книги из ГПНТБ / Евстратов Г.И. Полуавтоматическая электрошлаковая сварка арматуры железобетонных конструкций

Желобчатые подкладки изготовляют путем загиба в горячем состоянии медных листов (ГОСТ 495—50) вокруг оправки, при этом ис­ пользуют медь марок М2, М2р, М3 и МЗр.

Экспериментами установлено, что качество сварных соединений при использовании же­ лобчатых подкладок снижается по двум ос­ новным причинам:

1. Возможным отсутствием усиления высо­ той 5 мм в нижней части стыка (при непра­ вильной установке подкладки без зазора меж­ ду дном подкладки и стержнями). В этом слу­ чае торцы стержней не успевают прогреться, и могут быть непровары в корне шва.

2. Несимметричным проплавлением торцов стержней и уменьшением легирования метал­ ла шва за счет доли основного металла. При подъеме шлаковой ванны до верхнего уровня стержней сварщик не может видеть их кромок и часто направляет электродную проволоку не в зазор между стержнями, а в расплавившую­ ся часть основного металла, что приводит к уменьшению доли основного металла в шве, снижению его легирования и прочности.

Для устранения несимметричного проплав­ ления торцов стержней на желобчатую под­ кладку перед сваркой необходимо устанавли­ вать металлическую рамку-указатель границ плавильного пространства (см. рис. 15). В этом случае прочность сварных соединений арматуры мало отличается от прочности сое­ динений, выполненных в составных формах

(табл. 5).

Формы для сварки вертикально располо­ женных стержней в зависимости от срезки торца нижнего стержня имеют различную конструкцию.

41

Т а б л и ц а 5

Пределы прочности сварных образцов арматуры из стали 35ГС, выполненных в медной составной форме

срамкой

*Эти группы образцов сварены проволокой Св-08А диамет­ ром 2 мм; остальные — проволокой Св-08ГА.

До последнего времени в основном приме­ няли составные формы в соответствии с рис. 16. Размеры элементов таких форм для свар­ ки стержней одинакового и различных диамет­ ров (при условии, что диаметр верхнего стержня меньше нижнего) указаны в табл. 6.

42

43

Разработаны инвентарные формы для свар­ ки вертикальных стержней с обратным укло­ ном торца нижнего стержня. В этом случае в форме (рис. 17) предусматривают выточку

форме металлом обеспечивает нагрев торца нижнего стержня, его провар в корне шва и

44

I - I

й-л

Рис. 17. Конструкция медных форм для сварки верти­ кальных стержней с обратным уклоном торца нижнего стержня (медные и графитовые формы, изготовляемые механической обработкой с применением токарных стан­ ков, имеют постоянное круглое с диаметром В или пря­

моугольное поперечное сечение)

dnи dT— диаметр отверстия для стержней соответствен­ но периодического профиля и гладких; 1—плоскость разъема полуформ; 2—клиновой паз с углом раскрытия 15—20°; 3—выточка в форме

45

создает благоприятное усиление шва. Объем плавильного пространства при сварке с об­ ратным уклоном торца нижнего стержня уменьшается на 20—30%, формы меньше на­ греваются и допускают большую оборачи­ ваемость. Размеры элементов форм для свар­ ки с обратным уклоном торца нижнего стерж­ ня приведены в табл. 7.

Т а б л и ц а 7

Рекомендуемые размеры элементов форм для сварки вертикальных стержней с обратным уклоном торца нижнего стержня

46

Наружные размеры.и толщина стенки (б) составных форм в табл. 6 и 7 даны минималь­ ные. Значительное уменьшение этих размеров может привести к оплавлению внутреннего контура медной формы в процессе сварки стержней и переходу меди в шов, что отри­ цательно сказывается на механических свой­ ствах сварных соединений.

Для увеличения оборачиваемости состав­ ных медных форм и использования после из­ носа внутреннего контура рекомендуется из­ ношенные формы растачивать под стержни большего диаметра. В этом случае необходи­ мо размеры в табл. 6 и 7 с надписью «не ме­ нее» принимать соответственно большими.

Составные медные формы для сварки вер­ тикальных и горизонтальных стержней изго­ товляют кузнечной или токарной обработкой медных прутков (ГОСТ 1535—48) или медных слитков типа СВ (ГОСТ 193—60), а также литьем. Литые формы имеют на 20—40% меньшую оборачиваемость, чем формы, изго­ товленные механической обработкой, однако стоимость изготовления литых форм меньше, и можно использовать изношенные формы для переплавки. По химическому составу исполь­ зуют медь марок МО—М4 (ГОСТ 859—66).

Оборачиваемость медных форм составляет в среднем 100—120 циклов сварки, графито­ вых— 40—60.

Несмотря на меньшую стойкость графито­ вых форм, применение их расширяется. Это связано с тем, что медные формы дефицитны и сравнительно тяжелы. Графитовые формы лишены указанных недостатков медных форм, просты в изготовлении. По стоимости в рас­ чете на одно сварное соединение применение

47

медных и графитовых форм примерно одина­ ково. Распространение графитовых форм при полуавтоматической электрошлаковой сварке стыков арматуры сдерживалось из-за некото­ рого повышения углерода в металле шва (на­ углероживания) и снижения его пластичности и ударной вязкости.

Однако, как было установлено, механичес­ кие свойства соединений и металла шва при сварке в графитовых формах могут быть до­ статочно высокими при рациональном выборе марки графита, размеров элементов форм, ре­ жимов сварки.

При испытании на статическое растяже­ ние соединений арматуры из стали 35ГС, сваренных в медных и графитовых формах, пределы прочности образцов в зависимости от материала формы, как видно из табл. 8, ма­ ло различаются. Во всех сериях сварных об­ разцов пределы их прочности выше 50 кГ/мм2 (требование ГОСТ 10922—64 для сварных сое­ динений арматуры из стали 35ГС, выполнен­ ных электрошлаковой сваркой).

Более существенное влияние графитовой формы на механические свойства металла шва и сварного соединения выявилось при испыта­ ниях на растяжение гагаринских образцов, вы­ резанных из наплавленного металла бокового усиления вертикальных стыков стержней диа­ метром 32 мм, а также обточенных образцов со сварным соединением в середине (см. рис. 2 и табл.9).

Из данных табл. 8 и 9 видим, что полуав­ томатическая электрошлаковая сварка верти­ кальных стержней в формах из графита ЭГО (электродный), ГМЗ (малозольный), ЭЭГ (электроэрозионный) и горизонтальных

4 3

Т а б л и ц а 8

Пределы прочности образцов арматуры из стали 35ГС,

40мм

*Сварку вели при обратном уклоне торца нижнего стерж-

ня.

4 9