Ванночки для сварки арматуры | Скобы-накладки | ГОСТ 14098-91

Все строительные процессы имеют государственные стандарты, которые определяют, как их надо проводить. В стандартах четко обозначено, какие материалы должны использоваться, какие технологии и последовательность проводимых операций. Сварка арматуры – не исключение.

Как соединяются два прута арматуры сваркой ванным способом

Для данного строительного процесса был разработан ГОСТ под названием «Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций». Стандарт введен в исполнении 1.07.92 г. под номером 14098-91. В нем есть две таблицы, определяющие требования ванной сварки арматуры, тема которой лежит в статье.

1. В таблице под номером «1» обозначены виды сварки арматуры: стыковое, крестообразное, тавровое и нахлесточное. В стыковую категорию входит сварка при помощи ванночки или по-другому: инверторная форма. То есть, таким способом можно варить арматурные стержни, установленные стык в стык.
2. В таблице №30, которая называется «Термины и Пояснения», дано понятие арматурной сварки ванным способом. В таблице написано, что ванная сварка – это процесс, при котором расплавление стыкуемых стержней происходит, в основном, за счет тепла ванны расплавленного металла.

Обратите внимание на слово – в основном – которое говорит о том, что не только расплавленный металл расплавляет арматурные стержни. Поэтому разберемся в технологии сварки арматуры ванным способом досконально.

Окончательный результат сварки ванным способом

Краткая характеристика

Ванная сварка — это способ сваривания металлических изделий, во время которого применяется приспособление с U-образной формой. У него имеется несколько наименований — ванночки или скоба накладка для сварки арматуры. Это и легло в основу названия данного способа сваривания. Части арматуры погружаются в скобу-ванночку, расплавленная сталь заполняет ее до краев. После этого металл застывает, образует шов с высокой прочностью.

Чтобы расплавленная сталь не вытекала с торцов ванночки, помещаются ограничительные элементы. А в конце сварочного процесса ванночки соединяются с арматурой и расплавленной сталью. Встречаются накладки съемного типа, которые выполняются из меди, ее сплавов, керамики, графита. Данные варианты предназначены для многократного применения.

Ванная сварка арматуры может проводиться при помощи одного или нескольких электродов. Этот способ сваривания позволяет сваривать металлические элементы в любом положении в пространстве, кроме потолочного. Размер накладки должен быть больше, чем параметры диаметра арматуры. От краев ванночки до свариваемого элемента должно быть не меньше 15 мм.

Если изделия находятся в горизонтальном расположении, то для создания ванны стальная накладка приваривается к соединяемым арматурным стержням в зоне их стыка. Во время сваривания стержней, которые находятся в вертикальном положении, применяются штампованные стальные формы. Они привариваются к торцевой области изделия, которая имеется снизу.

Алгоритм одноэлектродного метода

Для выполнения работ по закреплению различных изделий из арматуры А500С, самым лучшим способом будем ванная сварка при помощи медных накладок. Такая сварочная ванна выполняется без канавок для удержания металла, но внутренняя часть изготовлена с гладкой поверхностью, что позволяет легко пристыковывать арматуру.

Метод применяется при монтаже конструкций, находящихся под воздействием статических, вибрационных нагрузок. Сварочные аппараты могут использоваться с питанием от постоянного и переменного токов, главное, они должны быть достаточной мощности и производительности.

Ванную сварку начинают от одной из сторон, постепенно продвигаясь к центру. Электрод должен продвигаться медленно, совершая кольцевые движения или полумесяцем. Такой способ обеспечит равномерное заполнение полости ванночки и прогрева основного металла.

При плавлении, электрод опускают, обеспечивая образование наиболее короткой дуги. Металл поднимается к верхней кромке ванночки, полностью покрывая арматуру. После этого ванная сварка считается оконченной. Когда шов остынет, можно производить подгонку деталей.

При остановке ванной сварки надо обязательно отбить шлак и зажечь дугу на готовом крае шва. Это даст возможность надежно перекрыть место остановки и прерывания шва. Завершать шов следует посередине ванночки для предотвращения раковин и пустот. Такие места нужно очистить от шлака и проварить снова.

Особенности и нюансы сварочного процесса

Сварка арматуры ванным способом имеет несколько дополнительных особенностей, которые обязательно нужно рассмотреть, перед тем как к приступать к работам. Данная технология считается простым процессом, но все же если вы хотите получить качественное и прочное соединение, то стоит тщательно подготовиться.

Сварка ванным способом имеет следующие особенности:

1. Сварочный процесс должен выполняться в непрерывном режиме. Это имеет огромное значение для получения равномерного расплавления. Дело в том, что температурные показатели у некоторых видов металлов достаточно высокие, это занимает много времени для разогрева. За счет того что сварочные работы осуществляются в непрерывном режиме сталь расплавляется намного быстрее.
2. На поверхности металлического изделия образуются пузыри из шлака и защитного газа. Для их выхода в ванночке необходимо сделать отверстие. Но все же шлаковые образования не считается чужеродными компонентами, они защищают швы от окисления.
3. Технология ванной сварки арматуры предполагает появление защитной корки на поверхности соединения. Обычно ее образование указывает на соблюдение всех правил сварочного процесса.
4. Сразу же после окончания сварки не нужно счищать защитную корку, необходимо подождать, чтобы расплавленный металл застыл. А пока деталь горячая ее можно слегка обстучать со всех сторон, это позволит устранить повышенное напряжение.
5. При проведении сварки электрод не стоит удерживать в неподвижном состоянии на области стыка. Новички думают, что это будет способствовать тому, что тепловая энергия сможет самостоятельно разойтись по поверхности изделия и сталь равномерно расплавится. Во время процесса движения должны быть последовательными, совместно с этим сварщик должен захватывать нерасплавленные кромки.
6. Скорость рабочего процесса не должна быть слишком медленной или слишком быстрой.
7. Если во время сварки сварщик будет делать все слишком быстро, то он не сможет расплавить металла до требуемой температуры, а самое соединение выйдет низкого качества.
8. Если сварщик будет медленным, то он не расплавит сталь равномерно. В результате этого она распределится в ванночке так, что готовый шов получится некачественным. Оптимальная скорость сварки указана в ГОСТах.

Сварка гребенкой и несколькими электродами

Этот способ называется многоэлектродной сваркой, где используется специальный держак, называемый гребенкой. В него вставляется сразу несколько электродов (3-5 шт.). Принцип расплавления арматуры здесь точно такой же, как и в случае с одним расходником. Но есть и свои особенности.

1. Зажигают дугу электродов не об арматуру, а об металлическую ванночку, чаще о ее днище. Просто об один торец одновременно сразу несколько электродов не разжечь.
2. Для упрочнения стыка электроды периодически опускают в расплавленный металл, чтобы прогреть его.
3. Можно зазор между прутками арматуры не оставлять, прижимая их плотно друг к другу.
4. При вертикальном расположении арматуры не стоит сильно отклонять электроды от перпендикулярности к оси соединения.

Этот способ при соединения арматуры внутри бетонных конструкций используется редко. Он непростой, не все сварщики им владеют. Лучше для этого использовать разъемные формы из меди или графита, что увеличивает себестоимость процесса.

Одно- и многоэлектродная сварка ванным способом

Достоинства

Сварка ванным способом — это простой и легкий метод соединения участков металлических конструкций. Данную технологию используют во многих сферах производства, она позволяет работать с разными видами металла.

Ванная сварка арматуры и колонн имеет целый ряд преимуществ:

• этот метод может использоваться для неподвижных частей металлических конструкций. Не нужно их поворачивать и передвигать, чтобы создать прочное соединение по всей поверхности;
• во время расплава происходит равномерное, а не точечное разогревание прутков;
• исследование шва может выполняться при помощи доступных методов, к примеру, при помощи гамма-лучевой диагностики;
• для рабочего процесса может применяться обычное оборудование;
• сварка данным способом позволяет получить прочное и качественное соединение;
• ванночки для сварки арматуры предотвращают растекание расплавленного материала, они формируют аккуратный и ровный шов;
• минимальные затраты на расходные материалы;
• максимальное удобство, которое облегчает сваривание. А стальная форма служит дополнительным ребром жесткости;
• достаточно просто можно подобрать формы под размеры прутка. Они выпускаются в широком ассортименте.

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.

Недостатки

Но все же стоит помнить, что сварка арматуры ванным способом — это не просто легкий метод получения прочного соединения, этот процесс имеет некоторые недостатки, которые стоит учитывать при проведении сварочных работ.

Среди негативных сторон можно выделить:

• при проведении сварочного процесса следует соблюдать непрерывность работ;
• нужно следить за тем, чтобы разогрев обхватывал всю область контакта;
• ванный метод сваривания требует профессиональной подготовки;
• обычно ванночки для сварки используются только один раз, они не предназначены для многократного применения;
• обязательно должен соблюдаться подготовительный этап, а это дополнительные временные затраты.

Важно! Если во время сварочного процесса не соблюдать требуемый температурный режим. При слишком быстром охлаждении может образовываться слишком много шлака.

Государственные стандарты

Для данного строительного процесса был разработан ГОСТ под названием «Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций». Стандарт введен 01.07.1992 под номером 14098-91.

Ванная сварка является надежным и часто используемым методом. Отличительной чертой данного процесса от всех остальных видов сварки является ее непрерывность, что очень важно для равномерного плавления. Благодаря этому процессу, металл плавится намного быстрее.

Метод ванной сварки применяется в строительстве различных массивных сооружений и зданий. Шов, созданный с помощью данной сварки, способен выдержать подвижные нагрузки без разрушения целостности конструкции, отвечает требованиям ГОСТ. Если проводить обычную сварку встык, то это может привести к разрушению соединения рядом со швом, таким образом, качество шва значительно ухудшится.

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.

Режим сварки

Ванная технология соединения арматуры чаще всего используется для стыковки прутьев большого диаметра. Поэтому режим сваривания – один из важных критериев добиться высокого качества стыка. В состав режима входят: диаметр электрода, сила тока, и все это зависит от диаметра свариваемых арматурных стержней. Зависимость здесь такая:

Так как сварка этого типа связана с использованием токов большой величины, то важная составляющая проводимого процесса – техника безопасности. Важно перед началом соединения арматуры с помощью ванной сварки удостовериться, что используемое оборудование, инструменты и приспособления находятся в технически исправном состоянии. Большое внимание надо уделить заземлению, спецодежде и сварочной маске. Обязательно места проведения сварки оборудуются первичными средствами пожаротушения.

Как проводится ванная сварка

Технология ванной сварки арматуры и колонн состоит из нескольких этапов. При первом производится подготовка всех материалов и свариваемых деталей. А в последующий этап осуществляются основные сварные работы.

При подготовке стоит выполнить несколько операций:

• очищение концов арматурных стержней при помощи металлической щетки до появления блеска. Во время этого этапа стоит удалить все участки с ржавчиной, грязью, краской и другими видами загрязнений. Все это может ухудшить качество соединения, оно выйдет хрупким и слабым. Размер очистки на каждом конце должен составлять не меньше 3 см;
• к нижним плоскостям стыкуемых стержней нужно приварить точечной приваркой инверторную форму. Она будет служить емкостью для скапливания расплавленной стали.

После этого можно приступать к ванной сварке колонн и арматуры. Электрод требуется подвести к торцу одного из стержней и начать его расплавление. Расходником нужно передвигаться по всей площади торца — движения могут быть круговыми или из стороны в сторону. После можно переходить на противоположный торец свариваемой арматуры. Действия стоит проводить по очереди до полного заполнения ванночки расплавленным металлом.

Стоит отметить! Все действия и движения при проведении сварочного процесса должны быть легкими, потому что расплавление осуществляется при высоких токах. Например, если применяются электроды с диаметром 7-8 мм, то к ним стоит подать ток с силой 400-450 ампер.

Сварка должна продолжаться, пока расплавленные металл не перекроет соединяемые стержни. После этого рекомендуется правильно выполнить конечные действия — необходимо еще раз равномерно прогреть металла в сварочной ванне, это нужно для его равномерного остывания. Далее электродом вращают между концами соединяемой арматурой, но это стоит делать не сильно.

Ванный сварочный процесс — популярный метод, который используется в разных областях промышленности. Он позволяет получить прочное, качественное и ровное соединение, и это достигается за счет использования скоб накладок для ванной сварки, также данные элементы называют ванночками. Также они предотвращают разбрызгивание и вытекание расплавленного материала из зоны сваривания. Но все же перед тем как производить работы стоит рассмотреть его важные особенности и принципы.

Суть процесса

Метод ванной сварки наиболее часто применяется для соединения прутков с большим сечением 20 – 100 мм. Такой диапазон размеров более всего подходит для выполнения качественного шва.

При соединении ванночка обжимает полностью место контакта. При этом между соединяемыми деталями нужно оставить зазор 2 мм для затекания металла и заполнения всех пор.

При проведении работ по ванной сварке, согласно ГОСТ и требованиям СНиП, получается надежный стык с сохранением характеристик по всей длине собираемой конструкции.

Сдвиги заготовок ограничивает одетая на стык ванночка. Применяют резьбовые ванны, для соединения ответственных стыков, но этот способ требует нарезания резьбы на концах прутков.

Деталь для монтажа подбирается с учетом небольшого зазора между заготовкой и стенкой изделия. В него протекает металл электрода, образуя межатомное соединение основного металла со стержнем электрода.

Бортики на краях ванны не позволяют металлу вытекать, при этом шлак выдавливается наверх шва. Таким же способом происходит соединение вертикальных стержней при изготовлении колонн.