5. После заполнения зазора в накладке прожигают отверстие на 4-6 мм выше поверхности металла, предназначенное для выхода шлаков. Затем его заваривают.
  6. Поверх стержней наплавляют усиление высотой 3-4 мм.
  7. Удаляют шлак из пространства между арматурой и накладкой, затем приваривают ее фланговыми швами (если применяется ванно-шовный способ).
  8. Во избежание резкого охлаждения основного стыка в него 7-8 раз опускают на несколько секунд электрод.
  9. Если диаметр стержней равен 60 мм или более, в конце фланговых швов наваривают точечные наплавки.

Все имеющиеся кратеры необходимо заварить.

svarkaved.ru
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector