Общая характеристика основных видов сварки.

При укрупнении и монтаже применяют сварку дуговую, электрошлаковую, порошковой проволокой, в среде защитного газа и газовую (термичес­кий класс).

Сварка листовых металлических соеди­нений должна выполняться в соответст­вии с проектом производства сварочных работ с учетом требований ОСТ 36— 60-81 «Сварка при монтаже стальных конструкций», ведомственных инструк­ций и указаний по конкретным видам сварки и условиям производства ра­бот.

К сварке стыков следует приступать только после приемки под сварку мон­тажных соединений собранной конструк­ции или отдельных его элементов. Для этого поступившие на монтаж конст­рукции должны быть подвергнуты тща­тельному внешнему осмотру для опре­деления правильности подготовки кро­мок соединяемых элементов под мон­тажную сварку и соответствия черте­жам КМД размеров и качества свар­ных швов, выполненных на заводе-изготовителе или в мастерских монтажного управления. Кроме того, конст­рукции должны быть проверены на отсутствие поверхностных дефектов (расслоений, вырывов от кислородной резки, вмятин и т. п.). Особенно тща­тельно следует осмотреть места на­ложения монтажных сварных швов и прилегающие к ним поверхности ме­талла.

Подготовка кромок, выполняемая в монтажных условиях, должна соответст­вовать виду и технологии сварки, тол­щине свариваемых элементов и прост­ранственному положению шва при свар­ке, указанным в проекте производства сварочных работ или технологической документации на монтажную сварку данной конструкции. Для этого кромки

деталей обрезают под прямым или косым углами, а сам скос делают одно-, двусторонним или чашеобразным. В монтажных условиях при не­обходимости скос кромок свариваемых элементов следует выполнять механизи­рованной зачисткой абразивным инстру­ментом или ручной кислородной резкой

Свариваемые элементы в местах на­ложения швов и прилегающие к ним ромки шириной не менее 20 мм и 50 мм при электрошлаковой сварке и сварке с принудительным формиро­ванием шва, а также места примыка­ния выводных планок должны быть за­чищены до металлического блеска с уда­лением окалины, ржавчины, жиров, крас­ки, грязи, влаги и пр. Продукты очистки следует удалить из зазора между кром­ками соединений.

Зачистка кромок соединяемых элемен­тов от грунтовки не требуется при предварительном (на заводе-изготови­теле) покрытии специальными защитны­ми грунтами, позволяющими выполнять сварку без их удаления.

Ручную дуговую сварку рекомендует­ся применять для стыковых, тавровых, угловых и нахлесточных соединений во всех пространственных положениях, для выполнения которых невозможно или нецелесообразно использовать ме­ханизированные и автоматизированные способы сварки. При такой сварке не­обходимо соблюдать рациональную последовательность наложения валиков (слоев) по сечению и длине- сварных швов. В зависимости от положения шва в пространстве, жесткости конструкции, длины и толщины свариваемых эле­ментов, температуры воздуха, а также марки стали следует применять различ­ные способы выполнения швов (обратноступенчатую сварку, сварку двойным слоем, каскадом, секциями), обеспечи­вающие уменьшение скорости охлажде­ния металла.

Механизированную сварку самозащит­ной порошковой проволокой рекомен­дуется применятьдля соединения лис­товых металлоконструкции, например, днища кожуха доменной печи и воз­духонагревателей, продольных швов объектов газоочистки при изготовлении их из рулонных заготовок, кровли литейного двора, воздуховодов, эстакад, галерей шихтоподачи и других конст­рукций в нижнем и вертикальном поло­жении шва. При сварке в нижнем по­ложении следует использовать порошко­вую проволоку марки ПП-АНЗ и СП-2, при сварке в вертикальном положе­нии — проволоку марки ППВ-5, а также другими марками проволоки, обеспе­чивающими получение сварных соеди­нений с требуемыми механическими свойствами. Механизированную сварку самозащитной проволокой выполняют с применением секционного и обратно-ступенчатого способов наложения швов с длиной ступени 500—600 мм.

Автоматизированную сварку порошко­вой проволокой с принудительным фор­мированием шва применяют как основ­ной способ для сварки предельных швов металлических конструкций из низколегированных и углеродистых ста­лей с толщиной стенок 10—40 мм, выполняемых в положении ±60° от вертикали (например воздухонагревате­ли доменных печей, пылеуловители, скрубберы, электрофильтры и другие сооружения).

Автоматизированную электрошлаковую сварку ведут при соединении металли­ческих листов и их укреплении, а так­же при монтаже объемных блоков (царг, скорлуп, горнов и других элемен­тов доменных печей и т. п.).

На монтаже рекомендуется производить электрошлаковую сварку с использова­нием порошкового присадочного метал­ла (ППМ). В случае соединения эле­ментов толщиной до 50 мм допускает­ся применять электрошлаковую сварку без использования ППМ

Сварка арматуры монтажных стыков и закладных деталей железобетонных конструкций должна выполняться в со­ответствии с проектом производства сварочных работ с учетом требований СН 393-78 «Инструкция по сварке соеди­нений арматуры и закладных деталей железобетонных конструкций» и ГОСТ 9466—75, ГОСТ 9467—75.

Сварку соединений арматуры монтаж­ных стыков железобетонных конструк­ций чаще всего выполняют протяжен­ными швами нахлесточных соединений и стыков с круглыми сплошными на­кладками, а также ванным и ванно-шовным способами полуавтоматически или вручную.

Во всех случаях сварке соединений пред­шествует подготовка монтажных стыков. Для этого наружные поверхности заклад­ных деталей должны быть очищены от бетона. При этом не допускаются дефек­ты арматуры, стальных элементов,соединяемых сваркой встык торцами или кромками (без накладок), трещины, рас­слоения, грубые рваные зазубренные кромки или торцы; срезы торцов или кромок с отклонениями от прямого угла более 10°; сплющенные места при меха­нической рубке на глубину более 0,1 тол­щины элемента или диаметра стержня. сварного стыка желе­зобетонных колонн;а, б — сварка подкладок — со­ответственно последователь­ность выпол­нения прихват­ки и сварки;

в — подготовке стыка — соответ­ственно после­довательность наложения шва и готовый шов;г — сварка на­кладных дета­лей; д — к — сварка стыков вертикальных стержней вр-мат/ры ванным способом (д — е — варианты стыка колонн;ж — подготовка стержней к сварке при со­единении стержней диа­метром 20— 32 мм; з, и — то же 32— 40 мм; к — расположение медной формы в стыке); Т — подкладки; 2 — места прихва­ток; 3 — эле­менты медной формы; 4 — флюс. Цифры в кружках — последователь­ность сварки, со штрихом — для второго сварщика.

Нахлесточное соединение с односто­ронним швом применяют для армату­ры классов A-I—A-III диаметром до 20 мм, с двусторонними швами — для арматуры класса А-1 и класса А-11, выполненной из стали марки 10ГТ.. Например, технология выполнения нахлесточных соединений стыков колонн путем установки подкла­док и накладок предусматривает: под­готовку под сварку — обрезку кромок до заданных размеров; электропри­хватку и электросварку в последователь­ности, приведенной на рис. 5.4,а—г.

Ванная сварка монтажных стыков арма­туры выполняется путем расплавления металла электрода непрерывным горе­нием дуги и удержания его в жид­ком состоянии под слоем шлака чаще всего разъемными медными формами, которые закрепляются у свариваемого стыка струбцинами или специальными хомутами. Сварка может вестись в го­ризонтальном и вертикальном положе­ниях. Поее окончании формы легко снимаются и переносятся на новый стык. Вместо медных допускается ис­пользовать графитовые формы, кото­рые, однако, быстрее выходят из строя. Сварка в керамических формахза­прещена. Наиболее эффективной яв­ляется полуавтоматическая ванная свар­ка под флюсом в медных формах. Она обеспечивает высокую производи­тельность и хорошее качество сварки

Технологи­ческие опе­рации по выполнению ванной свар­ки при со­единении вертикаль­ных стерж­ней: я — в — полу­автоматической сваркой — со­ответственно торца нижнего и верхнего стержня, окон­чание процесса; г — е — ручной сваркой соот­ветственно на­чало, середина и окончание процесса; ж — м — полуавто­матической и ручной сваркой при выполне­нии многослой­ных швов на стальной остаю­щейся скобе;1 — стыкуемые стержни; 2 — медная форма;3 — сварочная проволока; 4 — флюс; 5 — рас­плавленный ме­талл; 6 — точ­ка возбужде­ния дуги; 7 — элементы ин­вентарной фор­мы; 8 — элек­трод; 9 — стальная скоба;10 — места прихваток стальнойскобы;

стрелками ука­заны направления сварки.

Устройство сварного стыка желе­зобетонных ригелей с колоннами: а — а — сварка подкладокния, подготов­ка кромок, вы­полненный шов; Г —— Ж —— 1ВННОшовная свар­ка — соответ­ственно узел начало, сере­дина и оконча­ние процесса; з — схема дви­жения электро­да при нагреве концов стерж­ней на дпине скобы до тем­но-красного ка­ления; и — то же при из­бытке тепла;1 — места при­хватки; 2 — стыкуемые элементы; 3 — подкладка; 4 — наплавленный металл; 5 — сварочная про­волока; & — скоба-подклад­ка; 7 — гори­зонтальные швы; 8 — флюс; к— место оконча­ния наплавки фланговых швов; 1 —9 — в кружках —ность сварки; —» движение электрода при сварке; — — --быстрыйпере­нос электрода.

Технологический процесс ван­ной сварки на всех его стадиях не­обходимо осуществлять при минималь­но короткой дуге. Время перерыва на смену электродов при ручной сварке отдельными электродами или гребенкой должно быть минимальным. Незакончен­ный в результате, например, перерыва в подаче электроэнергии при ванной свар­ке стык считается дефектным.

При наличии в одном узле трех и более стыков арматурных стержней необходи­мо предусматривать меры, снижающие вредное влияние сварочных напряжений. К ним относятся; одновременная сварка нескольких стыков многорядной арма­туры или нескольких стыков отдельных рядов стержней, расположенных в одной плоскости; соблюдение проектного по­рядка сварки отдельных стыковых соеди­нений стержней в узле; подогрев свар­ных соединений при сварке в осенне-зимнее время.

Сварку ванным способом разрешается выполнять при отрицательной темпе­ратуре по обычной технологии, но при повышенном токе, который следует увеличивать пропорционально пони­жению температуры от нуля градусов так, чтобы при минус 30° он был по­вышен на 10 %.

Антикоррозионная защита. Она заклю­чается в предохранении конструкций от действия коррозии путем нанесе­ния лакокрасочных, металлических, не­металлических и других покрытий. Анти­коррозионное покрытие должно быть ровным, гладким и достаточно проч­ным. Рекомендуется все стальные за­кладные детали и сварные соедине­ния защищать антикоррозионными сос­тавами сразу же после очистки их от ржавчины и шлаковых образований.

Защиту строительных металлических конструкций, их соединений и узлов следует осуществлять в соответствии с требованиями СНиП 3.04.03-85 «Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии». На заводах металло­конструкций изделия, как правило, толь­ко грунтуют для защиты на период транспортирования, хранения и монта­жа. Окраску выполняют на строитель­ной площадке.

Лакокрасочные покрытия — наиболее распространенный вид антикоррозион­ной защиты металла. В качестве лако­красочных материалов применяют мас­ляные краски, эмали, грунты, шпак­левки. При покрытии ими поверхностей конструкций и изделий образующаяся плотная защитная пленка изолирует ме­талл от воздействия окружающей сре­ды.

Металлические покрытия применяют для защиты поверхности металлических конструкций слоем металла, устойчи­вого против коррозии. Металлизация заключается в нанесении сжатым воз­духом тончайшего слоя распыленного металла (цинка, алюминия и др.). К неметаллическим покрытиям отно­сятся эмалированные, пластмассовые, покрытия смазочными материалами. Химическое покрытие создает на по­верхности металла плотную окисную пленку, которая предохраняет его от коррозии. Пленка образуется в ре­зультате воздействия на изделие раз­личных растворов кислот и солей.

Электрохимическую защиту применяют для металлических конструкций, нахо­дящихся в токопроводящей среде. Этот' способ основан на создании гальвани­ческих пар, в которых разрушению подвергается защитный металл. Легирование — защита металла путем введения в состав сплава легирующих элементов, повышающих его коррози­онную стойкость.

Герметизация стыков. Для защиты сты­ков, особенно наружных стеновых пане­лей жилых, общественных и промыш­ленных зданий, от проникновения влаги и ветра применяют надежную гермети­зацию, которая может быть создана только эластичными и пластичными ма­териалами, обладающими свойствами хорошего сцепления с бетоном. Для этих целей применяют различного рода мастики, пористые прокладки, гермети­зирующие ленты.

Герметизацию стыков наружных стен зданий производят после выполнения сварочных и антикоррозионных работ. Установку герметизирующих прокла­док ведут в процессе монтажа конст­рукций или после его завершения. В пер­вом случае герметизацию выполняют с перекрытия монтируемого этажа,вовтором — с навесных или передвижных люлек.

При герметизации одновременно с мон­тажом конструкций торцы ранее смонти­рованных панелей очищают от загряз­нений и грунтуют их клеящей масти­кой. На загрунтованные полости торцов наклеивают герметизирующие проклад­ки и покрывают их клеящей мастикой. Прокладки из пороизола покрывают мас­тикой изол, а из гернита—мастикой КН (кумарононейритовой). Затемна­клеенные на торцы ранее установленных панелей герметизирующие прокладки обжимают в стыке на 30—50 % перво­начального их сечения устанавливаемой последующей панелью.

При герметизации стыков после окон­чания монтажа конструкций здания под­готовленное устье стакана тщательно покрывают клеящей мастикой, подби­рают необходимые по сечению про­кладки и плотно закатывают специаль­ным роликом (см. рис. 3.5, а) с фа­садной стороны в загрунтованное устье стыка. Затем введенные в стык герме­тизирующие прокладки вновь покры­вают мастикой, соответствующей мате­риалу герметика.

Особое внимание уделяют гермети­зации пересечений горизонтальных и вертикальных швов. Эти пересечения тщательно покрывают клеящей масти­кой. Места сращивания прокладок раз­мещают не ближе 0,5 м от пересе­чения швов между панелями. При установке прокладок не допускают их вытягивания, разрывов, а их концы обрезают «на ус» и склеивают масти­кой в местах соединения и пересе­чения.

При нанесении мастики следят, чтобы в зазор стыка она выдавливалась рав­номерно, без разрывов и наплывов, заполняла зазор стыка на глубину 20— 30 мм и плотно прилипала к поверхности панелей. Укладку мастик в стыки при небольших объемах работ производят вручную с помощью шпателя или руч­ного шприца. Механизированное нане­сение тиоколовых мастик производят с помощью пневматического шприца с комплектом сменных наконечников диа­метром 10, 20 и 30 мм (см. рис. 3.5). При укладке в стык мастику плотно прижимают к кромкам стыков пане­лей и заглаживают.

При герметизации стыка пакеты в ви­де брикетов с мастикой в полиэтиле­новой пленке подают в приемный бун­кер, в котором они захватываются вра­щающимся винтом, проходят через формующую насадку и нагнетаются в полость стыка. Наносят мастику не­прерывно равномерным валиком тол­щиной 10—15 мм, который затем де­ревянной или металлической специаль­ной расшивкой плотно прижимают к кромкам панелей. Толщина наносимого слоя мастики должна быть 10—15 мм по оси стыка и 20—25 мм в местах контакта с бетонной поверхностью кро­мок панелей.

Замоноличивание стыков и швов выпол­няют преимущественно при монтаже железобетонных конструкций для за­крепления их в проектном положении, сохранения прочности и устойчивости на длительное время, предохранения металла от коррозии и защиты ограж­дающих конструкций от продувания и проникновения влаги, обеспечения тре­буемой звукоизоляции, удовлетворения необходимым теплотехническим ка­чеством и т. п.

К замоноличиванию стыков приступают после закрепления конструкций (метал­лических выпусков и закладных дета­лей) сваркой.

Виды стыков и способы их замоноличивания. Стыки и швы железобетонных конструкций, подлежащие замоноличи­ванию, могут быть:

по способу выполнения — монолитные безарматурные и монолитные на вы­пусках арматуры или закладных деталях, устраиваемые с герметизацией, тепло- и звукоизоляцией или без них;

по восприятию расчетных усилий — воспринимающие расчетные усилия и невоспринимающие их. Эти условия работы стыка являются определяющими при установлении способов и времени выдерживания бетона в стыках;по виду сопряжения — вертикальные, горизонтальные и точечные (открытые или закрытые, жесткие или шарнир­ные).

Заделку стыков раствором и бетонной смесью следует производить после вы­верки правильности установки конструк­ций, приемки сварных или болтовых соединений и окончания антикоррозион­ных работ. Перед заделкой поверхности стыков и швов очищают от мусора и снега сжатым воздухом, подаваемым от компрессора. Способы замоноличи-вания зависят от конструктивных осо­бенностей соединяемых элементов и температуры окружающего воздуха. Традиционный способ замоноличивания стыков и швов предусматривает уклад­ку бетонной или растворной смеси не­посредственно в стык или опалубку сты­ка растворонасосами, бадьями, подавае­мыми кранами, или вручную с после­дующим вибрированием. Для повыше­ния плотности и прочности стыков мо­гут применять способ подпрессовки раствора под давлением, заключающий­ся в том, что после заполнения канала стыка его верх закрывают без прекра­щения нагнетания раствора, в результа­те чего давление внутри стыка повы­шается в 1,5—2 раза. При этом из раствора через опалубку отжимается часть воды, что позволяет одновремен­но повышать его плотность.

Гравитационный способ замоноличива­ния стыков в отличии от традицион­ного характеризуется применением бетонной смеси с добавкой кремнеге-ля (0,02—0,03 % массы цемента). Крем-негель представляет собой белый тон­кодисперсный порошок — отход про­изводства суперфосфатных удобрений. Добавка кремнегеля существенно изме­няет свойства бетонной смеси: в два раза замедляет начало схватывания бе­тона, в 9—10 раз повышает устойчи­вость к расслоению смеси, снижает тепловыделение бетона, повышаетегопрочность на 20—30 %, водонепрони­цаемость на 35—40 % и морозостой­кость. Введение кремнегеля в литую бетонную смесь с осадкой конуса до 20 см не дает снижения прочности по сравнению с прочностью бетона с осад­кой конуса 4—6 см, и следовательно, не требует дополнительного расхода це­мента. В стыки панелей такую бетон­ную смесь заливаютбез уплотнения вибраторами. Этот способ упрощает и ускоряет процесс замоноличивания сты­ков, обеспечивает получение бетона вы­сокого качества. При этом в жаркое и сухое время года поверхность стыков и прилегающие участки панелей ув­лажняют в течение трех суток.

Безопалубочный способ замоноличи­вания стыков предусматривает примене­ние вместо опалубки полос из рулон­ных материалов (стеклоткань, брезент и др.). Эти полосы наклеивают на масти­ках, которые приготовляют на основе синтетических смол (эпоксидной, поли­эфирной или на клеях типа БФ, КН, ПХВ). Замоноличивание стыков ведут после отверждения мастик, нагнетая раствор в полость стыка под дав­лением. Если Замоноличивание осу­ществляют заливкой канала стыка свер­ху, то для наклейки применяют масти­ку на основе поливинилацетатной, ре-зино-битумной или других эмульсий. По­сле бетонирования стыка полоски из ру­лонного материала снимают для повтор­ного приклеивания или оставляют на­клеенными, что повышает прочность и водонепроницаемость стыка. Подвиж­ность раствора при этом должна состав­лять 8—9 см.

Замоноличивание стыков железобетонных кон­струкций:а — между колоннами (I — з«-смесью; II — /деление иэлиш-коа бетонной смеси); б — колонн • — подкрановых белок с колон­нами; г, д — аертикельных сты­ков панелей с оконными проеме-ми и сплошных; Т — пол/форма Г-обраэной констр/кции; 2 — кар­ман для бетона; 3 — замок; 4 — колонна; 5 — пластинчатый нож;8 — бетонная смесь; 9 — ящик;10 — ригель; 11 — нижние щиты;12—стягивающие щиты; 13— боковые щиты; 14—подвески; 15—связевая плита; 16—рядо­вые плиты перекрытия; (7 — подкрановая балка; 1в — откид­ная скоба; 19 — винт; 20 — пе­редний щит; 21 — вилочная ско­ба; 22 — подмости; 23 — лестни­ца; 24 — стеновая плита; 25 — верхняя скоба; 26 — щит опал/б-ки; 27 — клин; 28 — хом/т с за­хватами; 29 — лоток для бетона;30 — упор.

Смеси для заделки стыков приготовляют на быстротвердею-щих портландцементах или на портланд-цементах марки 400 и выше. Марка бетона или раствора должна быть ука­зана в проекте.

Процесс заделки стыков между панеля­ми и стеновыми блоками в общем виде предусматривает законопачивание, уст­ройство гидроизоляции, утепление, за-моноличивание, герметизацию и отделку поверхности. Вертикальные стыки, как правило, заделывают по ходу монтажа или с некоторым отставанием от него. Перед замоноличиванием открытых сты­ков наружных стен на них устанавли­вают опалубку или нащельник (рис. 5.8, г—д). Поверхность опалубки утапли­вают внутрь стыка на 3—5 мм для последующей затирки. Растворную и бе­тонную смеси подают растворонасосами или при малых объемах работ — через воронку Опалубку для внутренних стеновых сты­ков изготовляют из профильной стали, например, швеллера, выполненного с упором в виде стального конуса. В стыках меж­ду навесными панелями в промыш­ленных зданиях в случаях, когда к ним не предъявляются жесткие требования по герметичности или теплоизоляции, уста­навливают упругую прокладку или за­делывают его раствором

Способы замоноличивания стыков в зим­них условиях. Для ускорения тверде­ния бетона в стыках на морозе при­меняют следующие способы: способ термоса; введение противоморозных добавок (безобогревный); обогрев бето­на в тепляках; электропрогрев бетона; предварительный электроразогрев бе­тонной смеси или ее составляющих; бетонирование в термоактивной опалуб­ке; в опалубке с плоскими сетчатыми электронагревателями в сочетании С применением химических ускорителей твердения бетона (нитрит натрия, поташ и др.); обогрев инфракрасными излу­чателями; индукционный нагрев.