6.18. Ручная дуговая сварка протяженными швами в узлах примыкания железобетонных конструкций

В жилищном, гражданском и промышленном строительстве значительное место занимает ручная и механизированная дуговая сварка протяженными швами, используемая при монтаже сборных и возведении монолитных железобетонных конструкций. Подавляющая часть таких соединений выполняется внахлестку и в угол, как правило, в нижнем и вертикальном положении.

6.18.1. Соединение плоских элементов закладных изделий протяженными швами осуществляют при непосредственном примыкании таких плоских элементов друг к другу (например, при сопряжении колонн, имеющих плоские опорные части из листового или сортового проката; при установке ригелей на консоли колонн или сопряжение железобетонных конструкций плоскими элементами закладных изделий через соединительные детали: уголки, пластины, стержни арматуры).

6.18.2. Сварные соединения узлов примыканий железобетонных конструкций должны быть технологичными и надежными в эксплуатации.

Под технологичностью сварных соединений узлов примыканий в железобетонных конструкциях следует понимать:

- доступность и удобство выполнения сварных швов, определяемые положением швов в пространстве, а также размерами, формой и взаимным расположением соединяемых закладных изделий в железобетонных элементах;

- возможность визуального контроля качества сварных швов, определяемая доступностью для обозрения;

- возможность предупреждения дефектов - пор, перегрева, трещин, несплавлений.

В понятие надежности сварных соединений при эксплуатации входят:

- достаточная прочность и жесткость сварных соединений;

- отсутствие условий, благоприятствующих действию коррозии, и возможность защиты соединений от коррозии.

6.18.3. При приемке к исполнению проектной документации перед разработкой технологических карт или проекта производства монтажных и сварочных работ следует убедиться в том, что практически все сварные соединения по конструктивному решению являются нахлесточными, или угловыми, расположенными в нижнем и вертикальном положении*, что толщина металлопроката в местах примыкания и последующего наложения швов не менее 4 мм, а диаметры арматурных стержней не менее 10**. He следует применять для соединительных элементов гнутые (холоднодеформированные) пластины или стержни со сварными швами вблизи деформированных участков (последнее может являться причиной искусственного старения, т.е. охрупчивание стали). Швы таких соединений работают на отрыв, и, следовательно, полностью не включаются в работу.

*В исключительных случаях возможно допустить потолочные швы или горизонтальные швы на вертикальной плоскости, имея в виду, что их выполнение может быть поручено рабочим наивысшей квалификации.

**Возможно допустить применение арматуры диаметром 8 мм при наличии в строительной организации дисциплинированных сварщиков высокой квалификации.

6.18.4. В процессе производства работ при изготовлении железобетонных конструкций следует особенно скрупулезно относиться к фиксации закладных изделий, точности их расположения. В этом случае, при качественных монтажных работах, окажется возможным не применять дополнительные металлические прокладки или вставки (применение которых более одной штуки допускать не следует).

6.18.5. Допуски на размеры арматурных изделий, отдельных стержней или металлопроката, несоосности стыковых соединений и т.п. приведены в разделе контроля сварных соединений.

6.18.6. При подготовке узлов примыканий к сварке следует:

- кромки сопрягаемых и соединительных стальных пластин (уголков, швеллеров и пр.) в местах, где будут выполняться протяженные швы, очистить от ржавчины, бетона и др. загрязнений на расстоянии до 15 мм, а грант от огневой резки, и наплывы бетона должны быть удалены.

6.18.7. Плоские поверхности металлопроката закладных изделий, например, опорные части колонн, собираемые внахлестку, или соединительные элементы, собираемые втавр, должны плотно прилегать друг к другу. Зазор в местах сварки между прилегаемыми элементами не должен превышать 0,5 мм. Исключением являются аналогичные соединения оцинкованных деталей толщиной более 12 мм, при сварке которых следует обеспечивать зазор в местах сварки порядка 1,5 мм.

6.18.8. Перед сборкой сопрягаемых конструкций зданий, при наличии на стальных закладных или соединительных деталях влаги, инея, снега, льда они должны быть удалены и осушены путем нагрева пламенем горелки, не нагревая стальные изделия выше 100°С.

6.18.9. Сборка узлов примыкания производится в кондукторах или, если это не предусмотрено проектом производства работ, на прихватках. Электроды для таких работ выбираются по табл.3.3, а их диаметр должен быть не более 4 мм. Длина прихватки должна составлять около 15 мы при катете, предусмотренном в рабочих чертежах, но не менее 0,5 катета рабочего шва. При наложении прихваток сварочный ток должен быть на 10-20% выше тока, обозначенного в паспортных данных на электроды или соответствовать приведенному в технологических картах.

Не следует накладывать прихватки на арматурные стержни в местах, где они не будут переплавлены при последующей сварке. Нельзя располагать прихватки в углах пересечения стержней или плоских элементов проката, около отверстий в местах будущего пересечения швов, а также в местах окончания и начала рабочих швов и посередине круглых накладок из стержневой арматуры. Поверхность прихваток и соседних участков соединения должна быть тщательно очищена от шлака и брызг металла. Сварка по неочищенной поверхности запрещается.

6.18.10. Источники питания сварочной дуги, типы и марки электродов следует выбирать по табл.3.3, 3.4, приложений 5 и 6 в зависимости от используемых марок стали.

6.18.11. При сварке протяженными швами быстрым касанием торца электрода возбуждают электрическую дугу, и отведя его на расстояние 3-4 мм начинают процесс сварки. При чрезмерном увеличении длины дугового промежутка снижается устойчивость ее горения, уменьшается глубина проплавления сопрягаемого металла сварного соединения, увеличиваются потери на угар и разбрызгивание, ухудшается внешняя вид шва и механические свойства сварного соединения. Некоторые марки электродов позволяют вести сварку так называемым "методом опирания на козырек". При этом способе повышается скорость сварки, наплавленный металл более плотный, чем при традиционном ведении процесса. Потери на угар и разбрызгивание минимальны.

6.18.12. Валиковые (угловые) швы тавровых и нахлесточных соединений в нижнем положении следует выполнять по схеме, представленной на рис.6.37. Наибольшие трудности при сварке таких швов состоят в том, что необходимы достаточные навыки по обеспечению провара одной из сторон (горизонтальной или вертикальной) сопрягаемых стальных элементов, а также возможности непровара угла - корня шва этих элементов.

Рис.6.37. Схема движения электрода при сварке угловых швов тавровых и нахлесточных соединений

При сварке электрод следует располагать в плоскости, делящей угол пополам, и концу электрода сообщают колебательные движения (рис.6.37). Дугу возбуждают на нижнем элементе, отступив от вершины угла на 3-4 мм больше величины катета шва (точка А), затем ее ведут от точки А к вершине угла в точку В, где несколько задерживают электрод для лучшего проплавления вершины угла; далее дугу поднимают на высоту, равную катету шва на вертикальной плоскости (при многослойной сварке - на высоту, равную катету первого слоя шва) и по ней перемещают назад на расстояние "а", равное 3-5 мм. После этого дугу быстрей, чем при подъеме, опускают на горизонтальный нижний элемент и наплавляют на нем шов толщиной, равной величине заданного катета. Сечения валиковых (угловых) швов, показанные на рис.6.38,а,б,в. Наиболее просты и достаточно экономичны швы с нормальным сечением, нерациональны так называемые усиленные швы. Они неэкономичны, менее производительны и не повышают прочность сварного сечения. Вогнутые швы экономичны, хорошо ведут себя в конструкциях, работающих при цикловых нагрузках, но их выполнение затруднено. При технической необходимости такое сечение шва получают путем механической обработки.

Рис.6.38. Сечение валиковых угловых швов: а - нормальное; б - усиление и в - вогнутое

6.18.13. Сварка вертикальных швов - процесс более сложный, и его выполнение следует поручать специально подготовленным сварщикам. При толщине стального проката от 4-5 мм и выше, как правило, сварку осуществляют снизу вверх на самой короткой дуге, при которой облегчается перенос расплавленного металла с электрода на соединяемые детали. Стремящиеся скатиться вниз капли расплавленного металла ложатся друг на друга, образуя плотный красивый шов при плавном, медленном перемещении электрода, наклоненного вниз от торца электрода к электрододержателю. Угол наклона может составлять 50-60° к вертикальной плоскости. Особое внимание должно обращаться на предупреждение подрезов металла-соединений по краям шва.

Таблица 6.28

Толщина свариваемых элементов, мм	Диаметр электрода, мм	Сварочный ток, А
4-5	3 4	80-130 140-200
5-10	4 5 6	140-200 190-280 240-350
более 10	5 6 7 8	190-280 240-350 320-450 400-450

Примечание. Для сварки стальных элементов, покрытых слоем цинка с целью защиты от коррозии, следует применять повышенные в пределах, указанных в табл.6.28, сварочные токи.

6.18.14. Параметром режима сварки является величина сварочного тока, назначаемого по паспортным данным электродов или табл.6.28. Для сварки в вертикальном положении сварочный ток снижают на 10-20%. Для выполнения первого слоя многослойных швов диаметр электрода выбирается сообразно толщине сопрягаемых плоских элементов, но не более 4 мм и увеличивают сварочный ток, для выбранного диаметра электрода на 10-20%, обеспечивая максимальный провар в вершине нахлесточного или углового валикового шва.