Производство сварочных работ при монтаже конструкций в зимний период.

Выполнение сварочных работ на открытом воздухе зимой сопряжено с трудностями, обусловленными климатическими условиями. В ряде случаев возникает необходимость проведения сборочных и сварочных работ при температуре окружающего воздуха и начальной температуре свариваемого металла вплоть до -50⁰ С.

При отрицательных температурах получение качественного сварного шва затруднено из-за изменения свойств стали. Специально проведенные исследования показали, что снижение начальной температуры металла в пределах, наблюдаемых в естественных условиях, не оказывает существенного влияния на механические свойства металла шва. По мере снижения температуры прочность шва несколько повышается, а пластичность снижается, однако абсолютное изменение этих величин невелико. Структура и форма металла шва и околошовной зоны не претерпевают заметных изменений. Понижение температуры приводит к некоторому снижению стойкости металла шва против образования кристаллизационных трещин и пор.

Кроме того, плохие погодные условия сковывают движения сварщика, что отрицательно влияет на скорость и качество работы. Понижение температуры отрицательно сказывается на физиологическом состоянии рабочего, снижая его трудоспособность. Ухудшаются условия работы аппаратуры. Это повышает вероятность возникновения дефектов формирования шва. Поэтому, если возникает необходимость проведения сварки зимой, следует принимать ряд предупредительных мер.

Сущность дополнительных мероприятий, которые необходимо проводить при сварке на морозе, сводится к следующему. Желательно применять основной металл, специально предназначенный для конструкций, работающих при низких температурах. Такой металл в состоянии поставки имеет повышенную стойкость против перехода в хрупкое состояние и мало изменяет свои свойства в околошовной зоне под воздействием процесса сварки. Транспортировать и хранить металл следует в условиях, исключающих его деформацию и повреждение поверхности.

При проектировании конструкций необходимо избегать резкого изменения сечения сопрягаемых элементов и сосредоточения большого числа швов в одном месте. Это может привести к значительной концентрации напряжений и повысить вероятность хрупкого разрушения в процессе изготовления конструкции при низких температурах. Особое внимание следует обращать на доступность швов, правильный выбор режимов сварки и типа подготовки кромок.

Кантовку, транспортировку, погрузку, разгрузку и складирование готовых конструкций и монтажных элементов следует проводить в условиях, исключающих их деформацию и удары. Сбрасывание конструкции при их разгрузке, транспортировка путем волочения, свисание конструкции за пределы транспортных средств недопустимы.

При транспортировке элементов, имеющих гибкие узлы, необходимо применять приспособления, обеспечивающие жесткое закрепление их на время транспортировки и установки. Нельзя проводить правку конструкций в холодном состоянии. В случае необходимости правку выполняют только после подогрева металла. При низкой температуре не следует проводить вальцовку, калибровку и штамповку элементов со сварными соединениями. В проектное положение элементы надлежит устанавливать без ударов в условиях, предупреждающих деформацию. Подгонку элементов при их сборке желательно выполнять газовой резкой или шлифованием. Закреплять детали при сборке желательно струбцинами, стяжками, клиньями и другими временными элементами.

Непосредственно перед сборкой металл в месте наложения шва очищают любым способом от ржавчины, льда, масла и других загрязнений. Все швы заваривают без перерыва. Нельзя прекращать сварку до выполнения проектного размера шва и оставлять незаверенными отдельные его участки. Прихватки, если они необходимы, выполняет квалифицированный сварщик. Желательна замена прихваток сплошным слоем малого сечения, перевариваемым в процессе выполнения шва.

Следует производить тщательный контроль качества покрытых электродов, флюса и сварочной проволоки и строго соблюдать правила их хранения и подготовки для сварки. Марку электродов, флюсов и сварочной проволоки выбирают в зависимости от конкретных условий. Для ручной сварки во всех случаях предпочтения заслуживают электроды с фтористо-кальциевым покрытием. Хранить сварочные материалы вне рабочего места необходимо в сухом отапливаемом помещении при температуре не ниже 15⁰ С. К рабочему месту покрытые электроды и флюс подают непосредственно перед сваркой в плотно закрывающейся таре. Сварочную проволоку сразу же устанавливают на аппарат.

Сварочное оборудование должно быть специально приспособлено для работы при низких температурах. Механизмы смазывают специальными маслами. Перед работой все применяемые для сварки механизмы (кантователи, сварочные установки и др.) любым способом, не приводящим к их повреждению, разогревают до температуры, при которой обеспечивается нормальная их эксплуатация. Следует применять источники питания постоянного тока.

Рабочий и место сварки должны быть защищены от ветра и осадков. Желательно во всех случаях, где это возможно, оборудовать специальные тепляки. Непосредственно у рабочего места должно быть устройство для обогрева рук. При температуре воздуха ниже -40⁰ С для дыхания сварщика следует подавать подогретый воздух. Периоды работы на морозе необходимо чередовать с периодами отдыха в теплом помещении с температурой 22-24⁰ С. Сварщик, впервые приступающий к работе при низкой температуре, должен пройти специальную тренировку и испытание.

Сварку при низких температурах можно проводить только при отсутствии сильного ветра, снегопада и тумана или при наличии условий, предохраняющих рабочего, аппаратуру и место сварки от их влияния. Для конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей последовательность операций должна обеспечивать сварку швов с минимальным закреплением. В первую очередь сваривают швы, дающие максимальную усадку (например, поперечные стыковые швы). Начало и конец шва следует, как правило, выводить на специальные планки.

Сохраняются режимы, применяемые для сварки аналогичных соединений при нормальных температурах. При выполнении участка замыкания круговых швов всех типов и первых двух слоев при сварке многослойных швов (на всем их протяжении) необходим предварительный и сопутствующий подогрев основного металла до температуры 180-200⁰ С. При дуговой сварке многослойных швов на металле толщиной более 60 мм подогревать рекомендуется все слои для повышения стойкости против образования кристаллизационных трещин.

Стали классов до С52/40 включительно можно сваривать при отрицательных температурах с соблюдением нескольких ограничений. При этом в расчет следует брать не столько температуру окружающего воздуха, сколько температуру самой стали, так как из-за значительной теплоемкости и ограниченного теплоотвода стали разница этих показателей часто бывает велика. Ручную и полуавтоматическую сварку углеродистых сталей толщиной до 30 мм разрешается производить при температуре до минус 20°С. Низколегированные стали при такой температуре можно сваривать при толщине не более 16 мм. Большие толщины низколегированных сталей разрешается варить при их температуре от минус 10° до плюс 5 °С, в зависимости от типа конструкций и толщины элементов. В прочих случаях проводят предварительный подогрев стали в зоне выполнения сварки до 120—160 °С на ширину 100 мм в обе стороны от стыка. Длина подогреваемого участка обычно не превышает одного метра и зависит от выбранного способа выполнения шва. При обратноступенчатой сварке или сварке двойным слоем подогревают весь стык (до 1 м), а при сварке секциями подогревают стык на длину первой секции.

При температуре низколегированной и упрочненной стали ниже минус 5 °С сварку следует проводить от начала до конца шва без перерыва, за исключением времени, необходимого на смену электрода и зачистку шва в месте возобновления сварки. Прекращать сварку до выполнения шва проектного размера и оставлять незаваренными отдельные участки шва не допускается. В случае вынужденного перерыва процесс следует возобновлять после повторного подогрева.

Для конструкций, возводимых или эксплуатируемых в районах с расчетной температурой ниже минус 40 °С, вырубку дефектов швов и основного металла при отрицательных температурах можно выполнять после подогрева зоны исправления до 100—120 °С. Заварку дефектов швов следует производить после подогрева зоны до 180—200 °С.

Подогрев стали можно осуществлять с помощью достаточно мощных воздушно-пропановых или газокислородных сварочных горелок, а также с использованием подогревающего пламени ручных резаков или многофакельных специальных горелок. Температуру подогрева контролируют с помощью контактных термопар, термокарандашей или термокрасок.

Дефектные участки шва следует заваривать только с предварительным и сопутствующим подогревом до температуры 180-200⁰ С. Желательно применять те же режимы и способы сварки, которыми выполняли ремонтируемый шов. При заварке дефектных участков вручную предпочтение заслуживают электроды с фтористо-кальциевым покрытием.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Стельмах З.С., Северова Г.В., Антонова В.И. «Возведение зданий из сборных конструкций», методические указания к выполнению курсового проекта по ТВЗиС, г. Архангельск, 1996г.

2. ЕНиР, Е4 «Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций зданий и промышленных сооружений», Стройиздат, 1984г.

3. ЕНиР, Е22 «Сварочные работы», выпуск 1, «Конструкции зданий и промышленных сооружений», г. Москва, Прейскурантиздат, 1987г.

4. СНиП III.03.01.87 «Несушие и ограждающие конструкции» (производство и проемка работ), г. Москва, Стройиздат, 1988г.

5. СНиП 12.03-2001 «Безопасность труда в строительстве» Часть 1, г. Москва.

6. СНиП 12.04-2002 «Безопасность труда в строительстве» Часть 2, г. Москва.

8