Руководящие технические материалы по сварке и контролю качества СОЕДИНЕНИЙ АРМАТУРЫ И ЗАКЛАДНЫХ ИЗДЕЛИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
(РТМ 393-94)

Москва 1994

Содержание

Настоящие Руководящие технические материалы (РТМ 393-94) разработаны в НИИЖБ Госстроя России "Инструкции по сварке соединений арматуры и закладных деталей железобетонных конструкций (СН 393-79), а также в развитие:

ГОСТ 14098-91 "Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры";

ГОСТ 10922-90 "Арматурные и закладные изделия сварные, соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Общие технические условия";

ГОСТ 23858-79 "Соединения сварные стыковые и тавровые арматуры железобетонных конструкций. Ультразвуковые методы контроля качества. Правила приемки";

а также в части требований к арматуре и закладным изделиям:

СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции";

СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции";

СНиП 3.09.01-85 "Производство сборных железобетонных конструкций и изделий".

РТМ 393-94 разработаны коллективом авторов:

кандидаты технических наук: A.M. ФРИДМАН, Т.И. МАМЕДОВ;

инженеры: Г.Г. ГУРОВА, В.М. СКУБКО.

Руководитель - A.M. ФРИДМАН.

РТМ 383-94 подготовлены к изданию и выпуску Фондом помощи строительному делу и прогрессивным начинаниям.

РТМ 393-94 рекомендованы секцией НТС НИИЖБ Госстроя России к применению в качестве основного технологического документа по сварке арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций и контролю их качества на предприятиях строительной индустрии, в монтажных и проектных организациях, а также при лицензировании деятельности предприятий и сертификации выпускаемой ими продукции.

ЧАСТЬ 1. ТЕХНОЛОГИЯ ЗАВОДСКОЙ И МОНТАЖНОЙ СВАРКИ СОЕДИНЕНИЙ АРМАТУРЫ И ЗАКЛАДНЫХ ИЗДЕЛИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие "Руководящие технологические материалы по сварке арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций" составлены в развитие ГОСТ 14098-91, ГОСТ 10922-90, ГОСТ 23858-79, а также СНиП 2.03.01-84, СНиП 3.03.01-87 и СНиП 3.09.01-85.

1.2. Руководящие технологические материалы содержат требования по технологии сварки соединений арматуры между собой и с плоскими элементами проката при изготовлении арматурных изделий (сеток, каркасов, стыковых соединений стержней) и закладных изделий, а также при монтаже элементов сборных и возведении монолитных железобетонных конструкций. Устанавливают методы и объемы контроля качества сварных соединений.

Конструкции сварных соединений, класс и марка арматурной стали и металлопроката должны быть указаны в проектной документации.

1.3. В "Руководящие технологические материалы..." включены все регламентированные ГОСТ 14098-91 сварные соединения, представленные в виде чертежей и таблиц, а также приложения 1 и 2.

1.4. Способы и технологию сварки, а также область применения арматуры различных классов и марок стали с учетом эксплуатационных качеств сварных соединений надлежит выбирать, пользуясь табл.1.1 и приложением 2 настоящих РТМ.

Таблица 1.1

* Соединения Т4 и Т5 из ГОСТ 14098-91 исключены.

1.5. При производстве работ по сварке соединений арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций должны выполняться требования, предусмотренные главами СНиП по проектированию, производству работ и приемке сборных и монолитных железобетонных конструкций, а также главами СНиП по организации строительства и технике безопасности в строительстве, Правилами пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ и другими нормативными документами, утвержденными и согласованными в установленном порядке.

1.6. Арматурную сталь и металлопрокат для изготовления сварных арматурных и закладных изделий следует применять в соответствии с указаниями раздела 2 настоящих РТМ, ГОСТ 14098-91, ГОСТ 5781-82, ГОСТ 10884-81, ГОСТ 6727-80, ГОСТ 535-88, ГОСТ 380-88, СНиП 2.03.01-84, СНиП II-28-81.

1.7. Защита сварных арматурных и закладных изделий железобетонных конструкций от коррозии должна производиться в соответствии с требованиями, предусмотренными главой СНиП 2.03.11-85.

1.8. Выбор типов конструкций и способов сварки соединений арматуры и элементов закладных изделий следует осуществлять из условия:

а) применения сварных соединений и технологии сварки, обеспечивающих наиболее высокие эксплуатационные качества и полное использование механических свойств арматурной стали;

б) максимально возможного сокращения материальных и трудовых затрат на выполнение сварных соединений путем применения:

автоматизированных, механизированных и производительных ручных способов сварки;

эффективных и высококачественных сварочных материалов; эффективных методов контроля качества сварных соединений.

1.9. В заводских условиях при изготовлении сварных арматурных сеток, каркасов и сварке стыковых соединений стержней следует применять преимущественно контактную точечную и стыковую сварку, а при изготовлении закладных изделий - механизированную сварку под флюсом и контактную рельефную сварку.

При отсутствии необходимого сварочного оборудования допускается выполнять в заводских условиях крестообразные, стыковые, нахлесточные и тавровые соединения арматуры, применяя перечисленные в настоящих РТМ способы дуговой сварки.

1.10. При монтаже арматурных изделий и сборных железобетонных конструкций в первую очередь должны применяться механизированные способы сварки, обеспечивающие возможность неразрушающего контроля качества сварных соединений (например, ультразвуковой дефектоскопии) .

1.11. Допускается замена типов соединений и способов их сварки, указанных в чертежах типовых и индивидуальных рабочих проектов зданий и сооружений, на равноценные по эксплуатационным качествам в соответствии с приложением 2. Допускается также применение не предусмотренных настоящим документом и ГОСТ 14098-91 типов соединений и способов сварки при условии соблюдения требований указанного стандарта и ГОСТ 10922-90 и при наличии ведомственного нормативного документа, утвержденного в установленном порядке.

1.12. Руководство сварочными работами и обеспечение технологических условий сварки, включающих правильность и рациональное применение стали, сварочных материалов, выбор оборудования и наладку режимов, контроль на всех стадиях выполнения работ и документальное фиксирование вплоть до сдачи объекта, осуществляет инженер (техник) по сварке или лицо, назначенное на указанную работу (мастер, прораб).

Инженерно-технический персонал обязан один раз в год проходить аттестацию по официально утвержденной строительным министерством (концерном) программе.

1.13. К работам по изготовлению сварных соединений арматуры и закладных изделий допускаются сварщики, прошедшие теоретическое и практическое обучение по сварке, соответствующих профилю их работы и имеющие удостоверения на право производства данных работ.

1.14. Условия сварки соединений с указанием фамилии сварщиков следует фиксировать в типовом журнале сварочных работ.

Клеймить сварные соединения следует в местах, указанных на чертеже,

1.15. Не допускается сварка с использованием неисправного оборудования, при ненадежных электрических сетях, перебоях в подаче электроэнергии, а также при колебаниях напряжения в сети более 5% оптимальной величины, последние два условия должны соблюдаться особенно строго при ванной и ванно-шовной сварке стыковых соединений арматуры.

1.16. Сварочное оборудование и источники питания дуги должны каждые полгода подвергаться паспортизации. Эксплуатация сварочного оборудования, не имеющего паспорта или с просроченным сроком паспортизации не допускается.

Основные сведения по эксплуатации сварочного оборудования и формы документации приведены в приложении 3.

2. АРМАТУРНАЯ СТАЛЬ ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Для армирования железобетонных конструкций различного назначения применяют стержневую арматуру и арматурную проволоку гладкого и периодического профиля, используемую при изготовлении сварных арматурных сеток, каркасов, закладных изделий и стержней, сваренных в мерные линейные изделия для обычных и предварительно напряженных конструкций.

Соединение элементов железобетонных конструкций между собой осуществляют через выпуски арматуры и закладные изделия, используя технологический процесс сварки, в котором следует учитывать особенности химического состава стали, масштабный фактор, условия выполнения работ и др.

2.1. Стержневая арматурная сталь

2.1.1. Стержневая арматурная сталь должна отвечать требованиям:

горячекатаная - ГОСТ 5781-82 (1);

термомеханически упрочненная - ГОСТ 10884-81 (2).

По механическим свойствам стержневая арматурная сталь подразделяется на классы, обозначаемые римскими цифрами от I до VII (после буквенных символов соответственно для горячекатаной арматурной стали - А, для термомеханически упрочненной - Ат). Осуществляемым переходом на новое обозначение в соответствии с международными в обозначении арматурной стали отражают ее класс прочности в виде установленного стандартами нормируемого значения условного или физического предела текучести в Н/мм² (например, А400, Ат600 и т.п.).

В зависимости от эксплуатационных характеристик арматуры в обозначении термомеханически упрочненной арматурной стали свариваемой присваивается индекс С, стойкой против коррозионного растрескивания - индекс К (например, Ат-IVС, Ат-600К и т.п.).

На предприятиях строительной индустрии стержневую арматурную сталь классов А-III и Ат-IIIС нередко упрочняют вытяжкой для повышения ее прочностных характеристик (при некотором снижении пластических свойств). Упрочнение вытяжкой производят до контролируемого удлинения и контролируемого напряжения не менее 540 Н/мм² или только удлинения (без контроля напряжения). Такое упрочнение вытяжкой должно производиться на основе документа, регламентирующего для соответствующей марки стали режимы и параметры упрочнения этой арматурной стали, ее электронагрева и контактной сварки, длины заготовок и допускаемых отклонений размеров стержней, их предварительного натяжения, а также методы контроля в условиях производства. Указанная упрочненная вытяжкой арматурная сталь обозначается А-IIIв.

2.1.2. Оценка технологических возможностей использования свариваемой арматурной стали приведены в подразделе 2.5.

2.1.3. Механические свойства горячекатаной стержневой арматурной стали приведены в табл.2.1, термомеханически упрочненной - в табл.2.2; геометрические и физические параметры арматуры - в табл.2.3, ее химический состав - в табл.2.4 и 2.5.

Таблица 2.1

^1/ По ТУ 14-15-154-86 может поставляться арматура диаметром 5,5 мм, используемая вместо арматуры диаметром 6 мм.

^2/ Арматура класса Ас-II нормируется по величине ударной вязкости при температуре -60°С, равной 0,5 МДж/м².

^3/ К классу А-III относится сталь марки 32Г2Рпс, выпускаемая в ограниченных объемах.

^4/ Значения равномерного удлинения и величины загиба в холодном состоянии являются факультативными.

Таблица 2.2

Таблица 2.3

Таблица 2.4

Примечания: 1. Химический состав углеродистой стали и его допустимые отклонения регламентируются ГОСТ 380-88, низколегированной стали - ГОСТ 5781-82 и ГОСТ 10884-81.

2. В стали марки 20ХГ2Ц допускается замена циркония на 0,02-0,08 титана (марка 20ХГ2Т), в стали марки 23Х2Г2Т - титана на 0,05-0,1 циркония (марка 23Х2Г2Ц).

3. Допускается добавка титана в сталь марок 18Г2С, 25Г2С и 35ГС из расчета его содержания к готовом прокате 0,01-0,03%.

2.1.4. Правила приемки и методы испытаний арматурной стали на растяжение регламентируются ГОСТ 12004-81 (6), методы испытания на изгиб - ГОСТ 14019-80 (7).

2.1.5. Арматурная сталь поставляется в стержнях или мотках. Арматурную сталь класса A-I изготовляют гладкой, а классов

A-II и выше - периодического профиля. По требованию потребителя горячекатаную стержневую арматурную сталь классов A-II, A-III, A-IV и A-V изготовляют гладкой.

Арматурная сталь класса A-II имеет профиль согласно рис.2.1,а; горячекатаная классов A-II - A-V1 и термомеханически упрочненная классов Ат-IIIС - Ат-VП - согласно рис.2.1,б (ГОСТ 5781-82).

Ряд металлургических заводов перешел на выпуск арматурной стали с новым серповидным профилем (без пересечения поперечных и продольных ребер) по ТУ 14-2-949-91 согласно рис.2.1,в. Такой профиль, принятый в стандартах ряда зарубежных стран, по сравнение с включенным в отечественные стандарты - ГОСТ 5781-82 и ГОСТ 10884-81 повышает усталостную прочность (что особенно важно при динамических нагрузках) и пластичность арматуры железобетонных конструкций за счет снятия концентраторов напряжения в пересечениях поперечных ребер с продольными.

На рис.2.1,г показан винтовой профиль, предназначенный в основном для несвариваемой высокопрочной арматуры, стыкуемой без сварки с помощью муфт в стержни большой длины, а также когда использование анкерных гаек в качестве концевых или промежуточных анкеров напрягаемой арматуры оказывается более технологичным и экономически выгодным по сравнению с устройством анкеров других типов.

Рис.2.1. Периодический профиль стержневой арматурной стали
а, б - профили по ГОСТ 5781-82; в - серповидный профиль: г -винтовой профиль

2.1.6. Поскольку по внешнему виду профиля можно выделить только арматурную сталь классов A-I (гладкая) и А-II для отличия арматурной стали разных классов стандартами предусмотрена окраска концов стержней различных цветов. Вид окраски концов стержней в зависимости от класса арматурной стали приведен в табл.2.6.

Таблица 2.6

2.1.7. Металлургическими заводами осуществляется переход на выпуск арматурной стали с дополнительной маркировкой ее класса прочности и завода-изготовителя, наносимой на стержнях при их прокатке, в виде маркировочных коротких поперечных ребер или точек на поперечных ребрах.

Маркировочные короткие ребра высотой 0,5 мм, не выходящие за пределы габаритного размера по окружности наружного диаметра, располагают на поверхностях, примыкающих к продольным ребрам.

Маркировочные точки высотой, равной высоте поперечного выступа стержня, представляют собой конусообразные утолщения на поперечных ребрах.

Маркировка имеет следующую структуру - за знаком начала маркировки, представляющим два маркировочных коротких поперечных ребра либо две маркировочные точки на соседних поперечных выступах периодического профиля, обозначается шифр завода-изготовителя (числом поперечных выступов периодического профиля между указанными маркировочными знаками) и далее класс прочности арматурной стали (соответствующим числом поперечных выступов профиля между маркировочными знаками). Структура прокатной маркировки стержней показана на рис.2.2.

Прокатная маркировка наносится на стержни через 0,7-1,4 м.

Рис.2.2. Прокатная маркировка стержневой арматурной стали
а - маркировка в виде конусообразных утолщений на поперечных выступах профиля стержня; б - маркировка в виде коротких поперечных ребер.
1 - начало маркировки; 2 - обозначение шифра завода-изготовителя; 3 - обозначение класса прочности арматурной стали

2.1.8. Наряду с арматурной сталью класса A-III (А400) металлургическими заводами могут поставляться по ТУ 14-15-114-82 стержни немерной длины не менее 2 м из стали марок 20ГC, 20ГC2, 08Г2С и других, применяемых для производства термомеханически упрочненной арматурной стали классов прочности Ат-IV - Ат-VII (Ат600-Ат1200).

Стержни немерной длины окрашивают белой краской в виде полос на расстоянии около 0,5 м от концов стержней.

Эта арматурная сталь диаметрами 10-28 мм с временным сопротивлением разрыву в горячем состоянии не менее 539 Н/мм² (55 кгс/мм² ) при гарантированном химическом составе может использоваться в качестве свариваемой арматурной стали класса A-III (А400),

Примечание. Пример условного обозначения арматурной стали немерной длины диаметром 14 мм:

Æ 14АтIIIНС ТУ 14-15-114-82.

2.1.9. Оценка применяемости сварных соединений стержневой арматурной стали (в том числе стержней немерной длины) производится согласно пункту 2.5.3.

2.2. Арматурная проволока

2.2.1. Арматурная проволока изготовляется:

обыкновенная - периодического профиля класса Вр-I по ГОСТ 6727-80 (рис.2.3, а) и классов прочности 500 и 600 по ТУ 14-4-1322-89 (рис.2.3, б);

Рис.2.3. Периодический профиль обыкновенной арматурной проволоки
а - профиль по ГОСТ 6727-80; б - профиль по ТУ 14-4-1322-89

высокопрочная - гладкая класса В-II и периодического профиля класса Вр-II по ГОСТ 7348-81.

2.2.2. Обыкновенную арматурную проволоку класса Вр-I и класса прочности 500 изготовляют диаметрами 3,0; 4,0 и 5,0 мм; класса прочности 600 - диаметрами 4,0; 4,5; 5,0 и 6,0 мм.

Обыкновенную арматурную проволоку применяют, как правило, в сварных арматурных изделиях (сетках и каркасах).

Механические свойства обыкновенной арматурной проволоки приведены в табл.2.7, расчетная площадь поперечного сечения и линейная плотность (масса отрезка длиной 1 м) - в табл.2.8.

Таблица 2.7

Таблица 2.8

2.2.3. Высокопрочную арматурную проволоку классов Вр-II и Вр-II изготовляют диаметрами 3,0-8,0 мм классами прочности от 1500 до 1000 в зависимости от ее диаметра.

Высокопрочную арматурную проволоку применяют в качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Механические свойства арматурной проволоки приведены в табл.2.9.

Таблица 2.9

Примечания: 1. Класс прочности - установленное стандартами нормируемое значение условного предела текучести в Н/мм².

2. В обозначении арматурной проволоки классов В-II и Вр-II в соответствии с государственными стандартами указывает ее класс прочности (например, обозначение проволоки класса   В-II диаметром 0,4 мм - Æ4B1400; класса Вр-II диаметром 6,0 мм - Æ6Вр1200).

По технологии изготовления арматурную проволоку подразделяют на изготовляемую с отпуском или с отпуском под напряжением (стабилизированную - Р). Потери напряжений от релаксации в стабилизированной проволоке при начальной нагрузке 0,7 от фактического разрывного усилия не, должки превышать 2,5% после 1000 ч выдержки под напряжением при нормальной температуре.

Площадь поперечного сечения и номинальная плотность арматурной проволоки (масса отрезка длиной 1 м) приведены в табл.2.10.

Таблица 2.10

2.3. Арматурные канаты

2.3.1. В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных железобетонных конструкций применяют стальные спиральные канаты:

семипроволочные класса К-7 - по ГОСТ 13840-68 (рис.2.4); девятнадцатипроволочные класса K-19 - по ТУ 14-4-22-71.

Рис.2.4. Схема сечения спиральных арматурных канатов

2.3.2. Канаты изготовляют правой свивкой (с шагом свивки от 12 до 16 диаметров каната) с линейным касанием проволок.

По технологии изготовления арматурные канаты класса К-7 подразделяются на изготовляемые с отпуском или с отпуском под напряжением (стабилизированные - С).

Механические свойства арматурных канатов приведены в табл.2.11.

Таблица 2.11

Примечания: 1. Класс прочности - установленное стандартами нормируемое значение условного предела текучести в Н/мм².

2. В обозначении арматурных канатов в соответствии с государственным стандартами указывает их класс прочности (например, обозначение каната класса К-7 диаметром 12 мм - Æ 12K7-1500).

2.3.3. Арматурные канаты изготовляют из высокопрочной проволоки, сварка которой возможна с применением дополнительных конструктивных элементов и весьма ограниченными способами, которые доступны в практике строительного производства. К таким способам сварки относится контактная стыковая сварка (п.4.3.20), позволяющая увеличить линейные размеры арматурных канатов, и сварка концевых участков каната для обеспечения его анкеровки при натяжении напрягаемой арматуры.

2.4. Прокат для закладных изделий

2.4.1. Для плоских элементов закладных изделий применяют прокат из углеродистой стали обыкновенного качества:

сортовой и фасонный - по ГОСТ 535-88;

листовой - по ГОСТ 14637-89.

2.4.2. Выбор проката из углеродистой стали, исходя из температурных условий эксплуатации конструкций и характера их нагружения, производят в соответствии с табл.2.12.

Таблица 2.12

Примечание. Химический состав углеродистой стали обыкновенного качества - по ГОСТ 380-88.

Вместо указанного в таблице проката из углеродистой стали по ГОСТ 535-88 допускается применение фасонного и листового проката из углеродистой и низколегированной стали для строительных стальных конструкции по ГОСТ 27772-88:

вместо Ст3кп2-1 - С235;

    "       Ст4пс5-1 - С245;

    "       Ст3сп5-1 - С255.

Для конструкций, предназначенных для работы при расчетной температуре ниже минус 40°С, а также при применении проката из низколегированной стали (например, С345 и С375 - марок 09Г2С, 15ХСНД, 10Г2С1) выбор проката для закладных изделий и электродов для их сварных соединений производят как для сварных стальных конструкций согласно СНиП II-23-81.

Примечание. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки района строительства согласно СНиП 2.01.01-82.

2.4.3. Механические свойства сортового и фасонного проката по ГОСТ 535-88 из углеродистой стали обыкновенного качества приведены в табл.2.13; листового проката по ГОСТ 14637-89 из низколегированной стали - в табл.2.14.

Химический состав углеродистой стали обыкновенного качества по ГОСТ 380-88 приведен в табл. 2.4; низколегированной стали по ГОСТ 19282-73 - в табл.2.15.

Таблица 2.13

* Изгиб до параллельности сторон вокруг оправки диаметром d (a - толщина проката).

Примечания: 1. Для фасонного проката толщиной свыше 20 мм значение предела текучести допускается на 10 Н/мм² (1 кгс/ мм²) ниже по сравнению с указанным в таблице.

2. Допускается снижение для фасонного проката относительно удлинения б₅ для всех толщин на 1% (абс).

Таблица 2.14

Примечание. Ударную вязкость определяют при одной температуре, которая оговорена в заказе (соответствующей категории).

Таблица 2.15

2.4.4. При изготовлении закладных изделий технологические условия сварки, в основном, одинаковые для всех марок сталей используемых плоских или фасонных элементов, могут меняться только сварочные материалы и связанная с ними технология изготовления. При применении для анкерных стержней закладных изделий термомеханически упрочненной арматуры класса Ат-IV и выше следует учитывать возможное разупрочнение стали при сварке.

Особенности сварки закладных изделий с такими анкерами изложены в разделе 5.

2.4.5. Плоский или фасонный прокат закладных изделий расположен на поверхности сопрягаемых железобетонных элементов (колонн, наружных и внутренних панелей, плит перекрытий, ригелей и пр.), обеспечивая жесткую связь между отдельными элементами конструкции через так называемые соединительные детали, для которых следует применять прокат из перечисленных в пункте 2.4.2 марок стали.

Если при изготовлении закладных изделий был использован прокат с прочностью выше установленной проектом, то для соединительных деталей может применяться прокат с прочностью, предусмотренной проектом.

2.4.6. В сопроводительных документах (сертификатах) на железобетонные конструкции завод-изготовитель указывает марку стали плоских или фасонных элементов закладных изделий, примененных в поставляемых конструкциях.

Такие указания необходимы для правильного выбора сварочных материалов при монтажной сварке закладных изделий соединительными деталями.

2.4.7. Листовой или фасонный прокат из стали марок 14Г2АФ, 16Г2АФ и 18Г2АФпс, а также листовой, сортовой и фасонный прокат из термоупрочненной стали не следует применять в закладных изделиях и соединительных деталях.

2.5. Свариваемость арматуры железобетонных конструкций

Целью настоящего раздела, впервые вводимого в технологический нормативным документ по сварке арматуры, является выработка, во-первых, единых понятий, относящихся к сложной технической категории, именуемой свариваемость металлов, и, во-вторых, установить возможности применения горячекатаной и термомеханически упрочненной стали, используемой для армирования железобетонных конструкций.

2.5.1. Свариваемость сталей является комплексной характеристикой, определяющей при данных условиях техническую пригодность для выполнения заданных соединений.

Свариваемость определяется для каждого вида и способа сварки отдельно. Это - сложная совокупность характеристик стали и поэтому не может быть определена с помощью одного универсального метода.

2.5.2. Для стержневой арматуры принято определять:

- технологическую свариваемость, к которой относятся стойкость расплавленного металла при сварке плавлением против образования кристаллизационных трещин и изменения свойств стали под действием термического цикла сварки, осуществляемой при любим технологическом процессе сварки: контактная точечная, стыковая, дуговая протяженными швами или ванным способом и т.д.;

- эксплуатационную свариваемость, для оценки которой используют показатели механических свойств конкретных, как правило, натурных сварных соединений арматурных стержней при определенных условиях их нагружения.

Технологическую свариваемость определяют в лабораториях институтов или металлургических заводов; эксплуатацию - в тех же условиях, а также в контрольных лабораториях заводов железобетонных конструкций и монтажных строительных организаций.

2.5.3. Система оценки эксплуатационных качеств сварных соединений с учетом конструкции соединений и способов их выполнения, характера нагружения, температурных условий работы, масштабного фактора и свариваемости арматурной стали приведены в приложении 2 настоящего РТM.

Возможности применения различных способов сварки горячекатаной и стержневой арматурой стали железобетонных конструкций приведены в табл.2.16, термомеханически упрочненной арматурной стали - в табл.2.17.

Таблица 2.16

+ - технология сварки и конструктивные элементы соединения регламентированы нормативными документами;

- - запрещенные способы сварки.

Ас-III - см.табл.2.1; 22Х2Г2С - см.табл.2.1.

Таблица 2.17

* Происходит локальное разупрочнение протяженностью (1,5...2,0)d_н от границы зоны совместной кристаллизации.

Примечания: 1. Ручная дуговая сварка крестообразных соединений применяется только при положительной температуре.

2. Ванно-шовная сварка допускается на удлиненных до 4d_н стальных скобах-накладок.

3. В таблице знак (-) показывает, что процесс сварки не допускается или технологически нецелесообразен.

3. СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

3.1. Электроды контактных машин

3.1.1. Электроды контактных точечных и стыковых машин следует изготавливать из никель-бериллевой бронзы марки БрНБТ, хромовой бронзы марки БрХ и хромоциркониевой бронзы БрХЦр0,6-0,05. Сплав ВрНБТ выпускают в виде плит толщиной 10-77 мм и применяют для электродов (губок) контактных стыковых машин и специализированных многоточечных машин, для сварки арматурных сеток и каркасов, электроды которых могут иметь прямоугольное сечение. Сплавы БрХ и БрХЦр0,6-0,05 выпускают в виде прутков диаметром 30-100 мм и применяют для электродов контактных точечных машин.

3.1.2. Допускается изготавливать электроды контактных точечных и стыковых машин из меди марок M1 и М2. Износостойкость таких электродов в несколько раз ниже электродов, изготовленных из материалов, приведенных в п.3.1.1.

3.1.3. Разработаны и в ограниченных объемах изготавливаются* биметаллические электроды взамен электродов по пп.3.1.1 и 3.1.2. Биметаллические электроды для контактных машин изготавливают (восстанавливают) путем дуговой ванной наплавки штучными электродами марки Бр-3 с последующей механической и термической обработкой. Износостойкость таких электродов в 2-3 раза выше электродов из специальных сплавов и в 8-12 раз выше медных.

*Изготавливает новые или восстанавливает изношенные электроды мастерская НИИЖБ. Адрес: 109428, Москва, 2-я Институтская ул., д.6. Тел. 174-81-02.

3.2. Сварочная проволока

3.2.1. Сварочную проволоку для механизированных способов сварки стыковых, нахлесточных и тавровых соединений арматуры в закладных изделиях подразделяют на 3 группы: сплошного сечения, используемую вместе с защитными газами или флюсом; самозащитную, не требующую дополнительной (например, газовой) защиты, и порошковую самозащитную или такие, которые можно использовать только совместно с защитными газами.

3.2.2. Марки проволоки сплошного сечения и порошковой следует назначать в соответствии с указаниями, приведенными в табл.3.1. Технические характеристики сварочных проволок приведены в приложении 4.

Таблица 3.1

Примечания: 1. Для ванной механизированной сварки под флюсом арматурной стали классов A-I и Ас-II (марки 10ГТ) при температуре ниже минус 40°С предпочтительно применять проволоку Св-08А, Св-08АА или Св-08ГА.

2. Для арматуры класса Ат-IIIС и Ат-IVС то же, что для арматуры класса А-III, но только для соединений, выполняемых в комбинированных несущих и формующих элементах, и для соединений, выполняемых порошковыми проволоками на стальных удлиненных скобах-накладках.

3.2.3. Для сварки стыковых соединений арматуры в инвентарной форме (медь, графит), на стальных скобах-накладках или в комбинированных формующих элементах используют проволоку сплошного сечения, расплавляемую под слоем флюса, или самозащитную порошковую проволоку. Допускается применение самозащитной проволоки сплошного сечения.

3.2.4. Для сварки протяженными швами соединений арматуры, закладных изделий и соединительных деталей в монтажных условиях следует применять самозащитные проволоки, а при сварке в заводских условиях можно применять проволоку с дополнительной газовой защитой.

3.2.5. Сварочная проволока сплошного сечения не должна иметь заусенцев, резких переломов или перегибов. Допускается наличие тонкого слоя окисной пленки, не перешедшей в ржавчину. Намотку проволоки на катушки и механическую очистку от ржавчины, масел и других загрязнений рекомендуется выполнять на специальных намоточных станках. Бухты проволоки, имеющей чистую поверхность, можно использовать без перемотки на катушки. В этом случае следует использовать размоточный барабан полуавтомата, а на подающем механизме установить войлочную шайбу для снятия смазки с проволоки.

3.2.6. Порошковая проволока должна храниться в заводской герметической упаковке в сухом помещении не более трех месяцев. При более длительном хранении следует проверить технологические свойства проволоки при сварке на оптимальных режимах, а именно: легкость зажигания дуги, отделяемость шлака, отсутствие пор и шлаковых включений.

3.2.7. Увлажненную порошковую проволоку перед сваркой рекомендуется прокалить в течение 2-2,5 ч при температуре 230-250°С.

Примечание. Прокаленная проволока хуже транспортируется по шлангу полуавтомата, поэтому подачу ее следует настраивать с особой тщательностью. Для облегчения транспортировки рекомендуется смазывать спираль шланга дисульфидом молибдена.

3.2.8. Порошковую проволоку, извлеченную из упаковки и освобожденную от связок, следует устанавливать в размоточное устройство полуавтомата, предварительно проверив правильность ее намотки. Перематывать порошковую проволоку не рекомендуется.

3.3. Электроды для дуговой сварки и резки

3.3.1. При ручной дуговой сварке соединений арматуры и элементов закладных изделий следует применять электроды, типы которых, а также классификация, размеры и общие технические требования регламентированы ГОСТ 9466 и ГОСТ 9467.

Типы и марки электродов в зависимости от способов сварки и классов арматуры следует назначать в соответствии с данными табл. 3.2 и приложения 5. При сварке арматуры разных классов между собой следует применять электроды, рекомендуемые в табл.3.2 для стали большей прочности.

Таблица 3.2

Примечание. При отсутствии электродов типов Э55 и Э60 ванно-шовную сварку и многослойными швами арматурной стали класса A-III допускается выполнять электродами Э50А.

3.3.2. При ручной дуговой сварке плоских элементов закладных и соединительных изделий следует применять электроды в соответствии с табл.3.3 и рекомендуемые СНиП II-23-81.

Таблица 3.3

3.3.3. Электроды при хранении более 3 месяцев на складе или более 5 суток на песте производства работ должны быть прокалены в электрической шкафу. При обнаружении влажности покрытия или большой пористости швов прокалка электродов обязательна независимо от срока их хранения.

Прокалка электродов в пламенных печах запрещается. Температура прокалки указывается в паспорте электродов, а также приведена в приложении 5.

3.3.4. Прокаленные электроды для дуговой сварки следует подавать на рабочее место в количестве, необходимом для работ сварщика в течение полусмены.

На рабочем месте электроды должны находиться в закрывающихся коробках (пеналах) из влагонепроницаемого материала.

3.3.5. Применение для дуговой резки стандартных электродов, используемых для сварки, нерационально. Для резки напрягаемой арматуры следует применять металлические электроды марки 03P-1 и 03Р-2, выпускаемые Московским опытным сварочным заводом. Электроды марки 03Р-2 могут применяться для разделки торцев стержней перед ванной сваркой, а также для резки листового, сортового и фасонного проката при небольших объемах работ.

3.3.6. Сварочные материалы следует хранить в условиях, обеспечивающих их сохранность от увлажнения, загрязнения и механических повреждений. Температура в помещении, предназначенном для хранения электродов, порошковой проволоки и флюсов, должна быть не ниже плюс 15°С, при этом относительная влажность воздуха не должна превышать

3.4. Сварочные флюсы

3.4.1. Для механизированной ванной сварки стыковых соединений арматурных стержней следует применять флюс марок АНЦ-1 (АН-348 А), АН-8, AH-14, АН-22 и ФН-7, а для механизированной сварки тавровых соединений элементов закладных изделий следует применять флюс марки ФК-3 и АНЦ-1 (АН-348А).

Примечание. Флюс марки ФК-3 разработан совместно НПО ЦНИИТМАШ и НИИЖБ.

3.4.2. Флюс следует хранить в сухом помещении при относительной влажности не более 50% и температуре не ниже плюс 15°С.

3.4.3. Флюс перед употреблением следует прокаливать при температуре 250-300°С в течение 2 ч. Насыпной слой флюса при прокалке не должен превышать 45-50 мм.

3.4.4. Флюс, оставшийся после сварки нерасплавленным, может быть использован вторично. Для этого его следует просеять, отделив шлаковую корку, допускается использовать также шлаковую корку, добавляя ее после размола к флюсу в количестве до 50% (по объему). Размеры зерен флюсовой смеси должны находиться в пределах 0,5-2,5 мм.

3.5. Электродные материалы, используемые при сварке элементов закладных изделий и узлов сопряжений из листового и фасонного проката

3.5.1. При сварке закладных изделий, конструкция которых представляет собой листовой или фасонный прокат из углеродистой и низколегированной сталей, следует использовать в зависимости от принятого технологического процесса, сварочные материалы, приведенные в табл.3.3.

Примечание. Использование механизированной сварки под флюсом в изделиях по п.3.5.1 экономически нецелесообразно.

3.5.2. Условия хранения, транспортировки и использования сварочных материалов приведены в соответствующих разделах настоящих ИМ.

3.6. Защитные газы для сварки арматуры и закладных изделий

3.6.1. Полуавтоматическую сварку в CO₂ осуществляют в защитном сварочном углекислом газе первого или второго сорта, или пищевого по ГОСТ 80456-76. Использование технического углекислого газа не разрешается.

3.6.2. Перед использованием углекислого газа из каждого баллона следует проверит его качество, для чего наплавляют на пластину валиковый шов длиной 100-150 мм и по внешнему виду наплавленной поверхности шва определяют качество газовой защиты. При наличии пор в металле шва газ, находящийся в данном баллоне, применять не допускается.

3.7. Сварочное оборудование

В сложившихся производственных условиях конкретные рекомендации по приобретению нового и использованию существующего оборудования затруднены. Поэтому в настоящем разделе приведены общие положения по использованию сварочного оборудования, а в приложении 6 приведены технические характеристики сварочного оборудования, выпуск которого освоен к 01.01.1993 г.

3.7.1. Для сварки арматуры и закладных изделий следует применять специализированное или общего назначения сварочное оборудование, выпускаемое серийно.

3.7.2. Допускается применение оборудования, изготовляемого предприятиями строительной индустрии, технические характеристики которого позволяют осуществить технологию сварки в соответствии с требованиями настоящих РТМ.

3.7.3. Для сварки сеток и плоских каркасов в условиях серийного производства следует применять преимущественно специализированные многоточечные машины автоматического и полуавтоматического действия, типы и технические возможности которых приведены в табл.1 приложения 6.

3.7.4. В условиях многосерийного производства узкие и малогабаритные сетки и плоские каркасы шириной номенклатуры рекомендуется изготавливать на одноточечных машинах общего назначения в соответствии с данными табл.2 приложения 6.

3.7.5. Изготовление объемных каркасов из стержневой и проволочной арматуры впредь до выпуска специализированного оборудования следует, как правило, осуществлять, используя контактные подвесные машины в соответствии с данными табл.3 приложения 6.

Рекомендуется также изготовлять объемные каркасы, используя предварительно сваренные на контактных машинах плоские каркасы с последующим их гнутьем на гибочных станках, обеспечивая форму сечения объемного каркаса. Замыкающая сторона каркаса может быть сварена клещами, дуговыми прихватками, расположенными вне рабочей арматуры, вязкой или нахлесткой (без сварки), размер которой принимают по СНиП 2.03.01-84.

3.7.6. Заготовку арматуры следует осуществлять в линиях безотходной сварки и резки, используя контактные стыковые машины общего назначения (табл.4 приложения 6).

3.7.7. Сварку закладных изделий с нахлесточными соединениями их элементов следует выполнять преимущественно на контактных точечных машинах общего назначения (табл.2 приложения 6).

3.7.8. Сварку закладных изделий с тавровыми соединениями их элементов типа "открытый столик" (см. приложение к ГОСТ 10922-90) следует выполнять на устройствах (оборудовании), обеспечивающих стабильность технологического процесса и его малую механизацию. Пример такого устройства для сварки под флюсом приведен в разделе 5. Там же приведены основные конструкции модернизированных узлов одноточечных контактных машин для сварки тавровых соединений закладных изделий методом сопротивления. Технические характеристики специализированного оборудования для изготовления аналогичных изделий методом оплавления приведены в разделе 5. Такое оборудование выпускается в ограниченном количестве ввиду узкой номенклатуры свариваемых изделий.

3.7.9. Сварку закладных деталей с тавровыми соединениями их элементов типа "закрытый столик" (см. приложение к ГОСТ 10922-90) следует выполнять дуговой сваркой, используя оборудование, данные о котором приведены в табл.5 приложения 6.

3.7.10. Сварные стыковые соединения выпусков арматуры на монтаже следует выполнять, используя специализированные полуавтоматы или шланговые полуавтоматы общего назначения, типы и технические возможности которых приведены в табл.6 приложения 6.

3.7.11. Источники питания дуги для механизированной, а также для ручной дуговой сварки следует назначать в соответствии с данными табл.3.4, а также табл.5 приложения 6.

Таблица 3.4

* При сварке стержней диаметром до 14 мм допускается применять источники питания постоянного тока с номинальным значением I_св ³ 600 А

4. ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ АРМАТУРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

4.1. Контактная точечная сварка крестообразных соединений стержней

4.1.1. Конструкции крестообразных соединений арматуры типа K1-Кт и К2-Кт, выполняемые контактной точечной сваркой, приведены на рис.4.1 и в табл.4.1.

Рис.4.1. Конструкции крестообразных соединений арматуры типов K1-Кт (вверху) и К2-Кт (внизу)

Таблица 4.1

* Здесь и далее размеры соединений арматуры классов Ас-II и Ас-III идентичны таковым классов A-II и A-III.

Примечания: 1. Величины d'_н/d_н, не совпадающие с приведенными, следует округлять до ближайшей величины, указанной в таблице.
2. В соединениях типа K1-Кт в сочетании с арматурой классов Ат-IVК и Ат-V диаметрами 10-32 мм стержни меньшего диаметра (d_H) должны быть из арматуры классов Bp-1, A-I, A-II и A-III.

4.1.2. Контактную точечную сварку следует применять при изготовлении арматурных сеток, плоских и объемных каркасов, а также некоторых типов закладных изделий, используя стандартные одноточечные стационарные и подвесные машины, в основном, при единичном и мелкосерийном производстве. При массовом производстве целесообразно использовать специализированные контактные многоточечные машины. Технические характеристики и область применения оборудования по п.4.1.2 приведены в приложении 6.

4.1.3. Электроды контактных точечных машин (стационарных и подвесных) общего назначения, применяемых для сварки арматуры и закладных изделий с анкерными стержнями, следует изготовлять в соответствии с чертежами на рис.4.2 и табл.4.2 и приложением 7. Могут быть использованы электрода с контактной поверхностью в пределах 25-40 им типа Д, выпускаемые в соответствии с ГОСТ 1411-77. Для удобства снятия таких электродов с машины целесообразно в последних сделать лыски под гаечный ключ (рис. 4.2).

Рис.4.2. Рекомендуемая форма электрода для контактной точечной сварки крестообразных соединений арматуры

Таблица 4.2

Примечание. При частом изменении сортамента свариваемых изделий на одной машине допускается устанавливать электроды с диаметром контактной поверхности Д, рекомендуемой для следующего порядка свариваемых стержней.

4.1.4. Допускается применение электродов прямоугольного сечения. При этой сторона прямоугольника, определяющая длину линии контакта между электродом и стержнем, должна быть не менее размера Д (табл.4.2). Сторона, перпендикулярная указанной, должна быть не менее 0,7Д. Допускается применение электродов цилиндрической формы, изготавливаемых методом холодного прессования.

4.1.5. Электроды контактных точечных машин должны быть установлены так, чтобы непараллельность их торцов была не более 3°, а несоосность верхнего и нижнего электродов не более 1 мм.

4.1.6. Для предупреждения чрезмерного износа и деформации рабочей части электродов следует обеспечить их гарантированное обильное охлаждение проточной водой. Схема такого охлаждения показана на рис.4.3. и в приложении 8.

4.3. Схема охлаждения электродов

4.1.7. Замену изношенных электродов или их замену в связи с изменением сортамента выпускаемой продукции следует производить при помощи специального съемника, чертежи которого приведены в приложении 9, или гаечного ключа - поворотом на четверть или пол-оборота в обе стороны. Категорически запрещается удалять электроды из свечи машины ударными воздействиями.

4.1.8. Основными параметрами режима контактной точечной сварки крестообразных соединений стержней, на которые необходимо настраивать машину, являются:

- сварочный ток I_св, определяемый мощностью трансформатора машины и включением его определенной (выбранной) ступени;

- выдержка под током t_св, на которую должно быть настроено электронное реле времени;

- усилие сжатия электродами Р_э, которое устанавливается путем регулирования пневматической системы электродов машины;

- диаметр контактной поверхности электродов Д, устанавливаемых согласно рекомендаций, приведенных в табл.4.2.

Примечания: 1. Электронное реле времени обеспечивает регулирование четырех параметров режима сварки с помощью потенциометров: "сжатие", "сварка", "пауза" и "проковка". Для соединений арматуры с их спецификой формирования зоны совместной кристаллизации основными параметрами являются " t_св ("сварка"). Другие параметры заметного влияния не оказывают, хотя следует иметь ввиду, что при малом времени "сжатия" (t_cж) может быть значительное искрение между электродами машины и стержнями, или между стержнями при их слабом прижатии друг к другу; недостаточное время "паузы" и "проковки" при быстром перемещении изделия может привести к образованию горячих трещин и т.д. Учитывая это, показания названных потенциометров не следует устанавливать на "0" и целесообразно переводить указатель потенциометра на несколько делений по часовой стрелке до прекращения искрения.
2. Указания по настройке реле времени и системы сжатия электродов машины приводятся в заводских инструкциях, прилагаемым к машинам.

4.1.9. После очередного профилактического ремонта оборудования (см. приложение 3) необходимо уточнять величины сварочного тока I_св и время протекания сварочного тока t_св, изменяя ступень трансформатора и положение потенциометра реле времени сварки.

4.1.10. При сварке стержней с различны* сочетанием диаметров назначение режимов (I_св, t_св, Р_э) следует производить по стержню меньшего диаметра, а размер контактной поверхности электрода - по стержню большего диаметра.

4.1.11. При сварке двух стержней, один из которых гладкий, а другой периодического профиля, назначение режимов сварки производят по стержню периодического профиля, стремясь сократить время сварки t_св, т.е. выполнять сварку на "жестком" режиме.

4.1.12. Настройку оборудования на оптимальный режим сварки следует начинать с установления усилия сжатия электродами контактной машины Р_э, которое получают путем регулирования пневматической или гидравлической системы сжатия.

Значения усилий сжатия приведены в табл.4.3.

Таблица 4.3

Примечание. Если система сжатия не обеспечивает рекомендуемые усилия, допускается ограничиться наибольшим усилием сжатия, развиваемым машиной.

4.1.13. Ориентировочные, минимально необходимые значения сварочного тока для изделий из арматуры классов A-II, А-II и проволоки Вр-I (Вр500) и Вр-600 выбирают по графикам на рис.4.4.

Рис.4.4. Минимально необходимые величины сварочного тока I_св - при заданном сочетании диаметров стержней (d'_н/d_н).

Для стержневой термомеханически упрочненной арматурной стали классов Ат-IIIС и Ат-IVС приведенные выше минимально необходимые значения сварочного тока должны быть повышены на 20-25%, для стержневой арматуры класса A-I минимально необходимые значения сварочного тока, принятые для классов A-II и A-III, могут быть снижены на 15-20%.

Технологически обоснованные значения сварочного тока для оборудования, на котором планируется работа, зависят от электрического сопротивления вторичного контура машины, величины и устойчивости первичного напряжения сети, качества наружной поверхности свариваемой арматуры. Исходя из этого, на корпусе каждой машины должны быть прикреплены таблицы с указанием ориентировочных параметров режима сварки для сочетаний стержней, выполняемых на данном оборудовании. Эти параметры должны корректироваться так, чтобы обеспечить величины относительных осадок h/d'_н, для крестообразных соединений с отношением диаметров d'_н/d_н в свариваемом изделии. При этом чрезвычайно важно и необходимо учитывать способ изготовления стали: горячекатаная, термомеханически упрочненная (термически упрочненная на металлургических заводах) или упрочненная вытяжкой, холодной прокаткой, т.е. наклепанной.

4.1.14. Выбрав минимально необходимый сварочный ток, устанавливают соответствующую этому току ступень трансформатора машины соблюдая условие, при котором выбранный ток I_св будет близок, но несколько* меньше, чем вторичный пиковый ток I₂, в начальный момент сварки, измеренный непосредственно с помощью приборов или пересчитанный с первичного тока I₁, замеряемого, как правило, измерительными клещами.

* При включении сварочного тока приборы мгновенно фиксируют его пиковое (максимальное) значение, затем в течение долей секунды его значение падает и начинает медленно снижаться в связи с изменением вторичного сопротивления, сопутствующего стабильному процессу сварки. Следовательно, надо фиксировать значение величины тока сразу после пикового показателя.

Для пересчета первичного тока на вторичный при сварке арматуры допускается пользоваться формулой:

где U₁ - первичное напряжение сети;

ε₂ - вторичное напряжение соответствующей ступени трансформатора.

4.1.15. Выдержку под током t_св (положение рукоятки потенциометра "сварка" реле времени машины) следует уточнить опытным путем, после установления минимального необходимого значения t_св по графикам на рис.4.5. При назначенных величинах Р_э и I_св (ступень трансформатора) сваривают 3-4 крестообразных соединения. Их конструкция приведена в разделе 7, затем измеряют величины относительной осадки h/d'_н, оптимальная величина которой должна соответствовать приведенной в табл.4.1.

Рис.4.5. Минимально необходимое время выдержки под током (t_св при заданном сочетании диаметров стержней (d'_н/d_н)

Если продолжительность выдержки под током, требуемая для сварки крестообразных соединений большого диаметра, при установлении максимальной ступени трансформатора не обеспечивается технической характеристикой потенциометра данной машины, допускается не прерывая процесса сварки (не опуская педаль включения машины) повторить цикл сварки, но не более 2-3 раз.

4.1.16. Величину осадки h (рис.4.6) следует определять по формулам

для двух стержней

для трех стержней

где  - сумма диаметров стержней, мм;

а - суммарная толщина стержней после сварки в месте пересечения, мм;

в - суммарная величина вмятин (в' + в''), мм.

4.1.17. Оптимальные величины относительных осадок h/d'_н в крестообразных соединениях двух стержней с нормируемой прочностью должны находиться в пределах, указанных в табл.4.1. Для соединений трех стержней величины h₁/d'_н следует принимать в 2 раза меньше относительно приведенных в табл.4.1, но не менее 0,1.

Максимальные величины относительных осадок в крестообразных соединениях двух стержней с ненормируемой монтажной прочностью приведены там же.

4.1.18. При сварке соединений с нормируемой прочностью параметры режима I_св и t_св, определенные в соответствии с требованиями пп.4.1.13, 4.1.14 и 4.1.15, следует проверить, для чего необходимо сварить и испытать на срез 3 контрольных образца. Конструкции и размеры образцов, а также схема их испытаний должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10922-90 (см. также раздел 7).

4.1.19. В том случае, если прочность хотя бы одного из контрольных образцов окажется ниже нагрузки, регламентированной ГОСТ 10922-90, режим сварки следует откорректировать, используя для этой цели следующую методику:

при выбранном в соответствии с указаниями п. 4.1.12 значении Р_э сварить по 3 образца на нескольких более высоких по сравнению с определенной по пп.4.1.13 и 4.1.14 ступенях регулирования трансформатора, сохраняя при этом неизменной среднюю величину h/d'_н по табл.4.1. Неизменность величины h/d'_н при сварке на различных ступенях регулирования трансформатора должна обеспечиваться соответствующим подбором t_св. Выдержку под током следует уменьшить при переходе на более высокую ступень регулирования трансформатора; испытать на срез сваренные образцы и определить оптимальные величины I_св и t_св; (ступень регулирования трансформатора машины и положение рукоятки потенциометра "сварка"). В качестве оптимальных следует принять параметры режима, обеспечивающие наиболее высокую прочность сварных соединений при испытании на срез.

4.2. Дуговая сварка крестообразных соединений арматуры

4.2.1. Конструкция крестообразного соединения арматуры, выполняемая ручной дуговой сваркой прихватками типа КЗ-Рр, приведена на рис.4.7 и в табл.4.4.

Примечание. Соединения типа КЗ-Рр допускаются только при отсутствии оборудования с учетом положений, изложенных в п.4.2.2.

Рис.4.6. Схема крестообразных соединений, выполняемых контактной точечной сварки
а - двух стержней; б - трех стержней

Рис.4.7. Конструкция крестообразного соединения арматуры типа К3-Рр

Таблица 4.4

Примечания: 1. Значение временного сопротивления срезу в соединениях КЗ-Рр не нормируется.

2. Эксплуатационные характеристики этих соединений при растяжении рабочих стержней приведены в приложении 2.

4.2.2. Сварные соединения типа К3-Рр в арматурных стеках, каркасных и иных изделиях являются нерасчетными и должны обеспечивать конструктивные размеры изделий и их транспортабельность вплоть до бетонирования.

4.2.3. Дуговую сварку таких соединений следует выполнять электродами, приведенными в разделе 3.3 и приложении 5, рекомендованными для сварки соответствующих классов и марок арматурной стали на минимальных токах, величина которых в зависимости от диаметра указана в паспортных данных на электроды.

4.2.4. Изделия с крестообразными соединениями, выполняемыми дуговой сваркой (прихватками), следует собирать в кондукторах, применяя электроды диаметром 4-5 мм, обеспечивая прижатие пересекающихся стержней таким, чтобы отсутствовали зазоры между ними (рис.4.7). Выполнение дуговых прихваток должно производиться "короткой дугой" (сопровождаться "сухим" характерным потрескиванием) с незначительным перемещением электрода вдоль места соприкосновения стержней арматуры и заканчиваться постепенным уменьшением длины дуги, без образования кратера - источника возникновения кристаллизационных трещин.

4.2.5. Крестообразные соединения стержней могут выполняться также механизированной сваркой самозащитной порошковой проволокой характеристики которой приведены в табл.3.1. Сварочные полуавтоматы следует выбирать исходя из рекомендаций табл.6 приложения 6.

4.2.6. Допускается механизированная сварка крестообразных соединений стержней проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа.

4.2.7. Техника сварки для всех приведенных технологических процессов примерно одинакова и в значительной мере зависит от квалификации и индивидуальных возможностей рабочего-сварщика.

Основным следует считать то, что в случае, если изделие (сетка, каркас) расположены в горизонтальной плоскости, верхними и, как правило, нерабочими стержнями, должны быть стержни меньшего диаметра. Электрод (сварочную проволоку) следует располагать под углом α ≈ 30-40° к горизонтальной плоскости, направляя его торец в угол, образованный пересекающимися стержнями, перемещая торец электрода на величину l = 0,5d'_н , но не менее 8 мм. Такие швы-прихватки накладываются с двух сторон стержня меньшего диаметра арматуры.

Если по техническим условиям производства арматурное изделие собирается, а затем сваривается в вертикальном положении, сварку следует выполнять со стороны рабочей арматуры, т.е. со стороны арматуры большего диаметра. В этом случае оба шва-прихватки выполняются в вертикальной плоскости справа и слева от рабочей арматуры. Швы накладываются снизу вверх, кратеры тщательно завариваются. В том случае, если выполнить сварку оказывается невозможным, швы наплавляются со стороны меньшего стержня, но при этом нижний шов приходится наплавлять в потолочном положении. Сварка таких соединений требует высокой квалификации работающих.

4.2.8. В виде исключения крестообразные соединения могут быть выполнены дуговой сваркой электродами или в среде CO₂ и при этом обеспечить расчетную прочность соединений при восприятии растягивающих и срезывающих усилий. Для обеспечения условия, при котором , необходимо, соблюдая приведенные в п.4.2.7 положения, выполнить по ГОСТ "замкнутые" валиковые швы, охватывающие стержень меньшего диаметра по всему "периметру" в местах пересечения продольной и поперечной арматуры. "Замкнутые" валиковые швы целесообразно выполнять, кантуя изделие так, чтобы сварка расчетных швов велась в достаточно удобном для исполнителя положении.

4.2.9. Не допускается сварка крестообразных соединений стержней с нормируемой прочностью при отрицательной температуре.

4.3. Контактная сварка стыковых соединения стержней

4.3.1. Контактную сварку стыковых соединений следует применять:

- для соединения арматурных стержней при их заготовке с целью последующей безотходной резки;

- для реализации отрезков арматуры;

- для приварки к рабочей арматуре отрезков большего диаметра в целях обеспечения возможности последующей сварки выпусков при монтаже железобетонных конструкций.

4.3.2. Стыковые соединения арматуры типов C1-Ко, С2-Кн, С3-Км и С4-Кп, представленные на рис.4.8, 4.9, в табл;4.5, 4.6, следует выполнять способом непрерывного оплавления или оплавлением с предварительным подогревом на машинах, типы которых следует выбирать по табл.4 приложения 6.

Рис.4.8. Конструкция стыкового соединения одинаковых по диаметру стержней (тип C1-Ко). При разных диаметрах стыкуемых стержней (тип С2-Кн)

Рис.4.9. Конструкция стыковых соединений с механической обработкой после сварки (тип С3-Км) - вверху и до сварки (тип С4-Кп) - внизу

Таблица. 4.5

Таблица 4.6

Примечания к табл.4.5 и 4.6:

1. Арматура класса A-IV, кроме стали марки 80С.

2. Арматура класса Ат-V только с использованием локальной термической обработки.

4.3.3. Заготовку стержней под стыковую сварку следует осуществлять рубкой на механических ножницах. Не допускается применять стержни с концами, отогнутыми при рубке. Допускается применение газовой резки. При этом стержни, подлежащие сварке непрерывным оплавлением, должны быть отрезаны под углом, регламентированным табл.4.5 и 4.6. При установке в машину торцы стержней не должны быть параллельны между собой. Торцы стержней следует очищать от окисной пленки и иных загрязнений, препятствующих образованию электрического контакта. Стержни в местах контакта с гнездами электродов должны быть зачищены до металлического блеска.

4.3.4. Электроды контактных стыковых машин следует изготавливать из специальных медных сплавов, марки и технические данные которых приведены в п.п.3.1.1-3.1.3. Допускается изготовление электродов из меди марок M-1...M-3, при этом весьма целесообразно на контактную поверхность электродов произвести дуговую наплавку электродами БР-3 (см. раздел 3).

4.3.5. Электроды для стыковой сварки должны иметь продольные канавки-гнезда призматического или трапецеидального сечения (рис.4.10).

Рис.4.10. Схема электродов (контактных губок), снабженных гнездами
а - призматической или трапецеидальной (показана пунктиром); б - полукруглой формы

Электроды должны быть установлены и надежно укреплены на медных плитах, закрепленных на станине машины и соединенных с вторичной обмоткой трансформатора, без смещений их осей и перекосов в горизонтальной плоскости.

4.3.6. Основными геометрическими параметрами режима стыковой сварки, на которые необходимо настроить машину, является (рис.4.11):

- установочная длина l_y - размер выступающего из электродов конца стержня;

- величина оплавления l_опл и осадки l_ос - соответственно размеры участков стержня, расходуемых на оплавление и осадку (в том числе осадки под током l'_ос);

- сварочный ток, определяемый мощностью трансформатора выбранной машины и включением его оптимальной ступени, обеспечивающей непрерывность процесса оплавления;

- скорость оплавления и осадки.

Примечания: 1. Имеются другие параметры режима сварки, влияние которых на качество соединений не столь велико. К таким параметрам относятся продолжительность оплавления, усилие осадки, скорость сближения и размыкания стержней при прерывистом оплавлении с нагревом, продолжительность короткого замыкания и пауза при каждом цикле нагрева, количество циклов подогрева и, наконец, степень нагрева (температура торцов стержней перед осадкой и в процессе осадки под током).

2. Перечисленные в примечании 1 параметры режима сварки в машинах автоматического действия обеспечиваются независимо от квалификации рабочего, в машинах неавтоматического действия обеспечение этих параметров не контролируется приборами, они обеспечиваются квалификацией рабочего и проверяются по результатам механических испытаний натурных контрольных образцов по ГОСТ 10922-90. Установление режимов контактной стыковой сварки арматуры в значительной мере определяется опытным путем.

Рис.4.11. Геометрические параметры режима контактной стыковой сварки арматуры
1 и 2 - стержни; 3 и 4 - электрода (губки);
l'_y и l''_y,установочные длины; l'_опл и l''_опл - величины оплавления; l'_α и l''_α - величины осадки

4.3.7. Оптимальные величины геометрических параметров режима контактной стыковой сварки стержней одинаковых или мало различающихся диаметров (d'_н/d_н = 0,85) приведены в табл.4.7.

Таблица 4.7

Минимальную величину l_ос при сварке на машине типа МСО-604 (МС-2008, МСМУ-150) допускается принимать в соответствии с размерами вкладыша на кулачке оплавления. В тех случаях, когда оптимальная величина l_ос превышает обеспечиваемую машиной, положение вкладыша следует регулировать установкой стальных прокладок под вкладыш.

4.3.8. Минимально необходимую ступень регулирования сварочного трансформатора и скорость оплавления следует определять из условий обеспечения устойчивого процесса оплавления без предварительного подогрева. Если стыковая машина на номинальной ступени и минимальной скорости не обеспечивает устойчивого процесса оплавления, то допускается выполнять сварку методом оплавления с предварительным подогревом. Арматуру классов Ат-IIIС, Ат-IVС, А-IV, А-V, А-VI, Ат-V и Ат-VСК следует сваривать только способом непрерывного оплавления.

Примечания: 1. Арматуру класса А-IV марки 80С допускается сваривать только по специальной технологии с использованием несущих опрессованных гильз из пластичной стали.

2. Арматуру класса Ат-V допускается сваривать только с использованием локальной термической обработки.

4.3.9. Определение оптимальной ступени и скорости оплавления при работе на машине типа МСО-604 (МС-2008, МСМУ-50) в режиме непрерывного оплавления следует проводить по следующей методике:

- регулировочным винтом вариатора установить предварительную скорость оплавления в соответствии с данными табл.4.8;

- подобрать наименьшую ступень регулирования трансформатора, обеспечивающую устойчивое оплавление со скоростью, выбранной по табл.4.8. Если даже на номинальной (15-й) ступени не обеспечивается устойчивое оплавление со скоростью, выбранной по табл. 4.8, скорость оплавления следует уменьшить.

Таблица 4.8

4.3.10. Ступень регулирования трансформатора стыковых машин при работе в режиме оплавления с предварительным подогревом следует подбирать минимальной из числа ступеней, обеспечивающих устойчивое оплавление, со скоростями по табл.4.8, после подогрева торцов стержней до красного или светло-красного каления.

4.3.11. При сварке арматуры на машинах, типы которых приведены в табл.4 приложения 6, следует применять максимальное усилие зажатия стержней, обеспечиваемое машиной данного типа.

4.3.12. Усилие осадки при контактной стыковой сварке арматуры следует определять путем умножения удельного давления (табл.4.9) на площадь поперечного сечения стержня, мм . Если привод осадки в имеющейся машине не обеспечивает получения рекомендуемого усилия осадки, то допускается ограничиться наибольшим усилием, развиваемым машиной.

Таблица 4.9

4.3.13. При сварке непрерывным оплавлением на машинах ручного действия стержней, закрепленные в электродах, при включенном токе следует сблизить до соприкосновения их торцов с небольшим усилием.

Затем, отведя на 1-3 мм торец одного стержня от торца другого, следует начать процесс оплавления.

Для поддержания непрерывного процесса оплавления необходимо сближать торцы стержней по мере их оплавления, добиваясь непрерывного потока искр. После оплавления стержней на заданную величину (табл.4.7) необходимо произвести их быструю осадку, начиная ее под током и завершая при выключенном токе.

4.3.14. При сварке способом оплавления с предварительным подогревом перед началом оплавления торцы стержней следует разогреть путем последовательных замыканий и размыканий при включенном токе. После подогрева торцов стержней до красного или светло-красного каления следует перейти к процессу непрерывного оплавления, который надлежит закончить быстрой осадкой, начиная ее под током и завершая при выключенном токе.

4.3.15. При правильно выбранных и выдержанных при сварке параметрах режима в момент окончания процесса сварки участки стержней, прилегающие к стыку, должны быть нагреты до красного каления на расстоянии от центра стыка, равном: для арматуры классов

4.3.16. Сварку арматуры разных классов между собой следует выполнять при параметрах режима, определенных в соответствии с требованиями настоящих РТМ для арматуры более высокого класса.

4.3.17. Сварку стержней разных диаметров (с соотношением d'_н/d_н от 0,35 до 0,85) следует выполнять на машинах типов МСО-604, МСО-201 (МС-2008, МСМУ-150 и MC-1602), оборудованных специальным приспособлением*, позволяющим осуществлять независимый подогрев толстого стержня. Подогрев толстого стержня осуществляется в режиме сопротивления путем замыкания на медную кулису-перемычку (приложение 10).

* Приспособление разработано ЭКБ ЦНИИСК им.Кучеренко. 109428, Москва, 2-я Институтская, 6 ("Устройство к машине контактной стыковой сварки" 2164/1Д и 2164/2Д соответственно к машинам ручного и автоматического действия.

При сварке стержней разного диаметра геометрические параметры режима принимаются по табл.4.7 для тонкого стержня, за исключением величины l_y толстого стержня, которую следует устанавливать максимально возможной для имеющегося оборудования.

4.3.18. Для сварки стержней разных диаметров необходимо разогреть конец толстого стержня до светло-красного каления, предварительно закрыв конец тонкого стержня перемычкой. Затем при включенном токе отвести на 2-3 мм подвижную плиту с толстым стержнем, убрать перемычку и произвести сварку в соответствии с указаниями п.4.3.13 и п.4.3.14.

4.3.19. Соединения стержней, рассчитанные на эксплуатацию при вибрационной нагрузке (тип С3-Км, рис.4.9), после сварки должны быть подвергнуты механической обработке путем обрубки грата и последующей обточки наждачным кругом средней зернистости (№ 36-46). Обточку наждачным кругом надлежит вести в продольном относительно оси стержней направлении на минимальную глубину до получения блестящей поверхности. При обточке должны быть соблюдены размеры, приведенные в табл.4.6, и плавные переходы от поверхности стержней к месту утолщения стыка.

Обработанная наждачным кругом поверхность не должна иметь поперечных и глубоких продольных рисок и черноты в месте перехода от утолщения стыка к внутреннему диаметру стержня. Недопустимо появление на обрабатываемых поверхностях цветов побежалости.

Соединения стержней, также рассчитанные на эксплуатацию при вибрационной нагрузке, типа С4-Кп (рис.4.9 и табл.4.6),отличаются от приведенных выше тем, что концы стержней, если это возможно, предварительно перед сваркой протачиваются на токарном станке, затем свариваются методом оплавления или оплавления с подогревом без последующей механической обработки сварного соединения.

4.3.20. Контактная стыковая сварка "несвариваемой" стержневой арматуры класса A-IV марки 80С, Ат-V и Ат-VI, а также канатов К-7 и K-19 возможна с применением специальных технологических приемов с помощью гильз-накладок, надетых до сварки на концы арматуры или канатов и затем опрессованных.

4.3.21. Электроды контактной стыковой машины для сварки с применением дополнительных гильз-накладок должны иметь призматические гнезда, размеры которых подбирают по наружному диаметру гильзы (рис.4.12).

Рис.4.12. Схема электрода для контактной стыковой сварки арматуры или канатов с напрессованными гильзами
1 - электрод; 2 - арматура; 3 - трубчатая гильза; Д - наружный диаметр гильзы после опрессовки;
a - диаметр стержня или каната; δ - толщина стенки гильзы

4.3.22. Гильзы-накладки, надетые на концы канатов или высокопрочных стержней из. арматуры, оговоренной в п.4.2.20, следует опрессовывать с помощью специальных штампов. Для опрессовки требуются прессы, развивающие усилия, рекомендованные в табл.4.10.

Таблица 4.10

4.3.23. Длина гильз-накладок ориентировочно должна быть равной длине электродов контактных стыковых машин.

4.3.24. Для гильз-накладок пригодны марки стали, применяемые для плоских элементов закладных изделий (раздел 2.4), но соответственно прокатанные в стержни или соответствующие заготовки труб.

5. СВАРКА ЗАКЛАДНЫХ ИЗДЕЛИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Общие положения

ГОСТ 14098-91 регламентирует 13 конструктивных решений сварных соединений арматурных стержней с плоскими поверхностями металлопроката (листового, сортового или фасонного), выполняемых с использованием электродуговых и контактных способов механизированной и ручной сварки при изготовлении закладных изделий.

Закладные изделия, как правило, состоят из элементов металлопроката и анкерных арматурных стержней, приваренных перпендикулярно к их плоской поверхности или внахлестку. Такие закладные изделия условно относят к сварным в отличие от штампо-сварных, в которых на плоской поверхности металлопроката имеются сферические выступы, с помощью которых формируют тавровые или нахлесточные сварные соединения закладных изделий.

Штампованные закладные изделия, изготовляемые без применения сварки, а также закладные изделия, изготовляемые сваркой только элементов металлопроката (без арматурных стержней), в данном разделе не рассматриваются.

Сварные закладные изделия

5.1. Сварка под флюсом тавровых соединений

5.1.1. Конструкция и размеры тавровых соединений арматурных стержней с плоской поверхностью металлопроката, выполняемых под флюсом, типа T1-Mф и Т2-Рф, должны соответствовать приведенным на рис.5.1 и в табл.5.1.

Рис.5.1. Конструкция таврового соединения, выполняемого сваркой под флюсом без дополнительного присадочного материала (типа T1-Mф и Т2-Рф)

Таблица 5.1

Примечание. Соединения типа Т2-Рф из арматуры класса Ат-IIIС допускается выполнять до диаметра 14 мм.

5.1.2. Дуговую механизированную сварку под флюсом без дополнительного присадочного материала (т.е. за счет расплавления арматурных стержней) следует выполнять на установках собственного изготовления или на автоматизированных установках (например, типа АДФ-2001 Тбилисского завода "Электросварка") с источниками питания, выбираемыми по табл.3.4 и табл.5 приложения 6.

5.1.3. Основными параметрами режима дуговой сварки под флюсом являются: сварочный ток, величина начального дугового промежутка, т.е. первоначальный зазор, который следует обеспечить при возбуждении дуги, продолжительность горения дуги, ориентировочная величина осадки стержня в ванну расплавленного металла и продолжительность выдержки стержня в ванне остывающего (кристаллизующегося) металла. Значения этих параметров сварки для арматуры диаметром до 16 мм приведены на рис.5.2, 5.3 и в табл.5.2.

Рис.5.2. Ориентировочные значения тока при сварке под флюсом соединений типа Т2-Рф.

Рис.5.3. Ориентировочная продолжительность горения дуги при сварке под флюсом соединений типа Т2-Рф.

Таблица 5.2

5.1.4. При дуговой сварке под флюсом товарных соединений в закладных изделиях с анкерами диаметром больше 16 мм следует использовать автомат типа АДФ-2001, имеющий автоматическую сварочную часть (режимы работы этого автомата изложены в инструкции по его эксплуатации), или использовать другие технологические процессы сварки, приведенные ниже.

5.1.5. Механизированную сварку под флюсом выполняют, как правило, на установках, изготовленных силами заводов, производящих закладные изделия. В наибольшей степени механизированы вспомогательные операции в устройствах, эксплуатируемых на Хорошевском заводе ДСК-1 в г.Москве*. На рис.5.4 приведена его промышленная схема.

* Рабочие чертежи такого устройства можно приобрести в КТВ НИИЖБ по адресу: 109428, Москва, 2-я Институтская ул., д.6.

Рис.5.4. Конструктивная схема устройства для механизированной сварки тавровых соединений закладных изделий, эксплуатируемого на Хорошевском заводе ДСК-1 г. Москва

5.1.6. Порядок работы на таком или аналогичном устройстве осуществляются следующим образом:

Перед началом сварки стержни и пластины должны быть очищены от ржавчины, отпадающей окалины, масла, грязи и т.д. Плоские элементы проката укладываются (подаются) на стол устройства, к которому плоские детали, например, пластины, прижимаются вручную или механически. Арматурные стержни (анкеры) зажимают в держателе эксцентриковыми или пневматическими прижимами. К плоским деталям через опорный стол и к держателю подается напряжение от источника питания (рис.5.5). Через систему рычагов арматуру прижимают торцом к пластине, затем это место засыпают слоем флюса, его насыпная высота ограничивается цилиндрической или прямоугольной флюсоудерживающей деталью устройства. Нажатием кнопки (К) замыкают цепь реле (Р₁), которое замыкает цепь контактора (КС), включающего в сеть первичную обмотку сварочного трансформатора (ТС). В этот момент сварщик системой рычагов отрывает торец стержня от поверхности пластины на высоту начального дугового промежутка (табл.5.2), зажигается электрическая дуга, которую поддерживают в течение всего времени сварки. При необходимости стержень медленно опускают вниз и по истечении времени горения дуги его резко опускают в ванну расплавленного металла, отпускают кнопку (К), прекращая сварку.

Рис.5.5. Принципиальная электрическая схема установки для дуговой сварки стержней арматуры с пластиной втавр под флюсом
ТП - трансформатор понизительный 380/36 В; К - кнопка; ТС - трансформатор сварочный; ЭС - электросекундомер; ТТ - трансформатор тока: У - вольтметр на 75-100 В: А - амперметр на /600 А (с трансформатором тока); КС - контактор сварочный; Р - реле промежуточное; Р - регулятор сварочного тока

5.1.7. За стабильностью процесса сварки следят по стрелке вольтметра, которая должна показывать напряжение на дуге порядка 20-30 В. При уменьшении напряжения перестают опускать стержень вниз или опускают его медленнее. При увеличении напряжения стержень опускают быстрее. Продолжительность сварки (рис.5.3) можно контролировать электросекундомеро