Методы сварки арматуры

Главное требование, которое предъявляется к бетонным конструкциям – это прочность и долговечность. Чтобы монолитная постройка не деформировалась в ходе усадки, в процессе заливки бетонного раствора, устанавливается специальный металлический каркас – производится армирование бетона. Для создания такого армопояса используются стальные пруты, которые связываются между собой проволокой или свариваются. Сварка арматуры считается наиболее надежным креплением, поэтому рассмотрим ее подробнее.

Сварка арматуры

Виды сварки арматуры по ГОСТ

Согласно нормативу ГОСТ 14098-91 стыкование арматуры бывает:

  • электрошлаковым полуавтоматическим;
  • ванно-шовным;
  • электродуговым ручным;
  • контактным;
  • ванным.

При этом само сварное соединение может быть:

  • нахлесточным (при электродуговой ручной сварке);
  • стыковым;
  • тавровым (точечная контактная сварка, для которой используется один электрод в ванне).

Рассмотрим наиболее распространенные методы сварки арматуры подробнее.

Сварка внахлест

Такая технология чаще всего используется для элементов армокаркаса, которые не подвергаются повышенным нагрузкам. Это означает, что подобная сварка арматуры для фундамента не подойдет. Тоже самое касается и конструкций, испытывающих большие нагрузки на изгибах. Подобный тип соединения считается самым ненадежным и наименее прочным.

Принцип такого стыкования металлических стержней заключается в соединении прутков в продольной плоскости, при смещении их концов до 30 см друг на друга. Чем больше делается нахлест, тем большей прочностью будет обладать свариваемая конструкция.

Сварка арматуры внахлест выполняется с двух сторон соединения, что может вызвать неудобства, если один из сварочных швов будет находиться сверху, а другой снизу. В этом случае до нижнего шва бывает очень сложно добраться.

Полезно! Чтобы стержни лучше стыковались их концы необходимо зачистить с помощью железной щетки и обработать абразивными инструментами, чтобы стыкуемые поверхности были плоскими.

Сваривать каркасы арматуры нужно в определенном режиме, который будет зависеть от сечения металлических стержней. Допустим, вы используете изделия диаметром 5-8 мм. В этом случае для сварки необходимо использовать электроды с сечением 3 мм. Для стержней на 8-10 мм, потребуется расходник на 4 мм. Если диаметр прутков более 10 мм, то применять нужно электроды диаметром 5 мм.

Электроды для сварки

Полезно! Электроды для сварки арматуры внахлест можно использовать любые, но чаще всего строители применяют расходники АНО и МР.

Также необходимо учесть силу тока, которая потребуется для стержней разного диаметра:

  • для стержней диметром 5 мм, потребуется 200 А;
  • 6 мм – не более 250 А;
  • 8 мм – 300 А;
  • 10 мм – 350 А;
  • 20 мм – 450 А.

Подробнее о нахлесточном соединении смотрите в видео:

Точечная контактная сварка

В этом случае процесс стыковки стрежней происходит в автоматизированном и механизированном режиме. Контактная сварка арматуры считается самой быстрой, за счет повышенной производительности. Однако, у этого метода есть два весомых недостатка:

  1. Варить стержни можно только в цеху, соответственно выполнять сварочные работы непосредственно на объекте невозможно.
  2. Сварочное оборудование отличается большой массой, а аппараты расходуют много электроэнергии.

Технология контактной сварки основывается на том, что ток хорошо проходит через металлические тела. В местах, где сопротивление повышенное (в точках стыкования стержней) происходит большее выделение тепловой энергии, за счет чего прутки плавятся и соединяются.

Существует два способа сварки контактного типа:

  1. непрерывное оплавление (применяется при использовании арматуры высшего класса А-1);
  2. оплавление с перерывами, при учете предварительного нагрева прутков (применяется для остальных классов арматуры).

Если армирующий каркас сваривается с непрерывным оплавлением, то для этого потребуется плотность тока от 10 до 50 А/мм2. В этом случае на сварку уйдет не более 20 секунд (в зависимости от сечения стальных прутьев).

Контактная точечная сварка

Также необходимо учитывать удельное давление зажимов, которое также будет зависеть от сечения и класса стержней. Например, для арматуры высшего класса А-1 потребуется давление от 30 до 50 МПа, а для стержней А-2 необходимо будет увеличить этот показатель до 60-80 МПа.

Полезно! Перед использованием губок для сварки их нужно зачищать или менять, так как от этого будет зависеть качество проводимых работ.

Сваренные швы, произведенные контактным методом сварки необходимо проверять визуально. Если поученный стык напоминает приплюснутую конструкцию, оснащенную бортиками между двумя концами стержней, то работа была выполнена качественно. Если же на стыке образовалась бочкообразная конструкция, то подобное соединение не будет надежным.

Сварка встык

При желании, может быть выполнена сварка арматуры встык. В этом случае два конца стержней просто обвариваются и соединяются прямыми торцами. Однако, стоит учитывать, что такая стыковая сварка не будет отвечать всем необходимым требованиям ГОСТ, конструкция получится ненадежной и менее прочной. Именно поэтому для того чтобы осуществить соединение встык используется ванная сварка арматуры.

Особенности ванной сварки

Суть этой технологии заключается в оплавлении стальных стержней, которые погружаются в специальную форму из стального низкоуглеродистого материала – ванночку (можно изготовить самостоятельно или купить готовую матрицу). После этого концы прутков арматуры плавят электродами (с сечением 5-6 мм) при довольно сильном токе порядка 450-550 А. Когда оплавленный жидкий металл заполняет ванночку, происходит соединение арматурных стержней, которые превращаются в единый пруток, сечение которого будет зависеть от габаритов формы.

Схема выполнения ванной сварки

Полезно! Если сварка арматуры ванным способом выполняется при пониженных температурах, то мощность тока необходимо увеличить на 15%.

Подобная сварка подходит для колонн, фундамента и других конструкций, на которые будут приходиться большие нагрузки. Кроме этого, такой метод используется для:

  • крупных арматурных изделий (диаметр прутков 2-10 см);
  • армирования в виде решетки (когда каркас укладывается несколькими рядами);
  • стыковки фланцев, изготовленных из стальных полос наибольшего сечения;
  • соединения каркасов сложного типа.

Ванная сварка

Использование ванночки для сварки арматуры, позволяет стыковать стержни как горизонтальным, так и вертикальным методом. Благодаря этому значительно упрощается процедура создания швов, кантовка конструкции не требуется.

Как выглядит процесс сварки этого типа, наглядно показано на видео:

Рассмотрим подробнее ванный метод соединения армирующих элементов.

Технология ванной сварки

Чтобы самостоятельно произвести сварку, выполните следующие шаги:

  • Зачистите торцы стержней при помощи металлической щетки, до появления металлического блеска. Обработать необходимо не менее 3 см от краев.
  • Приварите два конца стержней к ванночке. Расстояние между торцами свариваемых изделий должно составлять не менее 1,5 сечения электродов. Если вы используете трехфазную дугу, то зазор можно увеличить до 2 диаметров расходников.
  • Начните плавить один конец прута, пока в ванночке не начнет образовываться расплавленный металл.
  • Переместите электрод на второй конец (другого прута) и расплавьте его таким же способом.
  • Попеременно расплавляйте концы арматуры, пока ванночка не заполнится так, чтобы жидкий металл полностью закрыл прутки. Как только это произойдет, необходимо начать медленно вращать электрод по кругу между обрабатываемыми стержнями. Это необходимо для равномерного прогрева расплавленного металла перед его остыванием. Если сталь будет остывать неравномерно, то на швах могут образоваться трещины, что значительно понизит прочностные характеристики армирующего каркаса.

Вертикальная ванная сварка

Когда металл полностью остынет, можно произвести сварку уголка и прочих соединений (если это необходимо).

Таким методом выполняется сварка как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.

Полезно! Расстояние от стержней до стенок матрицы должно составлять порядка 1,5-2 см.

Стыкование этого типа выполняется при помощи инверторов (220 В), трансформаторов (380 В), полуавтоматов или автоматов.

Единственный недостаток такого способа сварки заключается в том, что выполнить всю процедуру, используя всего один электрод, не получится. Менять расходники нужно очень быстро – за 5 секунд необходимо удалить остатки отработанного электрода и установить новый.

Ванная сварка считается самой надежной и долговечной, так как обрабатываемые стержни образуют очень прочное соединение. Такой метод чаще всего используется для создания армопоясов для фундамента и других конструкций. Если же речь идет о более простых элементах, то достаточно выполнить стыкование внахлест.