Металлические конструкции
Повышение содержания никеля в аустенитной стали

Повышение содержания никеля в аустенитной стали

Следовательно, при сочетании в сварном соединении металлов разнородных структурных классов за...

Формирование макроструктуры в литой зоне сварных швов

Формирование макроструктуры в литой зоне сварных швов

Сварные соединения, полученные сваркой плавлением, имеют три ярко выраженных зоны: литую зону в...

Сварные соединения

Общие сведения. Для получения неразъемных соединений деталей конструкций или сооружений из металлов часто применяют сварку. Сваркой соединяют такие конструкции, как части колонн, примыкания ферм к колоннам, фонарей к фермам. Сваркой обеспечиваются соединения там, где наряду с прочностью необходима высокая плотность — в резервуарах, газгольдерах, трубопроводах, доменных печах, воздухонагревателях.

Сварные соединения Существуют способы сварки, при которых материал расплавляется (дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, плазменная, лазерная, газовая и др.), нагревается и пластически деформируется (контактная, высокочастотная, газопрессовая и пр.) или деформируется без нагрева (холодная, взрывом и др.), а также способ диффузионного соединения в вакууме. Различают сварки: по виду используемого источника энергии — дуговая, газовая, электронно-лучевая и др.; по способу зашиты материала — под флюсом, в защитных газах, вакууме и др.; по степени механизации— ручная, полуавтоматическая и автоматическая. Работы по выполнению сварки называются сварочными.

Электрическая сварка. Электрической сваркой называется способ сварки металла, при котором источником теплоты для получения необходимой температуры является электрическая энергия.

Способ ручной дуговой сварки преобладает в строительстве, несмотря на успехи более совершенных видов сварки: полуавтоматической с использованием порошковой проволоки, полуавтоматической ванной и ванно-шовной, полуавтоматической с открытой дугой в среде защитного газа, электрошлаковой и т.д. Это обусловлено его универсальностью, которая делает возможной сварку всех металлов и сплавов, притом любых толщин, и высокой маневренностью, позволяющей выполнять сварные швы в любых пространственых положениях и условиях. Процесс ручной дуговой сварки обладает большой гибкостью и не требует сложного оборудования.

При сварке горизонтального шва на вертикальной плоскости, а также в вертикальном и потолочном положениях сила сварочного тока на 10-20% должна быть ниже, чем при сварке в нижнем положении. Напряжение при этом также понижается.

Большое значение имеет техника наложения шва, которая зависит от толщины свариваемых деталей, ширины шва и глубины провара. При перемещении электрода прямолинейно вдоль шва без колебательных движений наплавляется узкий (ниточный) валик.

Изменяя наклон электрода (угол а) можно регулировать глубину провара и влиять на охлаждение ванны. Если сообщать электроду колебательные движения вдоль оси электрода сверху вниз, вдоль линии шва и поперек шва, можно достичь различной степени прогрева кромок изделий, замедлить остывание сварочной ванны и получить необходимый провар и ширину шва.

При сварке под флюсом сварочная дуга между электродом и изделием горит под слоем сыпучего вещества — флюса. В результате погружения дуги в массе образуется среда, которая значительно улучшает условия формирования сварного шва, повышает тепловой баланс сварки, предотвращает разбрызгивание и угар металла. Все это дает возможность повысить сварочный ток в 6-8 раз, доведя его до 4000 А, и, естественно, сократить длительность сварки почти в 10 раз, обеспечив условия для применения полуавтоматических и автоматических сварочных агрегатов.

Полуавтоматическая сварка в среде защитного газа наиболее распространена. Она высокопроизводительна, легко поддается автоматизации, позволяет выполнять соединения без флюсов и не требует покрытий на электродах. Эффективность газозащиты заключается в том, что струя газа (обычно С02) из сопла держателя защищает сварной шов от окисления, позволяет использовать электродную проволоку малого диаметра (1-1,5 мм) без покрытия и вести сварку в любых положениях без опасности пережога металла. Упрощается процесс сварки, за сварным швом можно наблюдать, улучшается качество шва, так как в этом случае практически шов не взаимодействует с кислородом и азотом воздуха.

Дуговую сварку многослойными швами применяют для соединения арматурных каркасов на строительных площадках, так как в условиях строительства не всегда возможно использовать сварочные машины. Такими соединениями могут быть узлы сборки железобетонных конструкций (ригелей с колоннами, балок с колоннами, колонны с колонной и т.д.). При этом стержни и другие арматурные элементы, подлежащие монтажу и стыкованию сваркой, должны быть соосны и отклонения не должны быть выше допустимых (+50 — +20 мм для тонких и +40 — +50 мм для массивных конструкций). Между торцами стержней должен быть обозначен рекомендуемый зазор. Сварное соединение может выполняться без накладок и с установкой скоб-подкладок.

Подкладка — это дополнительная деталь стыка, которая служит формой для образования сварного шва и после выполнения соединения частично распределяет усилия в арматурном стержне. Подкладки полукруглой формы называются скобами-подкладками. Длина скобы-подкладки должна быть не менее 2d, но не менее 30 мм, а толщина — 0,2d, но не выходить за пределы 4-6 мм. Для обеспечения хороших условий сварки при выполнении горизонтальных соединений на скобах-подкладках концы стержней срезают под углом 5-10°, а при вертикальных — под углом 30-40°. При выполнении горизонтальных и вертикальных соединений сваркой без подкладок концы стержней срезают с одной или двух сторон (в зависимости от доступа к ним).

Сварные соединения Для стыкового соединения стержней и пластин диаметром (толщиной) 20-80 мм применяют ванную и ванно-шовную сварки. Эти виды сварки очень экономичны, снижают трудоемкость работ, а также расход электроэнергии и электродов в 2-2,5 раза по сравнению со сваркой швами. Сущность ванной и ванно-шовной сварки заключается в создании между торцами стержней жидкой ванны расплавленного металла, уложенного на металлическую (стальную — цельную или составную или медную — инвентарную) подкладку. Подкладка служит для образования шва и при расчете прочности соединения стержней диаметром до 32 мм не учитывается. При сварке основного металла диаметром 36-80 мм считают, что подкладка воспринимает часть усилий, действующих на стержень, т.е. рассматривают ее как накладку при стыковых соединениях.

Книги