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

Рис. 18. Распределение угле­ рода в продольном сечении металла шва и околошовной зоны при сварке верти­ кальных (а — г) и горизон­ тальных стержней диамет­ ром 32 мм (д, е) в медных и графитовых формах (чис­ ла показывают содержание углерода в указанных точ­ ках в сотых долях про­

цента)

сварен в медной форме (^Ср—

=0,19%); а —образец сварен в

новой форме из графита ЭЭГ (Сср=0,170/„); а — образец сва­

рен в форме из графита ЭЭГ

сварен в форме из графита АГ-1500 (Сср=0Д50/„); е — обра­

зец сварен в медной форме

(Сср= 0,16%)

52

53

стержней в формах из графита ЭГО и ГМЗ обеспечивает высокие механические свойства металла шва и сварных соединений.

Графит других марок, например АГ-1500 (антифрикционный) или МГ (мелкозернис­ тый), использовать для изготовления форм нельзя, так как первый приводит к значитель­ ному и неравномерному по сечению стыка на­ углероживанию металла шва и снижению ме­ ханических свойств, а второй подвергается сильному износу под воздействием расплав­ ленного флюса.

Представляет интерес распределение угле­ рода по сечению стыков при сварке их в мед­ ных и графитовых формах. Распределение уг­ лерода было определено спектральным анали­ зом. Результаты спектрального анализа шли­ фов на углерод, вырезанных в продольном на­ правлении из сварных стыков арматуры (сталь 35ГС диаметром 32 мм), представлены графически на рис. 18.

Из анализа видно, что при сварке верти­ кальных стержней в формах из графита мар­ ки АГ-1500 (рис. 18, а) происходит большее науглероживание металла шва (в среднем на

дольному сечению стыка неравномерное: на­ углероживание максимальное (до 0,38°/о) в корне шва, что связано с большим перегре­ вом стенки графитовой формы в корне стыка.

При использовании форм из графита мар­ ки ЭЭГ содержание углерода в металле шва мало отличается от содержания углерода при применении медной формы (рис. 18,6). В этом случае при сварке в новой графитовой форме науглероживание не отмечено (рис. 18,в). После 20-кратного использования формы

54

спектральный анализ показал (рис. 18, г) не­ большое увеличение содержания углерода (в среднем на 0,06%) по сравнению с образцом, выполненным в новой форме.

Бол’ее интенсивное науглероживание ме­ талла шва при применении форм из графитированного материала марки АГ-1500 по срав­ нению с материалом марки ЭЭГ объясняется наличием связующих смол в графите АГ-1500, легче разлагающихся при воздействии высо­ котемпературной ванны расплавленного ме­ талла. Графит марки ЭЭГ изготовляется ме­ тодом прессования без применения связующих смол.

Использование форм из графита АГ-1500 для сварки горизонтальных стыков, время вы­ полнения которых в 1,5—2 раза меньше чем вертикальных, не науглероживает металл шва

(рис. 18 д, е).

Из рис. 18 также следует, что при полуав­ томатической электрошлаковой сварке стыков арматуры, характеризующейся продолжитель­ ным временем существования ванны жидкого металла, по линии сплавления на основном ме­ талле наблюдается" довольно широкая обезуглероженная зона с пониженной прочностью.

Таким образом, для полуавтоматической электрошлаковой сварки стыков арматуры ре­ комендуется применять формы из графита марок: ЭГО, ЭГ1, ГМЗ, ЭЭГ. При этом следу­ ет иметь в виду, что оборачиваемость форм из графита ЭЭГ при сварке вертикальных стержней примерно в 2 раза, а при сварке горизонтальных — в 1,5 раза больше, чем изго­ товленных из других указанных марок гра­ фита.

При применении графитовых форм для обеспечения высоких механических свойств

55

сварных соединений необходимо соблюдать приведенные в табл. 6 и 7 минимальные га­ баритные размеры. С уменьшением наружных размеров масса формы также уменьшается, и она подвергается более сильному нагреву в процессе сварки. При нагреве графитовых

форм до 600—650°С происходит окисление уг­ лерода и последующее сгорание окиси углеро­ да с выделением углекислого газа. В этом слу­ чае, кроме науглероживания металла шва, об­ разуются поры внутри стыка и на поверхно­

56

наибольшему износу, и при глубине износа более 10 мм формы нельзя использовать для дальнейшей сварки, так как образующийся замкнутый объем между поверхностью износа и верхним стержнем (рис. 19) затрудняет вы­ ход расплавленного шлака и возможны шла­ ковые включения.

В некоторых организациях сделаны попыт­ ки использовать при полуавтоматической электрошлаковой сварке стыков арматуры формы одноразового употребления — керамические

I U .

Рис. 20. Конструк­ ция керамической втулки для свар­ ки горизонтальных стержней, (предло­ жение треста Южстальконструкция)

(рис. 20) и песчаные, однако достаточного опы­ та применения таких форм в производствен­ ных условиях пока мет.

57

VI. СВАРОЧНЫЕ

И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Электродная проволока. Полуавтоматичес­ кую электрошлаковую сварку стыков армату­ ры осуществляют с применением углеродистой стальной сварочной проволоки диаметром 2 и 2,5 мм марок Св-08А и Св-08ГА (ГОСТ 2246— 60). В указанных сварочных проволоках должно быть (каждого элемента) не более 0,1% углерода и хрома, не более 0,25% нике­ ля, до 0,03% кремния, серы и фосфора. Отли­ чается проволока Св-08А от Св-08ГА только по содержанию марганца. Если в проволоке Св-08А содержится 0,35—0,6% марганца, то в проволоке Св-0,8ГА — 0,8—1,1%. Содержа­ ние марганца определяет и различные механи­ ческие свойства сварных соединений, выпол­ ненных с применением проволок Св-08А и Св-08ГА.

Проволока Св-08А по сравнению с Св-08ГА обеспечивает более высокие показатели пла­ стичности и вязкости металла шва при пони­ женных пределах прочности и текучести. Вы­ сокие показатели пластичности металла шва особенно важны при совместном воздействии на сварные соединения динамической нагруз­ ки и отрицательной температуры. При стати­ ческой нагрузке и положительной температу­ ре преобладающее значение для надежной работы сварных соединений имеют их проч­ ностные свойства — пределы текучести и прочности.

Выбирать электродную проволоку для по­ луавтоматической электрошлаковой сварки арматурных стержней в медных и графито­

58

вых формах (при действии статической на­ грузки) рекомендуется в соответствии с дан­ ными табл. 10.

При действии на конструкции динамиче­ ской нагрузки, а также при возведении кон­ струкций в сейсмических районах, электрод­ ную проволоку выбирают в соответствии с табл. 10, но с учетом того, что температура эксплуатации таких конструкций при сварке стержней в медных формах не должна пре­ вышать минус 20°С и при сварке в графито­ вых формах — минус 10°С. Указанные в таб­ лице температуры должны соответствовать средней температуре наиболее холодной пя­ тидневки в зависимости от района строитель­ ства и выбираются по главе СНиП II-A.6-62.

В строительстве кроме сварочной прово­ локи марок Св-08А и Св-08ГА широко при­ меняют проволоки Св-08, Св-ЮГА, Св-10Г2, Св-08ГС, Св-08Г2С. В небольших количествах используют также порошковые проволоки и легированные проволоки ЭП-245 и ЭП-439. Однако из большого многообразия сварочных проволок для полуавтоматической электрошлаковой сварки стыков арматуры пригодны Св-08А, Св-08. и Св-08ГА, оптимальные по ме­ ханическим свойствам металла шва и сварных соединений и по стоимости.

Рассматривая результаты испытаний (табл. 11) гагаринских, обточенных и образ­ цов типа Менаже для определения ударной вязкости, вырезанных из сварных соединений стержней диаметром 32 мм стали 35ГС, при сварке которых в медной форме применялись различные марки электродной проволоки, можно видеть, что только проволоки Св-08ГА и Св-08А обеспечивают высокие показатели

59