Изготовление ненапрягаемой арматуры

Процесс изготовления ненапрягаемой арматуры состоит из отдельных технологических операций (рис. IX. 16), число, комбинация и последовательность выполнения которых зависят от вида обрабатывае­мой арматурной стали, типа изготовляемой про­дукции и уровня механизации заводов и мастерских.

Арматурную сталь, поступающую в бухтах или прут­ках, перерабатывают с помощью различного оборудова­ния и разными методами. В связи с этим процесс изго­товления арматуры подразделяют на две линии: на одной линии перерабатывают сталь, поступающую в бухтах (классифицируют как легкую арматуру), на другой — поступающую в прутках (классифицируют как тяжелую арматуру). При этом все технологические операции мо­гут быть объединены в две группы: операции по изготов­лению отдельных мерных стержней и операции по их со­единению в арматурные элементы. Эти операции осуще­ствляют механической обработкой и контактной электросваркой.

Механическая обработка стали состоит в правке, чистке, резке необходимой длины и гнутье (при необхо­димости) стержней.

Правку, чистку и резку арматурной стали, поступаю­щей в бухтах, производят на автоматических правильно-отрезных станках, производящих все операции — разма­тывание бухты, чистку, правку и резку стали на стержни мерной длины (рис. IX.17, а). В станках арматурную сталь пропускают через барабан, имеющий несколько экс­центрично укрепленных плашек. При вращении бараба­на легкая арматура, которую тянут ролики, проходя меж­ду плашками, изгибается в различных направлениях, очи­щается и выпрямляется. Мерные прутки режутся роликами, срабатывающими в момент упора в электро­выключатель.

Правку арматурной стали, поступающей в прутках, производят обычно вручную на специальных правильных плитах (рис. IX. 17,б), а при диаметре более 24 мм — на приводных станках для гнутья арматуры. Стержни ар­матуры чистят ручными стальными щетками или на спе­циальном станке с приводной электрощеткой. Для резки прутковой арматурной стали применяют приводные станки, рабочей частью которых являются два ножа гильо­тинного типа.

Арматурные стержни гнут на приводных станках, ра­бочим органом которых служит диск, закрепленный на вертикальном валу. При повороте диска стержень заги­бается вокруг осевого неподвижного (рис. IX. 17, в). Лег­кую арматуру гнут также на ручных станках (рис. 1Х.17,г).

При централизованном производстве арматуры ос­новным методом соединения стержней при изготовлении сеток и каркасов является контактная электросварка: стыковая и точечная (рис. 1Х.18).

Контактную стыковую сварку применяют для соеди­нения стержней между собой, когда требуется увеличе­ние их длины, а также для сращивания обрезков стали. При этом методе торцы стержней, зажатые в токоподво- дящих колодцах, одновременно с включением тока при­водятся в соприкосновение. В результате торцы разогре­ваются до пластичного состояния и затем подвергаются сжатию и осадке.

Контактную точечную сварку применяют для соеди­нения пересекающихся стержней в сетках и каркасах. Ток пропускают через свариваемый узел, зажатый меж­ду двумя контактами сварочной машины. В месте кон­такта металл расплавляется, включается механизм сжа­тия, которым сжимают стержни до получения заданной осадки.

Процесс изготовления ненапрягаемой арматуры за­вершается укрупнительной сборкой арматурных элемен­тов до размеров монтажной единицы (если сам арматур­ный элемент не является ею). Ведется сборка на пло­щадках при заводах (при возможности транспортировки монтажной единицы) или непосредственно на строитель­ной площадке с применением поворотных кондукторов, облегчающих сборку.

Соединение арматурных стержней производят элек­тросваркой, плавлением и в исключительных случаях вязкой. Существует три вида сварки: дуговая шовная, дуговая ванная и электрошлаковая. При этих сварках детали соединяются расплавленным металлом стального электрода под действием электрического тока с исполь­зованием иногда дополнительных конструктивных дета­лей в стыке.

Дуговой шовной сваркой стержни соединяют вна­хлестку при диаметре стержней 8...40 мм, с накладка­ми— 8...80 мм, многослойными швами на желобчатой подкладке — 20...32 мм, многослойными швами без под­кладок и накладок 32...80 мм (рис. IX. 19). Сварку вы­полняют с помощью трансформаторов переменного тока или агрегатов постоянного тока.

При соединении стержней внахлестку длина нахлест­ки и сварного шва зависит от возможности наложения швов с одной или с двух сторон. При двустороннем на­ложении сварного шва длина нахлестки для стержней периодического профиля принимается Ы и для стержней гладкого профиля Ай; при одностороннем наложении шва длина нахлестки удваивается. В нахлесточных соедине­ниях усилия действуют на сварной шов под углом, по­этому такие швы называются косыми.

При соединении стержней с круглыми накладками, наложенными симметрично с двух сторон, между стыкуе­мыми стержнями оставляют зазор не более 0,5 номи­нального диаметра стержня, но не менее 2 мм. Длина накладок для стержней периодического профиля долж­на быть равна 5 номинальным диаметрам, а для гладких стержней — 4 диаметрам. При работе соединения усилия действуют параллельно сварным швам, и такие швы на­зываются фланговыми. Для плавного перехода от на­кладок к стержням применяют соединения с усами. Эти дополнительные сварные Швы усиливают соединения.

Для стыков стержней, сваренных внахлестку или с круглыми накладками, высота фланговых швов долж­на быть не менее 0,25 номинального диаметра, но не ме­нее 4 мм, а ширина — не менее 0,5 номинального диа­метра, но не менее 10 мм.Если доступ к стыку стеснен или возможен только с одной стороны, применяют соединения горизонтальных и вертикальных стержней на желобчатой стальной под­кладке с заваркой торцов многослойными швами.

Дли­ну подкладки принимают равной двум номинальным диа метрам стержня, но не менее 30 мм. При сварке вертикальных или расположенных под углом 45° стержней торец верхнего стыкуемого стержня до сварки срезают под углом 30...45⁰.Вертикальные стержни из стали классов А-1 и А-П диаметром от 32 мм и больше сваривают без накладок и подкладок с предварительной К-образной разделкой стыкуемых концов. Сварку начинают наложением шва в корне разделки вначале с одной, затем с другой сто­роны, следя за полным проплавлением металла. После остывания наложенных швов на них наплавляют сле­дующие слои металла. Основные преимущества дуговой шовной сварки — простота и универсальность; недостатки — трудоемкость и большой расход металла на нахлестку и накладки.

Дуговую ванную сварку применяют для соединения стержней диаметром от 20 мм и более. Она характери­зуется несложностью процесса при одновременном уменьшении трудоемкости работ, а также расхода элек­тродов и электроэнергии в 2...2,5 раза по сравнению со сваркой швами. Существуют два основных способа этой сварки — одиночным электродом на остающейся сталь­ной подкладке и гребенкой электродов (пучком) на уда­ляемых после сварки формах (подкладках).

Сущность ванного способа сварки заключается в сле­дующем. Концы подлежащих сварке стержней уклады­вают с зазором между торцами в стальную подкладку или форму и при помощи одиночного электрода или гре­бенки электродов зажигают дугу между торцами свари­ваемых стержней. В результате возникновения вольто­вой дуги металл расплавляется, образуется жидкая ван­на. После наведения ванны расплавленного металла в нее опускают электроды и ток продолжает идти, расплавляя электроды уже без образования дуги. Существенная особенность ванной сварки (рис. 1Х.20)—то, что кром­ки или торцы свариваемых стержней расплавляются не под действием дуги, а теплом жидкого металла в ванне.

Ванную одноэлектродную сварку применяют для со­единения стыков гладких арматурных стержней из ста­ли класса А-1 и периодического профиля из стали клас­са А-П и А-Ш диаметрами до 32 мм включительно, так как при сварке стержней большего диаметра не полу­чается соединений требуемого качества.Ванную многоэлектродную сварку применяют для соединения стержней из стали класса А-1 и стержней из стали класса А-1 II диаметром 20...40 мм, а также класса А-П диаметром 20...80 мм. Съемные формы бывают стальные штампованные или медные. Последние пред­почтительнее, так как сварка в медных формах вызывает кристаллизацию расплавленного шлака при остыва­нии не на стержнях, а на формах, обладающих повышен­ным теплоотводом, и способствует более прочному со­единению, в особенности стержней диаметром 20 мм и более. Медные формы изготовляют из меди марки М1 и М2 разборными. Они состоят из двух половин, внут­ренние диаметры которых могут быть разными в зави­симости от диаметра свариваемых стержней. Для обра­зования утолщения в месте стыка при горизонталь­ных стыках внутренняя часть формы имеет кольце­вую расточку, а для вытеснения шлака — продольные канавки.

  а — сварка горизонтальных стержней пластинчатым электродом; б — сварка вертикальных стержней одиночным электродом и установка разъемной формы; в — схема шлангового полуавтомата; / — свариваемые стержни; 2 —электрод} 3 — флюсоудерживающая коробка; 4 — флюс; 5 — неразъемная форма; б—разъемная форма; 7 — струбцина с болтом; 8 — съемный бункер для флюса; 9 — держатель; 10 — пусковая кнопка; // —подающий механизм; 12 — кассе­та; 13 — шкаф управления

К группе ванной сварки относится также ванно-шовная сварка, которую применяют для соединения стерж­ней диаметром от 36 мм и более. Ванно-шовная сварка отличается от одноэлектроднои ванной сварки тем, что стальная прокладка не только служит для формирова­ния сварного шва, но и является дополнительной усили­вающей деталью, рассчитанной на восприятие части уси­лия, действующего на сварное соединение. В этом случае подкладка является накладкой. При ванно-шовной свар­ке, кроме ванной заварки торцов стержней, направляют­ся также и фланговые швы, прикрепляющие желобчатую подкладку к стыкуемым стержням. Основные размеры заготовок для стальных штампованных накладок тол­щина 0,2а" и длина Ъд. (й — диаметр стержней).

Электрошлаковая сварка представляет собой улуч­шенную ванную сварку под флюсом. В плавильное прост­ранство между свариваемыми стержнями и формой за­сыпают флюс и затем, вводя в него пластинчатый элек­трод из стали марки СтЗ (рис. 1Х.21,а) или гребенку электродов из голой сварочной проволоки, зажигают вольтову дугу. После наведения шлаковой ванны дуга гаснет, продолжается пропускание тока черз расплав­ленный шлак флюса. Выделяющееся при этом тепло спо­собствует дальнейшему расплавлению основного и при-садочного металла, а также флюса. Весь процесс проис­ходит без образования открытой вольтовой дуги. При стыковании вертикальных стержней формы делают разъ­емными (рис. 1Х.21,б). Электрошлаковой сваркой со­единяют арматуру из стержней диаметром 20...80 мм. Этот способ наиболее эффективный из всех других спо­собов сварки стыков арматуры плавлением.

В последнее время стали применять высокоэффек­тивную полуавтоматическую электрошлаковую сварку с механизированной непрерывной подачей электродной проволоки. Для сварки используют голую электродную проволоку диаметром 2...2,5 мм или порошковую прово­локу. Порошковая проволока представляет собой труб­ку, свернутую из стальной малоуглеродистой ленты и за­полненную порошкообразным сердечником специально подобранного по составу флюса. При применении элек­тродной проволоки в форму засыпают сначала флюс, за­тем возбуждают дугу и осуществляют сварку. Примене­ние порошковой проволоки не требует предварительной засыпки флюса в форму.

Для полуавтоматической электрошлаковой сварки применяют шланговые полуавтоматы (рис. 1Х.21,в) с механизмом подачи электродной проволоки, кассету с проволокой, гибкий шланг с токоподводящим кабелем, по которому проходит проволока, аппаратный шкаф и сварочный пистолет, при помощи которого сварщик подает проволоку в зону сварки.

Производительность полуавтоматической электро­шлаковой сварки в 3...5 раз выше по сравнению с ванно-дуговой и ручной электрошлаковой сваркой. Кроме того, по сравнению с дуговой сваркой полуавтоматическая электрошлаковая сварка требует меньшего расхода ме­талла и электроэнергии.