Главная → Статьи

Общие сведения о сварке арматуры

Сварка — это технологический процесс образования неразъемного соединения деталей путем их местного сплавления или деформирования, в результате которого возникают прочные связи между атомами или молекулами соединяемых тел. По принципу создания сварного соединения сварку подразделяют на две основные группы: сварку плавлением и сварку пластическим деформированием (контактную).

Сварка плавлением заключается в местном сплавлении стыков соединяемых деталей. Источником теплоты чаще всего служит электрический ток. Сварку плавлением применяют непосредственно на строительной площадке при изготовлении плоских и пространственных арматурных каркасов, сеток, стыковке стержней и закладных деталей железобетонных конструкций. Для этих целей используют электродуговую сварку.

По своей природе сварка плавлением — сложный металлургический процесс, в результате которого за счет свариваемого металла образуется сварной шов. Часто для этого применяют промежуточный металл, называемый присадочным. Температура электрической дуги, возникающей в процессе сварки, зависит от типа электродов: при угольных электродах она составляет на катоде около 3200 °С, на аноде—3900 °С, при металлических электродах — соответственно 2400 и 2600 °С. В центре дуги, по ее оси, температура может достигать 6000…7000 °С. Под действием высокой температуры металл контактирующих поверхностей расплавляется, образуя общую сварочную ванну, после охлаждения которой возникает сварной шов. Структура и свойства металла в шве зависят в основном от режима сварки. В отличие от металлургического процесса выплавки стали сварка характеризуется рядом особенностей: более высокой температурой металла; малым его объемом и вследствие этого большим модулем поверхности, т.е. отношением площади поверхности расплавленного металла, контактирующего с воздухом, к объему расплавленного металла; коротким временем расплавления и отвердевания металла. Высокая температура электрической дуги вызывает распад молекул кислорода, азота, водорода, находящихся в атмосферном воздухе. Выделяющиеся атомы газов отличаются большой активностью и, вступая во взаимодействие с расплавленным металлом, могут образовывать соединения, ухудшающие качество шва. При большом модуле поверхности возрастает вероятность насыщения металла в сварочной ванне вредными примесями. Наконец, быстрое остывание может вызвать возникновение в металле сварного шва неравновесных структур.

Вследствие этих особенностей свойства металла шва могут оказаться хуже, чем свойства металла свариваемых деталей. Чтобы этого избежать, изолируют поверхность расплавленного металла от атмосферы, вводят в него различные присадки, а также регулируют скорость охлаждения металла сварочной ванны.

Сварка пластическим деформированием заключается в местном нагреве деталей до пластического или жидкого состояния с одновременным или последующим сильным сжатием (осадкой), обеспечивающим взаимодействие атомов металла. При пропускании электрического тока большой силы (до 100 кА) и плотности детали сильно разогреваются в месте их контакта, поэтому такую сварку часто называют контактной. Для контактной сварки требуется более мощное и сложное оборудование, чем для сварки плавлением. Поэтому ее применяют в основном на заводах железобетонных изделий, располагающих стационарным оборудованием. Контактная сварка легко поддается механизации и автоматизации, что способствует повышению производительности труда.

Контактная сварка не требует дополнительного металла для накладок и электродов; прочное соединение образуется только за счет расплавляемого металла деталей. По форме свариваемого соединения контактную сварку подразделяют на стыковую и точечную.

Стыковая сварка используется для соединения арматурных стержней из углеродистой и низколегированной стали. Торцы свариваемых стержней доводят до соприкосновения и включают ток. Благодаря большой плотности тока в местах контакта развивается высокая температура и оплавляется металл. При постепенном сближении стержней оплавляется вся поверхность стыка, а прилегающие участки металла нагреваются до пластического состояния. В этот момент осуществляют осадку стыка, в результате которой с торцов выдавливается жидкий металл и вместе с ним удаляются оксиды и загрязнения с кромок. В результате образуется высококачественное сварное соединение.

Точечную сварку применяют для сварки арматурных сеток и каркасов. Перекрещивающиеся стержни сдавливают с большим усилием в зажимах сварочной машины, затем включают сварочный ток, который доводит металл между электродами до оплавления, а прилегающую зону — до пластического состояния. После кристаллизации металла давление снимают. Электроды для точечной сварки должны обладать высокой электро- и теплопроводностью, сохранять достаточную прочность до температуры 400 °С. Используют электроды из холоднокатаной электролитической меди и сплавов на ее основе.

Свариваемость сталей зависит от их химического состава, физико-механических свойств и термической обработки перед сваркой. Особенно сильно влияет на качество сварного шва углерод. Углеродистые стали хорошо свариваются любым способом при содержании углерода до 0,25% и удовлетворительно при содержании углерода до 0,55%. Чтобы получать высококачественные сварные швы, необходимо правильно выбирать режим сварки и надежно защищать наплавленный металл от воздействия воздуха.

Ваш отзыв