Ванная сварка арматуры колонн

Технология сварки ванным способом

В основном проводится ванная сварка арматуры. Свое название она получила благодаря использованию в технологии расплавленного металлического сплава, находящегося в ограниченной концами соединяемых деталей и накладкой в виде скобы области. Это напоминает ванну, наполненную водой. Жидкий металл состоит из расплавов электрода и соединяемых концов изделий.

Накладки в виде скоб используются для того, чтобы расплав не мог растекаться во время проведения сварки. Дополнительно с торцов скобы устанавливаются ограничители, обеспечивающие защиту от растекания шлаковой фракции по поверхности стержня. Скобы–накладки и ограничители производятся из низкоуглеродистых сталей. После выполнения работ они остаются в области шва. Применяют также съемные ванночки для сварки арматуры, выполненные из медных сплавов (кроме латуни и бронзы), а также керамические и графитовые. Они являются формами многоразового использования.

Выполняется сварка с помощью одного электрода или несколькими соединенными пластиной электродами (гребенкой) или электродным держателем

Ванночка для сварки арматуры

Технология позволяет стыковать горизонтально, наклонно и вертикально расположенные стержни.

При горизонтальном расположении изделий для создания ванны стальную скобу приваривают к области соединяемых арматурных стержней в месте их стыка.

Расстояние между свариваемыми торцами изделий должен составлять 1,5-2 диаметра используемых электродов с покрытием.

При соединении вертикально расположенных стержней применяют штампованную стальную форму, которую приваривают к торцу изделия, расположенного снизу. Затем производят расплавление его сечения с помощью дуги. После этого торец верхнего стержневого элемента прихватывают к расплавленому нижнему сечению и продолжают дальнейшее расплавление соединяемых частей. Происходит постепенное заполнение формы образующимся общим расплавом.

Для того, чтобы освободиться от шлака, делают отверстие в форме с помощью прожигания стенки. После проведения сварки его заваривают.

Особенности технологии ванного способа

Сваривание ванным способом обеспечивает возведение прочных армированных конструкций при значительной экономии металла и трудозатрат.

Наибольшее распространение в отечественной промышленности получили разновидности ванной сварки:

• Ручная сварка в стальной скобе методом с трехфазной и однофазной дугой;
• Полуавтоматическое сваривание ванным способом в керамической форме;
• Автоматическая сварка стыков в медной форме с использованием шлака.

Формы для ванной сварки

Ванная сварка горизонтальных и вертикальных стыков имеет свои особенности. Стоит отметить, что наибольшее распространение получил первый метод, как менее затратный.

При сварке горизонтально расположенной арматуры применяются стальные формы – ванны, имеющие форму скобы. Для вертикальных – усеченный конус. Форма приваривается к концам арматуры в месте соединения, в ней посредством высокой температуры дуги создается ванна жидкого металла. От высокой температуры расплавленного металла начинают плавиться концы арматуры, образуя в месте шва после остывания единое сварное соединение.

Рекомендуем! Почему электроды прилипают при сварке

Качественная сварка этим способом может быть обеспечена лишь при правильной предварительной подготовке торцов металлических стержней:

1. Зачищаются жесткой металлической щеткой концы прутков от окалины, грязи или коррозии;
2. Торцы прутьев размещаются соосно, зазор между ними не должен превышать полтора диаметра сварочных стержней.

Главное требование при ванном способе – торцы металлических прутков должны быть четко совмещены друг с другом, их оси не должны быть смещены по отношению друг к другу больше чем на половину диаметра.

Такой точности можно добиться, если для стыковки концов применять специальные кондукторы, фиксирующие расположение арматуры в течение всей сварки.

Кондуктор для сварки арматуры

Ванное сваривание требует токов с большими величинами – до 450 А, при использовании электродов, имеющих диаметр 5-6 мм. Пониженная температура воздуха увеличивает эту норму еще на 10%.

Сварка горизонтальных стыков

При сварке швов вертикально расположенных прутков в качестве ванны используется штампованная металлическая форма. Ее приваривают к нижнему пруту арматуры и используют без присадок.

Затем верхний прут с помощью кондуктора стыкуется с нижним и фиксируется. После этого в форму направляется наплавленный горячий металл. Для выпуска шлака в форме с помощью электрода прожигается отверстие, которое затем снова заваривают.

Сварка вертикальных стыков

Особенности выполнения сварки

Чтобы Вы могли понять, как правильно выполняется сварка ванным способом, нужно узнать тонкости процесса.

Особенностью выполнения такой сварки является непрерывность процесса. При этом образующиеся после расплавления металла пузыри, состоящие из инертного газа, и шлаки собираются на поверхности металла. Это значительно улучшает качество стыкового соединения.

Расплавить кромочные части соединяемых деталей возможно только при достижении температуры плавления. Для металлов она имеет очень высокий показатель и получается с помощью плазменной дуги. Сварочная работа должна проходить так:

• Сначала нужно провести возбуждение дуги, которое возникает при контакте рабочего электрода с металлом. Другой электрод сварочного агрегата предварительно крепится к металлу. При соприкосновении с поверхностью рабочий электрод замыкает цепь, создавая ток в сотни ампер и возбуждая тем самым сварочную дугу.
• Затем выполняется сама сварка. Рабочим электродом с возбужденной дугой медленно водят над поверхностью кромок деталей, расплавляя их путем разогрева до температур в тысячи градусов. Сам конец рабочего электрода также подвергается расплавлению.
• Полученный расплав создает «сварочную ванну» в замкнутом пространстве. В результате химических процессов между компонентами расплава (торцевых частей и электрода) происходит образование нового сплава. Шлаковые отложения на поверхности и газовые выделения являются благоприятным фактором, т. к. они защищают расплав от соприкосновения с атмосферой до момента его окончательного застывания.
• При отвердевании нового сплава образуется прочное соединение деталей. На поверхности «правильного шва» соединения должна образоваться ровная корка из шлаковых компонентов.
• Иногда сварщики, пока металл не отвердел окончательно, обстукивают шов, чтобы снять появившееся в металле при сварке напряжение.
• Для получения качественного шва электрод при расплавлении не должен неподвижно располагаться в одном месте. Чтобы создать равномерный расплав, его необходимо двигать, прихватывая нерасплавленные части кромки и одновременно двигаясь поступательно по направлению шва.

Особенности технологии сварки

Главное отличие данной технологии от всех остальных видов сварки – это ее непрерывность. Шлак и пузыри с инертным газом собираются на поверхности расплава в ванне. Это важнейшая деталь процесса, так как благодаря этому качество стыкового соединения повышается кардинальным образом.

Расплавление металлов происходит с использованием плазменной дуги, так как температура плавления должна быть чрезвычайно высокой.

Чертеж сварочной ванны.

Сварка ванным способом протекает следующим образом:

• Розжиг электрической дуги с помощью электродов, которые замыкают электрическую цепь с формированием тока.
• Электрод с подожжённой дугой медленно и ровно ведется над кромками заготовки, чтобы конец электрода расплавился.
• Сформированная смесь расплавов как раз и создаёт сварочную ванну, в которой в итоге формируется новый сплав. Шлак и пузыри с газом защищают новый расплав от контакта с кислородом и, следовательно, образования оксидной пленки.
• Застывание нового сплава дает начало новому соединению. Если все прошло правильно, на поверхности шва видна шлаковая корка, которая должна быть ровной.
• Электрод, конец которого плавится, должен равномерно двигаться в направлении шва.

Применяемое оборудование

Сварка арматуры ванным способом особого оборудования не требует. Она может проводиться при наличии:

1. Сварочного аппарата, служащего для

   
   понижения напряжения 220 вольт и создающего постоянный ток большой силы. В отличие от обычного трансформатора, он называется сварочным инвертором и имеет много дополнительных функциональных режимов. Сейчас выпускаются аппараты небольших размеров, которые можно использовать дома. Они отличаются высокочастотным напряжением в сотни КГц, преобразующим ток в постоянный.

2. Скобы-накладки (ванночки), которые подбираются в зависимости от вида шва и характера свариваемых изделий. Для горизонтальных соединений, например, используются скобы типов С14-Мn, С15-Рс, С16-Мо.
3. Для обеспечения защиты расплава в сварной ванне иногда требуется дополнительно создавать среду из инертного газа, т. к. этого требуют характеристики соединяемых материалов. Для этого используют небольшие баллоны с инертным газом, которые есть в продаже.
4. Плавящиеся электроды с покрытием из стальных, алюминиевых, медных и других сплавов. Для рядовых работ подойдут стержни марок МР-3 и АНО диаметром 2-4 мм, которые всегда есть в продаже. Для конструкций ответственного назначения используют стержни УОНИ.
5. Защитная маска (маска сварщика). Удобнее для работы маска, которую закрепляют на голове. Также нужна специальная одежда и перчатки, защищающие от ультрафиолетовых лучей и брызг расплавленного металла.

Используемое оборудование

Что это такое — сварка ванным способом, мы рассмотрели, но все же нужно знать, какое оборудование должно применяться во время этого процесса. Именно это важное условие, от которого зависит качество и прочность сварного соединения.

Обычно во время ванного сваривания используются следующие элементы:

1. Сварочный аппарат. Этот элемент снижает напряжение до 220 вольт и вырабатывает постоянный ток с большой силой. Его называют сварочным инвертором, у него предусмотрен полный набор функций и режимов. В настоящее время производятся приборы небольших размеров, которые можно применять в домашних условиях.
2. Скобы накладки для сварки арматуры. Данные изделия стоит выбирать в соответствии с видом соединения и характером свариваемых элементов. Для горизонтальных рекомендуется применять такие варианты, как С14-Мn, С15-Рс, С16-Мо.
3. Для защиты расплавленного металла в сварочной ванне в некоторых ситуациях может потребоваться создание среды из инертного газа, обычно это требуют качества свариваемых материалов. Для этих целей рекомендуется применять небольшие баллоны с инертным газом, которые имеются в продаже.
4. Электроды плавящегося типа. Они могут иметь разное покрытие из алюминия, меди, стали и других сплавов. Для рядовых работ подойдут стержни марок МР-3 или АНО, их диаметр должен быть в пределах 2-4 мм. Данные расходные материалы можно всегда найти в продаже. А вот для оборудования ответственного назначения подходят только стержни УОНИ.
5. Защитная маска сварщика. Наиболее подходящим вариантом для сварочных работ будет изделие, которое закрепляется на голове. Дополнительно нужна одежда и перчатки из защитного материала. Изделия должны защищать от ультрафиолетовых лучей, брызг расплавленного металла.

Преимущества и недостатки

Широкое использование ванной сварки объясняется ее преимуществами:

• технология не требует специального оборудования;
• она удобна, потому что может быть выполнена в любом расположении стыков;
• с помощью ванной сварки достигается единый прочный каркас конструкции без снижения ее жесткости;
• является экономичным видом сварки;
• может применяться для бытовых нужд.

К недостаткам ванно-шовной сварки можно отнести требование соблюдать непрерывность процесса, чтобы поддерживать жидкое состояние металла во время работы. Поэтому замену электродов во время процесса не рекомендуют. В случае необходимости такой замены выполнять это нужно очень быстро.

Несоблюдение температурного режима очень влияет на качестве шва. При слишком быстром охлаждении расплава может образоваться много шлака.

Также не нужно допускать слишком быстрого расплавления металла, поэтому дугу на электроде нужно периодически гасить.

Преимущества и недостатки ванной сварки арматуры

К преимуществам можно отнести:

• рациональный расход исходных материалов;
• высокое качество соединения;
• отточенная технология, которая позволяет добиться высокого качества;
• разнообразие инверторных форм, что позволяет сделать выбор точно под размеры арматуры.

Отрицательные стороны технологии:

• более требовательная подготовка, занимающая много времени, особенно это касается точного выставления концов двух соединяемых арматурных прутьев;
• большой расход стальных ванночек;
• высокая цена медных форм.

Итак, ванный способ соединения арматурных стержней, если его правильно проводить, это высокое качество конечного результата. Шов получается прочным и надежным. Место стыка гибким, как у сплошной арматуры, что позволяет выдерживать нагрузки на изгиб.

Области использования

Применение ванной сварки распространяется на все сферы строительства и

машиностроения. Поэтому предприятия, деятельность которых связана с этими отраслями, часто занимаются сварочными работами. С помощью этой технологии производят сварку элементов конструкций не только в строительстве, но и в сельском хозяйстве, автомобильной промышленности, газовой и нефтяной отрасли.
Также ванная сварка широко используется при строительстве дачных домов и приусадебных построек, квартирном ремонте во время перепланировки и других бытовых работах.

Изучив тонкости ванной сварки, Вы можете попробовать выполнить ее самостоятельно. А если у Вас есть опыт таких работ, вы можете поделиться им в комментариях к этой статье.

Сварка арматуры ванным способом

Арматурные прутья широко используются для сооружения железобетонных конструкций. При построении каркаса металлические прутья могут соединяться как продольно, так и перпендикулярно. Как правило, при этом площадь сварного шва получается небольшой, в то время как соединение подвержено значительным нагрузкам. Использование специальных ванночек позволяет не только упростить работу сварщика, но и повысить качество соединения.

Данная технология обладает рядом преимуществ, хотя она не лишена и недостатков.

Преимущества

• Ванная сварка арматуры позволяет рационально распределять наплавочный материал при его минимальных потерях.
• Оптимальный уровень качества соединения.
• Технология, проверенная временем и доведенная до совершенства.
• Наличие широкого выбора ванночек для арматуры различного сечения.

Недостатки

• Стальные ванночки являются расходным материалом, используемым единожды.
• Стоимость медных ванночек достаточно высока.
• Необходимость более тщательной и длительной подготовки свариваемых элементов.

Принцип сварки арматуры ванным способом

Наиболее часто данная технология применяется при соединении стержней большого сечения. Накладки для ванной сварки арматуры

устанавливаются в вертикальном или горизонтальном положении на стык прутьев, между которыми остается небольшой зазор, заполняемый при сваривании наплавом. Наличие этого подковообразного элемента практически полностью исключает возможность смещения арматуры. Помимо того, бортики ванночек не позволяют растекаться расплавляемому при сварке металлу, который надежно обволакивает соединяемые поверхности. Аналогичным образом проводится и ванная сварка арматуры колонн.

Расходные материалы и инструмент

Сварка арматуры ванным способом

достаточно простой технологический процесс, не требующий наличия специальных инструментов и материалов. Единственным требованием является достаточно точная установка свариваемых металлических прутьев и закрепление на стыках ванночек.

В качестве основного расходного материала выступают электроды марки УОНИ 13/55, предназначенные для сваривания упроченных металлов. Другим расходным материалом являются подковообразные металлические накладки подходящей размерности.

Источником энергии служит стандартный сварочный трансформатор, способный обеспечивать повышенные токи.

Из прочих инструментов сварщику понадобятся измерительный шаблон, щетка по металлу и резак.