ODDÍL 4. SVAŘOVANÉ SPOJKY

Designy

Pravidla pro použití profilů ve stavebnictví

1. Při navrhování stavebních ocelových konstrukcí by měl být každý prvek a celý objekt jako celek sestaven z minimálního požadovaného počtu různých profilů.

2. Úhelníky, T-kusy a pásy stejné jmenovité velikosti, ale různé tloušťky použité v jednom přepravním prvku musí mít rozdíl v tloušťce podobných profilů minimálně 2 mm.

3. V jednom vysílacím prvku není dovoleno používat stejné rozměry profilu z různých jakostí oceli.

4. Použití profilovaných plechů stejné jmenovité výšky, ale různé tloušťky, v jednom objektu není povoleno.

Svařované spoje jsou hlavním typem spojů ve stavebních konstrukcích. Při navrhování konstrukcí se svarovými spoji je nutné počítat s použitím vysoce výkonných, účinných druhů svařování, které zajišťují zvýšenou spolehlivost svarových spojů a produktivitu práce.

Svařování kovů nazývaný technologický proces vytváření trvalého spojení konstrukčních částí lokální fúzí nebo plastickou deformací spoje v oblasti spojení těchto částí, doprovázenou difúzí atomů. V důsledku svařování dochází k silné adhezi na základě meziatomové interakce v sousedních oblastech dílů.

Svařování umožňuje získat jednoduchý konstrukční tvar spoje, šetří kov ve srovnání s jinými typy spojů (například šroubované) a umožňuje používat vysoce výkonné mechanizované výrobní metody. Svarové spoje jsou plynotěsné a vodotěsné, což je důležité u deskových konstrukcí určených pro skladování plynů nebo kapalin (nádrže, plynojemy, potrubí).

Při navrhování svařovaných konstrukcí je však třeba pamatovat na to, že proces svařování, který je výkonným energetickým procesem, vnáší změny do vlastností původního kovu. Ve svarovém spoji se vytvářejí zóny s různým chemickým složením kovu, různými strukturami a různými mechanickými vlastnostmi. Případné vady ve svarových spojích (póry, podříznutí atd.) také vytvářejí heterogenitu spoje.

Všechny tyto okolnosti jsou zohledněny při navrhování konstrukcí použitím svařovacích materiálů v souladu s vlastnostmi základního materiálu a provozními podmínkami (okolní teplota při výrobě a provozu, druh namáhání - statické zatížení nebo cyklické atd.), volba svařování režimu, jakož i účelové speciální koeficienty svarových spojů.

V současné době se zavádějí procesy jako elektronový paprsek, plazma, laser a další druhy svařování. Plastičnost materiálů používaných ve stavebnictví, rozměry konstrukčních prvků a charakter vnějších vlivů na konstrukce umožňují ve stavebnictví použít svařování elektrickým obloukem, méně často plynové a kontaktní.

Dlouhé švy v konstrukcích (pásové švy nosníků, sloupů atd.) se v továrně provádějí pomocí automatického svařování pod tavidlem. Flux chrání výrobek před škodlivými vlivy prostředí na kovový spoj. Současně jsou mechanizovány dva pracovní pohyby: podávání

drát elektrody a relativní pohyb oblouku a výrobku. Nevýhody automatického svařování zahrnují obtížnost provádění švů ve svislé a stropní poloze, což omezuje jeho použití při instalaci.

Krátké švy(svařování žeber, svařování celků v příhradových konstrukcích) se provádí poloautomatickým svařováním. V tomto případě se drát svařovací elektrody automaticky přivádí a pohyb oblouku podél produktu se provádí ručně. Poloautomatické svařování ocelových konstrukcí se často provádí v prostředí ochranného plynu (oxid uhličitý). Svařování plněným drátem se používá méně běžně.

V některých případech se používá ruční svařování kvalitními elektrodami, tzn. s vysoce kvalitním povlakem (silný povlak). Při ručním obloukovém svařování jsou oba hlavní pracovní pohyby - podávání elektrodového drátu a pohyb oblouku podél výrobku - prováděny ručně.

Ruční obloukové svařování je univerzální a rozšířené, protože jej lze provádět v jakékoli poloze. Mezi nevýhody ručního svařování patří menší hloubka průvaru základního kovu, nižší produktivita procesu z důvodu relativně nízké hodnoty použitého svařovacího proudu a také menší stabilita ručního procesu ve srovnání s automatickým svařováním pod tavidlem.

Elektrostruskové svařování- druh tavného svařování; tento typ svařování je vhodný pro svislé tupé svary kovu o tloušťce 20 mm nebo více. Svařovací proces se provádí holým elektrodovým drátem pod vrstvou roztavené strusky, svarová lázeň je po stranách chráněna měděnými lištami tvořícími šev, chlazenými tekoucí vodou. Kvalita švu je velmi vysoká.

Svařování lázně– druh elektrostrusky, používaný v některých případech při svařování výztuže velké tloušťky v železobetonových konstrukcích.

Svařování se používá k získání vysoce kvalitních a spolehlivých spojů kovových výrobků, které mohou mít různé tvary a složení. Svařování našlo široké uplatnění ve stavebních pracích, v průmyslové výstavbě, v soukromé bytové výstavbě, při výstavbě výškových budov, pro získání pevných kovových konstrukcí.

Svářečské práce se provádějí dvěma způsoby. První způsob zahrnuje získání spojení pomocí plastické deformace - tlaku. Druhý způsob je tavení, tento způsob zahrnuje spojování povrchů jejich tavením elektrickým obloukem, plazmovým proudem nebo plynovým hořákem. Způsob svařovacích prací se volí v závislosti na tom, jaké druhy kovu je třeba spojit, na jeho vlastnostech a vlastnostech. Může být manuální, automatický, poloautomatický.

Svářečské práce jsou nedílnou činností při stavebních nebo opravárenských pracích. Stavební práce často zahrnují instalaci kovových konstrukcí, komunikací, zařízení a zařízení. Během generální opravy může být nutné demontovat a nainstalovat nové inženýrské systémy a provést řadu dalších svářečských a technických prací. Montáž kovových konstrukcí se neobejde bez svářečských prací.

Svářeč je při své práci vystaven působení škodlivých plynů, záření elektrického oblouku, rozstřiku od roztaveného kovu z důvodu bezpečnostních požadavků, pracovník musí být vybaven osobními ochrannými pracovními prostředky. Svářečský specialista musí vykonávat práci ve speciálním oděvu a speciální obuvi. Předpokládá se také používání osobních ochranných prostředků na hlavu – přilby, barety, čepice; prostředky ochrany obličeje – svářečské masky, štíty; ochranou obličeje a očí se rozumí ochranné brýle a další ochranné prostředky nabízené společností NT-Svarka.

Nejběžnější druhy prací s tím související jsou: montáž a demontáž otopných soustav, vodovodů, kanalizací, montáže a demontáže topných zařízení, výroba, montáž, převoz, opravy kovových konstrukcí, svařování neželezných kovů, výroba a montáž garážových vrat, plotů, mříží.

Nejběžnější metodou svařování ve stavebnictví je ruční obloukové svařování. Používá se pro výrobu, opravy a montáž kovových konstrukcí jakéhokoli tvaru, velikosti a účelu.

Elektrické svařování argonem se používá pro jemné práce, jako je výroba plotů, okenních mříží a schodů. Tento způsob svařování se používá tam, kde je rozhodující estetické hledisko.

Nejoblíbenější metodou svařování je svařování plynem, tato metoda se obvykle používá pro instalaci potrubních systémů a drobné opravy.

Bez ohledu na způsob svařování musí práce provádět kvalifikovaní odborníci, kteří mají příslušnou kategorii, vůli a osobní ochranné prostředky.

ZAYTSEV E.I., NAZIM Y.V., BUSKO M.V.

SVAŘOVACÍ PRÁCE
VE VÝSTAVBĚ

POZNÁMKY K VÝUCE

Část I

Difúze" href="/text/category/diffuziya/" rel="bookmark">difúze kovu spojovaných dílů. Při svařování dílů vyrobených z různých kovů vznikají spojité pevné roztoky (Fe-Ni; Fe-Cr; Ni -Mn atd.), mohou mít kovy neúplnou vzájemnou rozpustnost (Fe-Cu; Fe-Zn) nebo se v sobě prakticky nerozpouštějí (Fe-Ag; Fe-Mg; Fe-Pb atd.) Je třeba mít na paměti, že v V druhém případě lze kovy úspěšně svařovat.

Celou dostupnou škálu metod svařování (více než 50) podle způsobu eliminace faktorů, které brání meziatomové interakci, lze rozdělit do dvou skupin:

1. Tavné svařování (v kapalné fázi)

2. Tlakové svařování (pevná fáze).

(“3”) Při tavném svařování se kov spojovaných dílů v zóně svařování roztaví a přejde do kapalného stavu. Současně se také roztaví výplňový materiál; Tímto způsobem se ze základního a přídavného kovu vytvoří svarová lázeň (obr. 1.1).

V tomto případě není nutné předběžné obzvláště důkladné čištění kovového povrchu; ohřev roztaví kov a povrchové nečistoty plovoucí ve svarové lázni.

Tuhnoucí kov svařovací zóny prochází významnými změnami v chemickém složení a struktuře, přičemž získává charakteristickou strukturu litého kovu. Teplota ohřevu výrazně převyšuje bod tavení svařovaného kovu, což eliminuje výrazné zahřívání obou dílů a zvyšuje rychlost svařování.

V závislosti na zdroji tepla se tavné svařování dělí na pět hlavních typů: obloukové, plynové, termitové, elektrostruskové a elektronové paprsky.

Při obloukovém svařování se ohřev a tavení provádí teplem elektrického svařovacího oblouku; s plynem - využívá se spalné teplo plynu nebo kapalné hořlavé páry; s termitem - teplo vznikající při spalování termitové směsi; v procesu elektrostrusky se teplo pro svařování vytváří průchodem proudu vrstvou roztavené strusky; s elektronovým paprskem - ohřev a tavení kovu je produkováno teplem z bombardování kovu produktu umístěného ve vakuu elektronovým paprskem.

Tlakové svařování lze provádět bez předběžného nebo s předběžným lokálním ohřevem dílů (obr. 1.2). V tomto případě se složení kovu a jeho struktura nemění. Tento typ svařování vyžaduje pečlivější přípravu a čištění spojovaných povrchů a vyžaduje povinné použití sedimentačního tlaku. V tomto případě je síla pěchování nepřímo úměrná teplotě ohřevu svařovaných prvků. Podle typu lokálního zdroje ohřevu se rozlišuje svařování: kontaktní (elektrický odpor), termitové tlakové, plynolisové, indukční (elektrolisové), třecí a vakuově-difúzní.

Každý typ svařování je rozdělen do metod, které se liší technologickými vlastnostmi.

1.1.2. Pájení

Tento proces spojování kovů je mezistupeň mezi svařováním a lepením. Spojení se provádí pomocí relativně nízkotavitelného kovu nazývaného pájka, jejíž bod tání je nižší než bod tání spojovaného kovu. Roztavená pájka se nanese na dobře očištěné okraje spojovaných dílů, smáčí je a po vytvrdnutí vytvoří spoj. Pájka a spojované kovy jsou velmi různorodé, což způsobuje velké rozdíly v procesu pájení a povaze výsledných spojů. Hlavními složkami pájek jsou cín, měď a stříbro.

Při tomto způsobu spojování hraje významnou roli schopnost pájky dobře smáčet základní kov, to znamená, že přilnavost (přilnutí) pájky ke kovu musí přesáhnout soudržnost (přilnavost) částic pájky. Základní kov se neroztaví. Zde se téměř vždy používají tavidla k čištění kovového povrchu od oxidů a jiných nečistot a ke zvýšení přilnavosti tekuté pájky k pevnému kovu.

Vrstva roztavené pájky nemá prakticky žádný smykový odpor. Pevnost spojení se objeví náhle, jak pájka tvrdne.

1.1.3. Lepení

Jedná se o nejuniverzálnější způsob spojování pevných materiálů prostřednictvím sil molekulární soudržnosti. Lepit můžete dřevo, kovy, plasty, beton, sklo, gumu atd., ale i různé materiály (kov + dřevo; + guma, + plasty atd.).

Mezi spojované díly se lepidlo obvykle zavádí v tekuté formě a méně často ve formě prášku nebo desek změkčených zahřátím. Lepidlo ve spoji tvrdne postupně v důsledku odpařování rozpouštědel, chemických reakcí nebo polymerace. Lepení je téměř výhradně založeno na adhezi, přičemž lepidlo téměř ve všech případech neinteraguje se spojovaným materiálem. Přilnavost je poměrně vysoká a při správném lepení dochází k poškození při zatížení buď ve spojovaném materiálu, nebo ve vrstvě lepidla.

Výhodou tohoto způsobu spojování materiálů je jednoduchost, nízká cena a vysoká univerzálnost.

("4") Nevýhodou je pokles pevnosti při zahřívání, stárnutí lepidel, které v relativně krátké době snižuje jejich pevnost, a citlivost některých z nich na působení vlhkosti.

1.1.4. Spojení s cementy

Tento způsob spojování materiálů, většinou nekovových, se používá ve stavebnictví. K tvrdnutí cementů spojujících kameny, cihly a beton dochází v důsledku chemických reakcí. Cementy obvykle reagují se spojovaným materiálem.

1.2. Vývoj svařování ve výrobě svařovaných konstrukcí

Různé metody a typy svařování, které v současnosti existují, nevznikly současně, některé z nich lidstvo znalo již ve starověku, jiné se staly známými až nedávno.

Již v době bronzové se člověk naučil pájet a svařovat tavením, tzv. metodou mezilití. Takto kombinované vzorky zlatých, stříbrných a bronzových výrobků jsou staré roky.

S příchodem železa se začalo rychle rozvíjet svařování v pevné fázi neboli tlakové svařování, a to v podobě tzv. kovářského nebo kovářského svařování. Takto svařované výrobky jsou staré až 3500 let.

Velký skok ve vývoji svařování je spojen se vznikem nových zdrojů tepla pro ohřev kovu: elektrický proud, plamen kyslíku, termitová reakce. Jako první se začalo používat elektrické vytápění.

Elektrický proud k ohřevu kovu při svařování lze využít různými způsoby. Z hlediska rozsahu použití a průmyslového významu je svařování elektrickým obloukem nejdůležitějším typem svařování, na jehož vytváření a zdokonalování hrají přední roli vědci a inženýři naší země.

Zakladateli objevu svařovacího oblouku a jeho použití pro svařování jsou ruští vědci a inženýři atd.

Poprvé otevřen v roce 1802. prof. Elektrický oblouk nemohl být dlouho v praxi použit pro nedostatek potřebných zdrojů proudu. Teprve v roce 1849 Na věži admirality se rozsvítil Petrovův oblouk, který osvětloval ulice Petrohradu.

Talentovaný vynálezce je zakladatelem všech existujících metod obloukového svařování a také elektrického odporového svařování. V roce 1882 jako první na světě použil obloukový výboj pro spojování a oddělování kovů přímým působením elektrického proudu, tedy obloukové svařování a řezání kovů (oblouk mezi výrobkem a uhlíkovou elektrodou, napájený speciálně stavěnou baterií). je autorem všech hlavních typů svařování elektrickým obloukem, dnes nejpoužívanějších, a mnoha dalších (~100) vynálezů v různých oblastech techniky: svařování kovovou elektrodou včetně tavidla; svařování nepřímým obloukem hořícím mezi dvěma nebo více elektrodami; ovládání magnetického oblouku; svařování plynovým proudem; elektrické odporové bodové a tupé svařování.

Byly vynalezeny automatické svařovací stroje pro uhlíkové a kovové elektrody. Další zdokonalování obloukového svařování je spojeno se jménem významného ruského inženýra, který v roce 1888. navrhl způsob svařování kovovou elektrodou a poprvé navrhl a postavil speciální svařovací generátory. Jeho práce položila základ pro rozvoj teorie svařovacích procesů, zejména metalurgických základů svařování elektrickým obloukem.

Zaostalost carského Ruska neumožnila realizaci příležitostí, které otevíraly vynálezy a...

Teprve po Velké říjnové socialistické revoluci našlo svařování elektrickým obloukem široké průmyslové uplatnění. Nová etapa v historii svařování začíná rokem 1929, kdy bylo přijato usnesení Rady práce a obrany o vývoji svařovací techniky. Toto usnesení umožnilo vytvořit materiálně-technickou základnu pro vývoj a implementaci pokročilých metod svařování v SSSR a zahájit školení svářečských specialistů.

Ve stavebních konstrukcích bylo svařování v SSSR poprvé široce používáno v nových budovách v zemi (Magnitogorsk a Kuzněck metalurgické závody, závod Azovstal atd.) v letech. Svařované konstrukce byly vyrobeny z nízkouhlíkových ocelí pomocí elektrod se stabilizačními povlaky. Použití svařování poskytlo úsporu 10-20%. Pro svařování výztuže se používalo především odporové svařování..doc/img7.gif" alt="1" width="100" height="24 src=">), jehož povlaky byly provedeny na kyselých rudách.

Na konci třicátých let došlo k radikálnímu obratu ve vývoji svařování. Díky vynikající práci akademika a Institutu elektrického svařování (IEW) Ukrajinské akademie věd SSR bylo vyvinuto automatické svařování pod tavidlem v jeho moderní podobě. Od roku 1940 V SSSR byla tato metoda svařování průmyslově využívána a díky svým vysokým technickým a ekonomickým ukazatelům se stala hlavní mechanizovanou metodou svařování (IES vyvinul technologii výroby válcovaných polotovarů nádrží). Na zdokonalování a implementaci této metody patří velká zásluha také TsNIITMash, VNIIESO, svářečským oddělením UPI, LPI, Moskevské vyšší technické univerzitě pojmenované po. Bauman a přední továrny v zemi; zahraniční firmy v USA, Anglii atd.

Rozvoj elektrostruskového svařování (Paton Electric Welding Institute) výrazně změnil technologický postup výroby konstrukcí z kovu velkých tlouštěk.

("5") Koncem čtyřicátých let byla průmyslově využívána metoda svařování v ochranných plynech a na počátku 50. let - v oxidu uhličitém na základě prací NIAT, TsNIITMash, IES atd. a metody byly zlepšeny svařování

Rozvoj jaderné energetiky a raketové vědy si vyžádal použití nových jakostí speciálních ocelí a slitin ve svařovaných konstrukcích. Objevily se a jsou zaváděny nové metody svařování: elektronový paprsek, ultrazvuk, difúze ve vakuu, v řízené atmosféře, třecí svařování, vysokofrekvenční proudy atd. Intenzivního rozvoje se dočkaly progresivní metody řezání kovů: kyslíkové, plynoelektrické, tok plynu, plazmy atd.

Toto období je charakteristické rozvojem a zaváděním mechanizovaných a automatických výrobních linek a oblastí pro výrobu svařovaných konstrukcí do průmyslu.

Uvedení svařovacího zařízení v roce 1962. oproti roku 1958 vzrostl více než 3krát a překonal tempo růstu USA a Německa. V roce 1963 úroveň mechanizace svářečských prací ve stavebnictví dosáhla 22 % a ve stavebnictví - 62,4 %. Do konce roku 1970 byla zvýšena úroveň mechanizace svářečských prací ve stavebnictví na 40 %.

V roce 1960 na dněpropetrovském ZMK pojmenovaném po. Babushkina uvedla do provozu výrobní linku I-nosníků a také montážní a svařovací sekci pro plynové nádrže konstantního objemu.

1.3 Charakteristika hlavních metod svařování

1.3.1. Tlakové svařování

Tlakové svařování zahrnuje tyto metody: svařování za studena, ultrazvukové svařování, kovárna, plynový lis (se sekvenčním ohřevem nebo se současným ohřevem), elektrické kontaktní svařování (na tupo, bodové, švové), indukční svařování (za přítomnosti plynové atmosféry nebo difúze ve vakuu), termitový tlak atd.

A) Svařování za studena. Dvě desky, důkladně očištěné ve spoji, se slisují k sobě podložkami, aby se zabránilo vyboulení při deformaci (část 1), poté se zalisují razníky z tvrdokovu. V tomto případě je kov desek silně deformován a proudí v blízkosti rozhraní. Juvenilní povrchy se dostanou do kontaktu a mezi nimi vzniknou meziatomové adhezní síly. U této metody závisí stupeň deformace na vlastnostech kovu, vlastnostech oxidových filmů a schématu deformace a také na hloubce vtlačení razníků. Tato metoda je použitelná pro tvárné kovy (Al, Cu, Ag, Ni) pro přeplátované a tupé spoje (obr. 1.3).

b) Ultrazvukové svařování. K destrukci povrchových oxidových filmů a projevu meziatomových adhezivních sil může dojít při lokální deformaci povrchů v místě kontaktu při zavádění ultrazvukových vibrací do kovu (obr. 1.4).

Generátor 1 s frekvencí 8-15 kHz a děrovač 2 vedou k destrukci oxidů, určitému místnímu zvýšení T (~350°C) a svařování. Tímto způsobem se svařují tenké plechy (0,05-0,6 mm) nebo tenké plechy s tlustými plechy pomocí bodového a švového kontaktního svařování.

PROTI) Kovářské svařování. Toto je nejstarší metoda, která má nyní omezené použití. Po zahřátí kovu v kovárně na teplotu svařovacího tepla (°) se svařovací operace provádí ručním nebo mechanizovaným kováním. Oxidy se čistí mechanicky a tavením (u zbývajících) - borax Na2B4O7, kuchyňská sůl NaCl, říční písek SiO2.

G) Svařování plynovým lisem. Princip svařování plynovým lisem je podobný kovářskému svařování, využívající k ohřevu plamene plynná paliva. Provádí se jak sekvenčním ohřevem od sekce k sekci s jejich odpovídajícím kováním nebo statickým stlačením (obvykle podélné švy, plynový plamen T = 1800°C), tak se současným ohřevem průřezu svařovaných prvků a jejich následným současným komprese (kruhové švy, acetylen-kyslíkový plamen, T = 3000°C).

d) Elektrické odporové svařování. Tento způsob svařování je jedním z nejdůležitějších a používá se především při hromadné nebo sériové výrobě podobných výrobků. Tato metoda je založena na zahřívání kovu proudem, který jím prochází. Množství tepla uvolněného v kovu je určeno zákonem Joule-Lenz:

Q=0,24·I·U·t=0,24·I2·R·t,

kde Q je množství tepla, cal; I – síla proudu, A; U – napětí, V;
R – odpor, Ohm; t – čas, sec.

(“6”) V sériovém obvodu se v úseku s větším odporem (bod dotyku dílů) uvolňuje větší množství tepla. Volbou vhodného výkonu pro různé díly je možné zajistit jejich rychlý ohřev (0,003÷10 sec.) a svaření následným stlačením. Zároveň je vzhledem k vysoké elektrické vodivosti a nízkému odporu kovů nutné používat vysoké proudy - až několik tisíc, až desetitisíce ampér při velmi nízkém napětí (U = I R, U ≈ 2- 6 voltů). Typicky se střídavý proud používá pomocí výkonových snižovacích transformátorů s regulátorem.

Odporové svařování se dělí na několik typů a elektrická část stroje je ve všech případech přibližně stejná. Hlavními metodami jsou odporové svařování na tupo, bodové a švové odporové svařování a také reliéfní svařování.

Svařování na tupo provádí se podle dvou schémat: odporové svařování a bleskové svařování. Při odporovém svařování jsou svařované díly 1 koaxiálně upnuty ve stacionárním (2) a pohyblivém (3) zařízení stroje. Pod určitým tlakem se přivedou do vzájemného kontaktu a zapnutí transformátoru (4) přes stykač (přerušovač) 5 zajistí uzavření obvodu. Po zahřátí na svařovací teplotu (svařovací teplo) se tlak zvýší na sedimentační tlak - dochází k plastické deformaci zahřátého kovu pro svařování (obr. 1.5).

Při zábleskovém svařování je na díly aplikováno napětí, když je mezi nimi mezera. Jak se prvky 1 k sobě pomalu přibližují, dochází ke kontaktu mezi jednotlivými body konců, což vede k roztavení celého povrchu. Stykač 5 ve správný okamžik vypne proud a zahřáté plochy se stlačí. V tomto případě se roztavený kov vytlačí a svaří se pevné (v plastickém stavu) zahřáté objemy kovu. Tímto způsobem se svařují tyče, trubky, pásy, kolejnice, články řetězu atd.

Bodové svařování. Používá se pro spojování dílů s přesahem t ≤ 5-6 mm. Díly jsou upnuty mezi dvě elektrody s vypouklým povrchem, dokud se nedostanou do kontaktu, a transformátor se zapne stykačem; kov se ohřívá uvolněným teplem a tvoří jádro z litého kovu. Proud se vypne, zvýší se komprese a po ztuhnutí tekutého kovu dochází v oblasti litého bodu ke svařování (obr. 1.6).

Svařování švů. V zásadě se provádí stejným způsobem jako bodové svařování, které poskytuje těsné a odolné hermetické švy. Toho je dosaženo postupným umístěním řady bodů, přičemž následující bod částečně překrývá předchozí. Elektrody jsou vyrobeny ve formě válečků, které při otáčení táhnou svařované prvky k sobě a periodické zapínání proudu vede k postupnému svařování bodů.

E) Indukční svařování. V tomto případě je kov ohříván na svařovací teplotu vysokofrekvenčními proudy pomocí speciálního induktoru, který má tvar odpovídající tvaru ohřívaného dílu. Pomocí indukčního ohřevu se kov zahřeje až do roztavení a tavení se provádí, ale v praxi je nutné při dosažení teploty svařovacího tepla vyvinout sedimentační tlak (obr. 1.7).

a) Vakuové difúzní svařování. Používá se pro svařování chemicky aktivních kovů. K ochraně před expozicí O2; N2 vzduch, používají se vakuové komory s vakuem mmHg. Umění. Po dosažení takového vakua se provede indukční ohřev a aplikuje se sedimentační tlak.

h) Svařování termitem. Termiti jsou práškovité nebo zrnité směsi skládající se z kovu s vysokým skupenstvím oxidu (Al, Mg) a oxidu kovu s nižším skupenstvím (Fe, Cu - oxidy). Nejznámějším termitem je Al a železité okují Fe3O4.

Při spalování směs produkuje redukovaný oxid železa a hliníku, zahřívá se až na T = 3000 °C, přičemž se uvolňuje velké množství tepla.

3Fe3O4+8Al=4Al2O3+9Fe+Q.

1 kg směsi vyprodukuje při spalování 750 kcal tepla. Výrobek, který se má svařovat, se tvaruje a zahřívá, dokud nezačne červený žár, se současnou kalcinací formy. Termitová směs se spaluje v kelímku a po usazení se tavenina rozdělí na dvě vrstvy: spodní je tekuté železo, horní je tekutá struska, převážně z Al2O3. Tato tavenina se nalije do lisovaného výrobku, nataví okraje výrobků, spojí je s kovem z kelímku (tavné svařování) nebo pouze zahřeje jejich okraje na svařovací teplo a svaří stlačením zahřátých částí (tlakové svařování). Někdy se do kelímku přidávají přísady: například feromangan. Tímto způsobem se svařují kolejnice, ocelové trubky a litinové díly.

1.3.2. Tavné svařování

Zahrnuje následující metody: svařování plynem, oblouk, elektrostruska, elektronový paprsek atd.

1) Plynové tavné svařování. U této metody je zdrojem tepla vysokoteplotní plamen hořlavých plynů, z nichž nejvyšší teplotu (nad 3000°C) má acetylen-kyslíkový plamen (obr. 1.8, a).

Při lokálním zahřátí koncentrovaným plamenem lze okraje obou částí roztavit a vytvořit kaluž. Jak se plamen pohybuje po spoji, kov pod ním se roztaví a za plamenem (v důsledku ochlazení) ztuhne a vytvoří svar mezi částmi. S vhodným režimem můžete získat požadovaný průnik kovu a pracovní úsek svaru. Aby byla zajištěna stejná pevnost spoje, je zapotřebí průnik kovu, proto, když jsou plechy tlusté, jsou okraje zpracovány pro svařování a řezný objem je naplněn roztaveným přídavným materiálem ve formě tyče, přiváděné do plamen při svařování a roztavený spolu se základním kovem.

2) Svařování elektrickým obloukem. Při obloukovém svařování se kov zahřívá svařovacím obloukem. Při stabilním, dlouhodobém toku proudu mezerou ionizovaného plynu mezi dvěma elektrodami připojenými ke zdroji energie se uvolňuje tepelná a světelná energie (obr. 1.8.b).

(“7”) Teplota vyvinutá obloukem je velmi vysoká (°C) a výrazně překračuje bod tání různých konstrukčních materiálů. Obloukový výboj pro svařování kovů se používá v různých formách jeho použití.

Nezávislé obloukové svařování. Provádí se zahříváním kovu obloukem hořícím mezi 2 nebo 3 nespotřebovatelnými elektrodami připojenými k různým pólům zdroje. Výrobek není součástí elektrického obvodu a oblouk hoří bez ohledu na výrobek, který je svařován. Zahřáté plyny obloukového sloupce se dotýkají povrchu kovu, zahřívají ho a taví. Oblouk působí na výrobek podobně jako plamen pro svařování plynem a stejným způsobem se provádí i samotná operace svařování. Svařování se provádí jak bez přísad, tak s přísadou přísady přiváděné do oblouku ve formě tyče (obr. 1.9).

Svařování netavitelnými elektrodami se provádí, když je svařovaný výrobek zařazen do obloukového obvodu a je jedním z jeho pólů a druhým pólem je nespotřebitelná (uhlíková, grafitová nebo wolframová) elektroda. Vlivem tepla oblouku se výrobek, stejně jako přídavný kov, taví. Účinnost svařování tímto způsobem je výrazně vyšší než u předchozího způsobu. Metoda má poměrně široké uplatnění.

Vytvoření trvalého spojení kovů pomocí elektrického oblouku se nazývá svařování. Tímto způsobem je sestaven jeden nebo více dílů.

Dnes se svařování používá v průmyslu a stavebnictví. Svářečské práce lze provádět kdekoli, v různých klimatických pásmech, za extrémních povětrnostních podmínek. Od vesmíru po svařování podvodních předmětů.

Moderní výrobu bez svařování si nelze představit – touto technologií bylo vytvořeno příliš mnoho. Od garáže po velký závod na výrobu letadel, od čajové konvice po letadlo - všude se používá nebo používal ten či onen typ svarového spoje.

Každý rok se zavádějí nové technologie pro vytváření švů. Technologie spojování materiálů jsou stále progresivnější. Často, když tvoříte něco nového, musíte si vzpomenout na dobře zapomenuté staré.

Pozoruhodným příkladem toho jsou dnešní zprávy o obnově dříve ztracené technologie v kazaňské letecké továrně ELU-24. Tento typ svářečských prací umožňuje svařovat monolitické desky ze slitiny titanu a hořčíku o různé tloušťce. Unikátní, velmi high-tech svařování používané pro stavbu konstrukcí draků letadel v leteckém průmyslu.

Svařovací stroje jsou stále dostupnější pro běžné občany. V současnosti jsou běžné i mezi neprofesionály. Mnoho soukromých domů a garáží má zařízení určené pro svařování a drobné práce.

Široká poptávka vytvořila rozsáhlou nabídku – nabídka svařovacích zařízení na trhu je prostě obrovská. Od poloprofesionálních až po domácnosti.

Hlavní druhy svařování

Hlavní typy svařování, nejběžnější:

• manuál;
• automatický;
• argon

Samozřejmě to nejsou všechny možné technologie, ale jsou to jedny z těch široce používaných.

Každý typ svařování má svá pro a proti. Jeho jemnosti a nuance. Každý typ vyžaduje jedno nebo druhé vybavení a spotřební materiál.

Ruční obloukové svařování

Nejpoužívanější, běžné svařování. Díky dlouhodobému používání je technologie dobře propracovaná, proto je univerzální. Svařovací proces probíhá pomocí standardní elektrody.

Jeho předností je, že můžete pracovat v jakékoli poloze, což usnadňuje svařování na těžko dostupných místech. Často se používá ve stavebnictví. Široký výběr elektrod vyráběných průmyslem umožňuje svařovat různé třídy oceli. Snadná přeprava zařízení.

Nevýhody - nízká produktivita. Kvalita švů zcela závisí na kvalifikaci svářeče provádějícího práci, což je stěží předvídatelný faktor.

Svařování argonem

Svařování švu pomocí argonu se nazývá argonové svařování. Inertní plyn umožňuje vytvářet svařovací spoje pomocí spotřebních elektrod. Jedná se o pohodlný způsob svařování pro spojování legovaných ocelí. Vhodné i pro svařování neželezných kovů.

Pomocí argonu se snadno vytvářejí dobře tvarované svary s využitím možnosti řídit hloubku průniku materiálů.

Svařování argonem je obvykle prováděno automatickými stroji. Speciálně pro spojování nerotujících potrubních spojů.

Hlavní nevýhodou tohoto typu je nízký výkon manuálního režimu. Automatika není vždy možná, zejména u různě orientovaných krátkých švů.

Poloautomatické svařování

Tento typ vytváření svarových spojů je široce používán ve strojírenském průmyslu. Při provádění svářečských prací se používá oxid uhličitý. Není náročný na úroveň kvalifikace svářeče pracujícího na takovém zařízení.

Plyny používané při zpracování plamenem:

Kyslík - za normálních podmínek má hustotu 1,33 kg/m 3, bod varu –183 o C (90 K), z jednoho litru kapalného kyslíku se vyrobí 860 litrů. při 1 kg/cm 2 Dopravováno v cisternách v kapalném stavu a v lahvích v plynném stavu při tlaku 150 kg/cm 2, objem standardní lahve je 40 litrů (6000 litrů plynu z lahve za normálního tlaku ).

Hořlavé plyny: (acetylen, vodík, CO, metan, propan, petrolej a benzínové páry)

Acetylen poskytuje maximální teplotu plamene 3200 o C, ale je to výbušný plyn. Proto válec o objemu 40 litrů. naplněné porézní hmotou a acetonem. Acetylen má velmi vysokou rozpustnost v acetonu a při tlaku 16 kg/cm2 je objem plynu 5 m3. Acetylen lze také získat z karbidu vápníku reakcí:

CaC2 + 2H20 = C2H2 + Ca(OH)2

Ve speciálních generátorech acetylenu. Acetylen se vyrábí levněji, ale výsledné vápno znečišťuje životní prostředí a tento způsob je v obydlených oblastech zakázán.

Ochranné plyny

Inertní Používá se hlavně argon a helium. Svařovací argon třídy A má čistotu > 99,99 % a vlhkost< 0,03 г/м 3 . Инертные газы транспортируются в баллонах в газообразном состоянии при давлении 150 кг/см 2 . Температура кипения аргона –185,5 о С, а гелия –268,9 о С (4 К). Поэтому аргон может поставляться на предприятия в больших количествах в жидком виде – в танках-газификаторах.

Aktivní především CO 2 a jeho směsi s kyslíkem nebo argonem.

Oxid uhličitý má bod varu (sublimace) –78,9 o C a je obsažen ve 40 litrových lahvích v kapalném stavu. V závislosti na teplotě se mění tlak ve válci: –30 o C 14,5 ati; –10 26 ati; 0 35,5 ati; +20 58,5 ati.

Do válce se nalije 25 kg kapalného oxidu uhličitého, ze kterého se získá přibližně 12,5 m 3 plynu. (spotřeba plynu na ochranu je cca 10 l/min nebo 0,6 m 3 / hod.) tj. jedna láhev na 20 hodin.

Svařovací oxid uhličitý s minimálním obsahem vlhkosti (na rozdíl od potravinářské kvality) poskytuje dobrou ochranu a normální podmínky pro vznik redoxních procesů za přítomnosti zvýšeného obsahu křemíku a manganu v drátu (Sv-08G2S).

Přidání 3...5 % kyslíku do CO 2 snižuje rozstřikování kovu přibližně o 30 %.

Při navařování stelitů se používají směsi argonu s 7...12 % vodíku. Tím je zajištěna dezoxidace kovového povrchu a dobré roztírání přísady.

SVAŘOVACÍ PRÁCE VE STAVBĚ

Pro získání trvalých spojů konstrukčních dílů nebo kovových spojů se používá svařování. Podle druhu použitého zdroje energie se rozlišuje svařování plynem a elektrickým proudem. Práce zahrnující svařování plynem nebo elektrickým proudem se nazývá svařování.

Svařování plynem

Plynové svařování je metoda svařování kovových výrobků pomocí plynového plamene, který vzniká spalováním směsi technicky čistého kyslíku s hořlavým plynem. Kyslík (O 2) je plyn o hmotnosti 1,33 kg/m 3 při tlaku 9,810 Pa (1 kgf/cm 2), který aktivně podporuje spalování! Kyslík se obvykle dodává v ocelových lahvích pod tlakem 15 MPa. Přidání malého množství oleje nebo tuku ke kyslíku vede k samovznícení nebo explozi. Proto musí být kyslíkové lahve chráněny před kontaminací olejem.

Hořlavé plyny při intenzivním spalování vydávají velké množství tepla. Mezi takové plyny patří acetylen, vodík, metan, propan. Acetylen se používá převážně jako hořlavý plyn, protože acetylen-kyslíkový plamen produkuje nejvyšší teplotu (3100-3200°C). Svařování vodík-kyslík, benzín-kyslík a další druhy svařování plynem se používají již dlouhou dobu.

Acetylen (C 2 H 2) je plynná chemická sloučenina uhlíku a vodíku. V čisté formě je acetylen výbušný, takže při jeho používání musíte přísně dodržovat bezpečnostní předpisy. Technický acetylén se vyrábí rozkladem kapalných uhlovodíků (ropa, petrolej) procesem tepelné oxidace zemního plynu. V praxi se však acetylen často získává na místě svařování v generátorech acetylenu z karbidu vápníku (hrudkovitá hmota tmavě šedé nebo hnědé barvy o objemové hmotnosti 2,26 kg/dm 3) rozkladem vodou:

CaC2 + 2H20 = C2H2 + Ca(OH)2.

V důsledku reakce se z 1 kg technického karbidu vápníku získá přibližně 235-285 litrů acetylenu. Pro svářečské práce se používají vyvíječe acetylenu nízkého (0,01 MPa) a středního (0,01-0,15 MPa) tlaku.

Pro malé objemy svařovacích prací se acetylen rozpuštěný v acetonu dodává v ocelových lahvích. Rozpuštěný acetylen neprodukuje vodní páru, vytváří žhavější plamen a je odolný proti výbuchu.

Kyslík a acetylen jsou hadicemi přiváděny do svařovacího hořáku - zařízení pro řízené míchání hořlavého plynu a kyslíku a spalování směsi na výstupu z náustku hořáku. Plamenem zahřátý spoj svařovaného kovu se taví (teplota plamene 3000-315,0°C) a spolu s přídavným materiálem (tyče, drát) tvoří svarovou lázeň. Svařovací plamen (teplota plamene 3000-3150°C) současně natavuje okraje spojovaných dílů a spolu s přídavným materiálem (tyče, drát) tvoří svarovou lázeň (svar). K ochraně kovu před oxidací a odstranění oxidů vzniklých při svařování je možné použít tavidla – svařovací prášky nebo pasty. Kalcinovaný borax, kyselina boritá, kyselina křemičitá atd. se používají jako tavidla.

Metalurgické procesy při svařování plynem jsou doprovázeny: odpařováním kovu, kdy se při jeho zahřívání na teplotu blízkou varu odpařují legující přísady (zinek, hliník, hořčík, olovo), což má za následek změnu vlastností kov; oxidace, kdy v důsledku oxidace železa a vyhoření uhlíku se šev stává porézním se sníženými mechanickými vlastnostmi; dezoxidace kovu svarové lázně uhlíkem, oxidem uhelnatým, vodíkem, které jsou přítomny v plameni plynového hořáku, nebo použití silných dezoxidačních činidel (křemík a mangan ve formě tavidla). Změnou poměru kyslíku a acetylenu docílíte normálního svařovacího plamene (redukujícího), přebytku kyslíku (oxidační) a přebytku acetylenu (nenauhličování).

Svařovací zařízení pro svařování plynem se skládá z kyslíkových lahví, lahví pro skladování nebo příjem hořlavého plynu, reduktorů (pro regulaci tlaku plynu), přívodních plynových hadic a hořáku. Plynové svařování se používá k provádění spodních, horizontálních, vertikálních a stropních švů. Plynové svařování se nejčastěji používá pro spoje na tupo, méně často pro spoje rohové a koncové. V tomto případě se v závislosti na pohybu hořáku a přídavného drátu rozlišuje levé a pravé svařování. Kromě toho mohou být svary provedeny s průchozí housenkou a lázní při aplikaci švů v jedné nebo několika vrstvách.

Řezání plynem se používá při výrobě kovových výrobků. Používá se řezání kovů kyslíkem a tokem kyslíku.

Řezání kyslíkem podle účelu se dělí na oddělovací (pro řezání přířezů, řezání plechů) a povrchové (pro řezání drážek na kovu, odstraňování povrchových vad). Toto řezání je založeno na tavení kovu plamenem, který vzniká spalováním libovolného hořlavého plynu v kyslíku, a provádí se ručně řezačkou a na poloautomatických a automatických strojích. Řezací proud kyslíku a plynu, který se dotýká zahřátého kovu, oxiduje a spálí jeho horní vrstvu. Oxidační proces způsobuje uvolnění velkého množství tepla, které se vynakládá na ohřev spodních vrstev kovu. Pro kyslíko-palivové řezání jsou vhodné hořlavé plyny (acetylen, koksárenský plyn) a kapalné materiály (petrolej, benzín) s teplotou plamene minimálně 1800°C. Pro řezání kovu se používají hořáky, jejichž konstrukce je odlišná od hořáků pro svařování.

Řezání toku kyslíku používá se pro řezání chromových a chromniklových ocelí a spočívá v přivádění práškového tavidla (železného prášku) do proudu řezného kyslíku, který při spalování uvolňuje dodatečné množství tepla, které podporuje tavení žáruvzdorných materiálů.

Svařování plynem je málo mechanizované a obvykle se provádí ručně. Používá se především pro svařování tenkostěnných (0,1-6 mm) výrobků z oceli, litiny, mědi, hliníku a všech druhů slitin. Pro svařování silných dílů můžete použít jiné, levnější a pohodlnější typy svařování. Plynové svařování poskytuje uspokojivou kvalitu svaru, avšak u této metody dochází k častým případům deformace svařovaných dílů vlivem ohřevu velkého objemu kovu. Výhody plynového svařování: přenosnost a nízké náklady na zařízení. Mezi nevýhody patří: vysoká cena práce a nebezpečí výbuchu. Proto, kdykoli je to možné, je svařování plynem nahrazeno svařováním elektrickým obloukem.

Elektrické svařování

Elektrické svařování je způsob svařování kovu, při kterém je zdrojem tepla pro získání požadované teploty elektrická energie. Elektrickou energii lze přeměnit na tepelnou energii dvěma způsoby:

♦ průchodem elektrického proudu skrz svařované díly blízko sebe - kontaktní svařování;

♦ pomocí elektrického oblouku - obloukové svařování.

Pro získání svarových spojů na staveništi se používají především následující metody elektrického svařování (obr. 1):

♦ ruční elektrický oblouk s odtavnou elektrodou, ve kterém se svařované díly ohřívají elektrickým obloukem hořícím mezi nimi a elektrodou. Oblouk taví okraje dílů a elektrodu, roztavený kov tvoří svar;

♦ elektrické poloautomatické svařování pod tavidlem, při kterém se svařování provádí obloukem hořícím pod tavidlem mezi výrobkem a elektrodovým drátem procházejícím pružnou hadicí od podávacího mechanismu. Tavidlo, částečně roztavené při svařování a tvořící vrstvu strusky na povrchu svaru, má chránit roztavený kov před škodlivými účinky kyslíku a dusíku ve vzduchu a zlepšit vlastnosti vyloučeného kovu;

♦ elektrický oblouk s odtavnou elektrodou v oxidu uhličitém, který je přiváděn do zóny oblouku pod nízkým tlakem přes speciální hrot. Oblouk je udržován mezi přídavným drátem a svařovaným dílem.

Rýže. 1. Hlavní metody elektrického svařování a poloha švů: a - elektrický oblouk manuální s odtavnou elektrodou: 1 - díly ke svařování; 2- elektrický oblouk; 3 - elektroda; b- elektrický oblouk poloautomatický ponorný oblouk: 1- svařovaný výrobek; 2 - drát elektrody; 3 - tavidlo; 4 - držák; 5 - ohebná hadice; 6- podavač; c - elektrický oblouk s tavnou elektrodou v oxidu uhličitém: 1 - výrobek ke svařování; 2 - oblouk; 3 - plnicí drát; G- elektrostruska: 1- jezdce; 2 - díly ke svařování; 3 - drát elektrody; 4- tavidlo; 5 - struska; 6 - svar; d, f, g - poloha švů v rovině (d - bok, f - čelní, g - šikmý); h - ve vesmíru: I- dolní; II- vertikální; III - strop; a - vodorovný šev zapnutý. vertikální rovina

Svařování v ochranných plynech stavnými i netavitelnými elektrodami může být automatické a poloautomatické. Tato metoda se vyznačuje vysokou produktivitou a dobrou kvalitou švu;

Elektrostruska, ve které se tavidlo a elektrodový drát přivádějí do mezery mezi svisle umístěnými částmi určenými ke svařování. Na začátku procesu hoří oblouk po vytvoření dostatečně velké vrstvy strusky, zhasne, protože vodivost kapalné strusky je vyšší než vodivost oblouku. Elektrický proud procházející tekutou struskou uvolňuje velké množství tepla, dostatečné k roztavení elektrodového drátu, hran spojovaných dílů a vytvoření svaru. Tekutý kov je držen v lázni tvořené jezdci přitlačenými k dílům. Místo drátu lze použít deskovou elektrodu.

Svářečské práce pro montáž kovových a výztužných konstrukcí na stavbách se provádějí převážně pomocí svařování elektrickým obloukem. Nejpoužívanější metodou je ruční obloukové svařování, které je postupně nahrazováno pokročilejšími typy svařování: poloautomatické s plněným drátem, poloautomatické vaňové a vanové svařování, poloautomatické s otevřeným obloukem ve stínění plyn, elektrostruska atd. Podle typů svarů při instalaci a montáži konstrukcí lze obloukové svařování rozdělit na švové a bodové, vícesvarové, vanové a vanové.

Elektrody pro ruční obloukové svařování jsou ocelové svařovací dráty o průměru 1,6-12mm a délce 225-450mm, potažené speciálním povlakem, který zajistí stabilní hoření svařovacího oblouku a získá spojení s požadovanými vlastnostmi.
Pro automatické a poloautomatické svařování pod tavidlem a svařování v ochranném plynu se používá pevný ocelový svařovací drát. Měl by být očištěn od rzi, mastnoty a jiných nečistot.

Obalené elektrody, plněné dráty a tavidla musí být před použitím kalcinovány podle podmínek stanovených výrobci svařovacích materiálů. Kalcinované svařovací materiály by měly být skladovány v sušicích pecích při 45-100 °C nebo ve skladech s teplotou vzduchu minimálně 15 °C a relativní vlhkostí maximálně 50 %, aby se zabránilo vlhkosti a mechanickému poškození. Před použitím se tavidlo vysuší na normální vlhkost (0,1 %).

Zdrojem energie pro svařovací oblouk jsou transformátory, měniče a usměrňovače. Pro svářečské práce prováděné v uzavřených, vytápěných místnostech je vhodné používat svařovací usměrňovače citlivé na změny teplot; Měniče a transformátory je lepší provozovat venku.

Při práci v terénu se jako zdroje energie používají svařovací agregáty skládající se z generátoru stejnosměrného proudu a spalovacího motoru, namontované na společném rámu a spojené elastickou spojkou. Jednotka se instaluje do karoserie automobilu, na přívěs za automobil nebo traktor.

Svařování konstrukcí by mělo být provedeno po kontrole správné montáže.

Typy švů instalačních spár ocelových konstrukcí v závislosti na jejich poloze jsou znázorněny na Obr. 1, di. Hlavní typy svarových spojů jsou jednosvarové a bodové. Spoje švů mohou být provedeny se dvěma překrytími nebo překryté. V tomto případě se provádějí dva nebo čtyři boční švy. Tupé bodové spoje se provádějí se dvěma překrytími tyčí, čtyřmi hroty na jedné straně as překrývajícími se tyčemi, dvěma hroty na jedné straně as překrývajícími se tyčemi, dvěma hroty na každé straně.

Typy svařování výztuže jsou uvedeny na Obr. 8.2. Nejúčinnějším způsobem spojení výztužných prutů o průměru 20-40 mm na staveništi je svařování v odnímatelných formách pro opakované použití (měď, grafit atd.) nebo jednorázové použití. Efektivní je technologie lázeňského svařování ocelí pomocí pružných podkladových pásek ze sklolaminátu a sklolaminátových materiálů. Formy se odstraní 5-10 minut po ukončení svařování.

Obr..2. Typy svařování výztuže: a - přesah pro tyče o průměru do 40 mm; b- stejné, do 80 mm; c, d - s podložkami pro tyče o průměru do 80 mm; d - s ocelovým těsněním pro tyče o průměru 20-30 mm, umístěné vodorovně; e - totéž, svisle; g - tupý spoj s drážkou bez obložení tyčí velkého průměru; h, i - poloautomatické svařování vodorovných a svislých tyčí; k, l - ruční elektrodové bazénové svařování vodorovných a svislých tyčí; 1- drát; 2 - struska; 3 - nanesený kov; 4 - elektroda.

Celková plocha průřezu vyzdívek musí přesahovat plochu průřezu o 30-50 % u oceli třídy A-I, A-II a o 100 % u třídy A-III.A-IV.

Pro zajištění požadované pevnosti svarového spoje se délka návarů a svarů volí s ohledem na třídu základního kovu a průměr spojovaných tyčí. d. Délka musí být minimálně 3d 2 (pro oboustranné švy) nebo 6d, (pro jednostranné švy) pro pruty třídy A-I, 4d 2 nebo 8d, - pro třídy A-II a A-III a 10d 2 nebo 5d , - pro třídu A -IV. Při bodovém svařování tyčí musí být délka přesahů nebo přesahů minimálně 3d 2 pro tyče třídy A-I, 4d, -- pro třídu A-III. Minimální rozměry hrotů by měly být: délka 0,27-1,2 mm, šířka 1,2-2 mm.

Technologické režimy pro zajištění vysoké kvality svaru se volí v závislosti na typu svarového spoje a tloušťce svařovaného kovu v následujícím pořadí: nastavte typ elektrody, její průměr a proudovou sílu, které jsou výchozí pro odběr všechny ostatní parametry. V tomto případě se průměr elektrod volí v závislosti na tloušťce svařovaného kovu da a intenzita proudu I se volí v závislosti na průměru elektrody d.

Pro normální svářečské práce je akceptován následující poměr těchto veličin:

Tyto hodnoty nelze považovat za konstanty, protože svařovací proud závisí nejen na průměru elektrody, ale také na jejím typu, podmínkách svařování, rychlosti pohybu elektrody, tepelném příkonu atd. Volba průměru elektrody při svařování ve spodní poloze je prakticky neomezená a závisí na kvalifikaci svářeče.

Při svařování ve svislé poloze byste neměli volit elektrody o průměru větším než 5 mm, při svařování ve stropní a horizontální poloze se nedoporučuje používat elektrody o průměru větším než 4 mm;

Při svařování v horizontální, vertikální a stropní poloze by měl být svařovací proud o 10-20% nižší než při svařování ve spodní poloze. Snižuje se také napětí.

Studie ukázaly, že síla proudu (I) roste rychleji než průměr elektrody (d 3) a pomaleji než její průřez. V praxi však při volbě síly proudu používají závislost I = K-d g (K je konstantní koeficient rovný 40-50).

Kromě toho je třeba vzít v úvahu typ ochranného povlaku elektrody. Elektrody s tenkým stabilizačním povlakem vyžadují nižší proud, zatímco silný povlak vyžaduje proud vyšší.

Technika svařování musí zajistit, aby byl získán svar nebo bod se stanovenými rozměry a požadovanou pevností.

Velký význam má technika svařování, která závisí na tloušťce svařovaných dílů, šířce švu a hloubce průvaru. Při přímém pohybu elektrody podél švu bez oscilačních pohybů se ukládá úzký (závitový) korálek.

Změnou sklonu elektrody (úhel a) můžete upravit hloubku průniku a ovlivnit chlazení lázně. Pokud aplikujete oscilační pohyby na elektrodu podél osy elektrody shora dolů, podél linie švu a přes šev, můžete dosáhnout různého stupně zahřátí okrajů výrobků, zpomalit ochlazování svarové lázně a získat požadovanou penetraci a šířku švu.

Svařování výztužných tyčí se provádí ve dvou fázích: nejprve jsou tyče sestavené ve vodiči zajištěny cvočky umístěnými na jedné straně a poté jsou švy umístěny mimo vodič. Pořadí svarů závisí na třídě oceli a jejím chemickém složení. Svařování spojů s přesahy a přesahy z oceli tříd A-I, A-II, A-Sh se provádí od středu přesahů až po jejich konce.

Ocel třídy A-IV (třídy 20KhG2Ts, 20KhGST) je svařena s posuvnými návary, což snižuje tepelný účinek na ocelovou konstrukci. Za stejným účelem musí svařování začít od konců překrytí a šev by měl být proveden v šachovnicovém vzoru, nejprve podél jedné strany spoje a poté (po ochlazení jednostranného svarového spoje pod 100 °C) podél druhou stranu, ale s odstupem od konců překrytí d. To pomáhá rozptýlit místní napětí.

V posledních letech se pro svařování zavádějí nové metody - poloautomatické svařování plněným drátem, otevřeným obloukem v prostředí ochranného plynu a pod vrstvou tavidla.

Poloautomatické svařování plněným drátem se úspěšně používá pro různé typy spojů tyčové výztuže periodických a hladkých profilů. Svařování je prováděno plněným drátem EPS-15/2, PP-ANZ a dalšími na poloautomatech se svařovacím konvertorem PS-300M; Transformátory PS-500, PSG-500-1 nebo TSD-500 atd.

Svařovací poloautomatické stroje mají stejné zařízení, ale jiné uspořádání. Mohou být stacionární, mobilní a přenosné. Svařovací poloautomat obsahuje cívku drátu, podavač, pružné vodicí lano, držák na ruku nebo hořák. Poloautomatické stroje poskytují konstantní, plynule řízené podávání drátu a umožňují získat vysoce kvalitní spojení.

Při svařování pod tavidlem hoří svařovací oblouk mezi elektrodou a obrobkem pod vrstvou sypké hmoty - tavidla. V důsledku ponoření oblouku do hmoty vzniká prostředí, které výrazně zlepšuje podmínky pro vznik svaru, zvyšuje tepelnou bilanci svařování, zabraňuje rozstřiku a plýtvání kovem. To vše umožňuje zvýšit svařovací proud 6-8krát, čímž se dostane na 4000 A, a přirozeně zkrátit dobu svařování téměř 10krát, což poskytuje podmínky pro použití poloautomatických a automatických svařovacích jednotek.

Nejběžnější je poloautomatické svařování v ochranné atmosféře. Účinnost plynové ochrany spočívá v tom, že proud plynu (obvykle CO 2) z trysky držáku chrání svar před oxidací, umožňuje použití elektrodového drátu malého průměru (1 - 1,5 mm) bez povlakování a svařování v libovolné poloze bez nebezpečí popálení kovu.

Obloukové svařování v ochranné atmosféře plynu je vysoce produktivní, snadno se automatizuje, umožňuje spojení bez tavidel a nevyžaduje povlaky na elektrodách. Jako ochranné plyny se používají inertní plyny, oxid uhličitý, vodík atd. Toto prostředí zjednodušuje proces svařování, umožňuje pozorování svaru a výrazně zlepšuje kvalitu švu, protože v tomto případě šev prakticky neinteraguje. kyslík a dusík ve vzduchu. Vzniklá malá svarová lázeň umožňuje svařování bez nebezpečí popálení kovu.

Práce v oblasti výzkumu módů a svařovacích technik pro tepelně zpevněnou výztuž má velký teoretický i praktický význam. Hlavním problémem při svařování těchto ocelí je měknutí části tepelně ovlivněné zóny, která byla zahřátá na 700 °C, čím větší je příkon svařování, tím širší je zóna měknutí je nutné používat svařovací režimy s tepelným příkonem do 2-10 4 J/cm (500 cal/cm), dále používat svařovací metody s nejmenším přestupem tepla do základního kovu V tomto případě svařování pod vrstvou tavidla a v prostředí ochranného plynu Pro ruční a poloautomatické svařování je racionální použít elektrody E55-F, které zajistí rovnoměrnou pevnost svarového kovu s hlavním tepelně zpevněným kovem, nebo elektrodovým drátem Sv -10G2, Sv-10GSMT a další pro svařování pod tavidlem.

Obloukové svařování s vícevrstvými švy se používá ke spojení výztužných rámů na staveništích, protože ve stavebních podmínkách není vždy možné použít svařovací stroje. Takovými spoji mohou být montážní celky železobetonových konstrukcí (příčníky se sloupy, nosníky se sloupy, sloupy se sloupky atd.). V tomto případě musí být tyče a další výztužné prvky, které mají být instalovány a spojovány svařováním, koaxiální a nesmí mít odchylky vyšší než přípustné (+5-20 mm pro tenké a +40-50 mm pro masivní konstrukce). Měla by být uvedena doporučená mezera mezi konci tyčí. Svařovaný spoj lze provést bez překrytí as montáží opěrných konzol.

Zadní strana je dodatečným detailem spoje, který slouží jako forma pro vytvoření svaru a po provedení spojení částečně rozkládá síly ve výztužné tyči. Podložky půlkruhového tvaru se nazývají svorky podložek. Délka obložení konzoly musí být alespoň 2d, ale ne méně než 30 mm, a tloušťka - 0,2d, ale ne více než 4-6 mm. Pro zajištění dobrých svařovacích podmínek se při provádění vodorovných spojů na nosných konzolách seříznou konce tyčí pod úhlem 5-10° a při provádění svislých spojů pod úhlem 30-40°. Při provádění vodorovných a svislých spojů svařováním bez podložky se konce tyčí na jedné nebo obou stranách odříznou (v závislosti na přístupu k nim).

Svařování s vícevrstvými švy lze provádět pomocí poloautomatických strojů nebo ručně. V tomto případě se používají hadicové poloautomatické stroje A-765M, A-1114M, A-547U, PSh-5 atd. Doporučenými zdroji jsou usměrňovače VS-500, VS-600, měniče PSG-500 s a. tuhá vnější charakteristika nebo měniče PSU-500 , PSO-500. Při poloautomatickém svařování se technologické režimy volí v závislosti na průměrech svařovaných tyčí a elektrodového drátu a umístění švu v prostoru.

Pro zajištění vysoké kvality spojů se svařování s opěrnými konzolami a bez nich provádí v určitém pořadí. Při okolní teplotě (vzduchu) nižší než 0 °C, v připojovacím úseku dlouhém do 500 mm, je třeba tyče před svařováním zahřát hořákem. Teplota ohřevu by neměla překročit 600 °C u oceli A-I, 800 °C u ocelí A-P, A-Sh, jinak dojde v oceli ke strukturálním změnám a sníží se její pevnost Po svařování se spoj zahřívá 3-5 minut Při navařování na konzolové obložení se každý spoj provede následovně: nejprve se držák uchopí navařenými body, poté se spoj svaří ve spodní části mezery mezi konci tyčí a obložením. které jsou švy aplikovány ve vrstvách.

Vanové a vanové švové svařování se používá pro tupé spoje tyčí a desek o průměru (tloušťce) 20-80 mm. Tyto typy svařování jsou velmi ekonomické, snižují pracnost práce a také spotřebu elektřiny a elektrod 2-2,5krát ve srovnání se švovým svařováním. Podstatou svařování bazénu a bazénového švu je vytvoření tekuté lázně roztaveného kovu mezi konci tyčí, položené na kovové (ocelové nebo měděné) obložení. Podšívka slouží k vytvoření švu a není zohledněna při výpočtu pevnosti spojení tyčí do průměru 32 mm. Při svařování obecného kovu o průměru (tloušťce) 36-80 mm se má za to, že obložení absorbuje část sil působících na tyč, tzn. považovat to za překrytí tupých spojů.

Při vytváření svaru se teplo roztaveného přídavného kovu (elektrod) ohřívá a taví konce spojovaného kovu a po ztuhnutí se vytvoří svar. Tyto metody lze rozdělit na svařování v lázni, svařování v lázni a elektrostruskové svařování.

Svařování lázně se provádí na pevných nebo kompozitních ocelových podložkách, stejně jako na skladových měděných podložkách. Může to být poloautomatický ponorný oblouk, víceelektrodový a jednoelektrodový.

Poloautomatické svařování pod tavidlem se používá pro svarové spoje kovu 20-40 mm pomocí poloautomatů A-537, A-765 a svařovacího drátu Sv-0,8 nebo Sv-0,8A o průměru 2,0-2,5 mm. Při svařování drátů z ocelí tříd A-1-A-III se používají tavidla AN-8, AN-22, FN-7 atd., což je sklovitý zrnitý materiál o zrnitosti 0,25-3,0 mm. Během svařování tvoří roztavené tavidlo plášť, který chrání kapky materiálu elektrody a tekutý kov svarové lázně před škodlivými účinky vzduchu. Ke koncům tyčí připravených pro svařování jsou připevněny podložky, aby bylo možné se svařovacím drátem manévrovat. Před začátkem svařování se do formy nalije tavidlo.

Po krystalizaci a ochlazení svaru se struska odstraní a inventární polštářky se oddělí.

Víceelektrodové bazénové svařování se provádí ke spojení základního kovu 20-80 mm pomocí hřebenu elektrod při napájení střídavým proudem. Použití skupinových elektrod spojených deskou nebo instalovaných v deskovém elektrickém držáku může dramaticky zkrátit čas potřebný k získání roztavené lázně a následně zvýšit produktivitu práce.

Jednoelektrodové bazénové svařování se používá k výrobě svarových spojů jednotlivých tyčí v měděných formách s malým objemem roztavené lázně. Při této metodě může být zdrojem elektrické energie stejnosměrný nebo střídavý proud.

Vanové švové svařování se od vanové liší tím, že ocelový podklad slouží nejen k vytvoření svaru, ale zůstává přivařen k tyčím, absorbuje část sil, působí jako obložení a zpevňuje svarový spoj. Při svařování vanových švů se kromě svařování konců svařují také boční švy. V tomto případě se rozměry obložení volí v závislosti na průměru svařovaných tyčí. Vanové a vanové švové svařování lze provádět jednou elektrodou nebo skupinou elektrod (3-8). Režimy svařování závisí na průměru svařované výztuže, typu vyzdívek a průměru elektrod.

Elektrostruskové svařování je charakteristické tím, že hlavní část energie vynaložené na ohřev a tavení kovu poskytuje teplo vznikající ve struskové lázni při průchodu proudu. Tekutá struska zajišťuje přechod elektrické energie na tepelnou energii, chrání roztavený kov před vystavením povrchu kovové taveniny a v některých případech leguje svarový kov. Tavicím tavidlem se vytváří strusková lázeň, která vyplňuje prostor mezi svařovanými díly a měděnou formou. Nejprve se ve vrstvě tavidla vytvoří elektrický oblouk, který tavidlo roztaví a poté mizí výrazná blízkoelektrodová oblast, proud přechází z elektrody do struskové lázně, která zajišťuje roztavení báze a plniva (elektrody) kovy. Faktor využití tepelné bilance elektrostruskového svařování je mnohem vyšší než u svařování otevřenou elektrodou.

V současné době se používá poloautomatické elektrostruskové svařování obecného kovu 20-40 mm. Tento typ svařování je ve srovnání s svařováním v lázni mnohem efektivnější, zajišťuje vysokou kvalitu svarů, zvyšuje produktivitu práce a snižuje spotřebu elektrické energie a elektrodového drátu. Na stavbách je proto bazénové svařování postupně nahrazováno elektrostruskovým. Materiálem pro elektrostruskové svařování je elektrodový drát o průměru 2-2,5 mm Sv-08GA, Sv-08A a další, dodávaný poloautomaty A-765, PSh-5-1, PSh-54 pomocí tavidla AN-348A , FC-4ipr.

Při volbě technologických režimů svařování je nutná určitá rychlost tavení (posuv drátu 265-55 m/h), aby nedošlo k ochlazení bazénu, aby byla zajištěna jeho dostatečná hloubka, délka prodloužení suché elektrody (30-80 mm) a proudová síla (360-500 A).

Technika elektrostruskového svařování je identická pro spojování vertikálních i horizontálních tyčí. Na dno formy (objem lázně) se nalije tavidlo o tloušťce 20-25 mm. Během první svařovací periody je konec drátu elektrody ponořen do tavidla a bodovým kontaktem s kovem je vybuzen oblouk a spodní část konce tyče je tavena, čímž dochází k oscilačním pohybům elektrody. Po vytvoření strusky a následně kovové lázně pokračuje pohyb elektrody až do naplnění formy. Když hladina tekuté strusky dosáhne horního okraje formy, proces svařování se dočasně zastaví a obnoví se poté, co se roztavený kov smrští (v okamžiku, kdy struska ztmavne), aby se vyplnil smršťovací kráter.

Pro zvýšení produktivity ručního obloukového svařování se používá svařování svazky (hřebenem) elektrod nebo víceobloukové svařování (třífázové obloukové svařování). Při svařování svazkem elektrod hoří oblouk střídavě na elektrodách svazku, což umožňuje získat vyšší proudovou hustotu a zvýšit hloubku průniku. Třífázové obloukové svařování vyžaduje speciální dvojité elektrody.

Podstatou pulzního svařování je, že při pulzu je elektrodový materiál přenášen do svarové lázně ve formě rozstřiků a při nízkém proudu je roztavená lázeň udržována. To poskytuje dobrou kvalitu švu a zvyšuje produktivitu procesu, zejména snížením rozstřikovaného kovu. Použití elektronického řízení síly pulzního proudu, trvání a frekvence pulzů současně s rychlostí podávání drátu elektrody umožňuje získat vysoce kvalitní oblouk, který zajišťuje svařování ve všech polohách. Takové zařízení se nazývá synergické.

Kvalitativně nový způsob svařování vysokofrekvenčním usměrněným proudem se vyznačuje univerzálními vnějšími charakteristikami s možností jejich nastavení. Lze jej použít pro ruční i automatické svařování elektrickým obloukem a argonovým obloukem. Tato metoda zajišťuje stabilitu svařovacího procesu a nízký rozstřik, umožňuje získat vysoce kvalitní svary, pracovat v kontinuálním a pulzním režimu.

Svařování defektů povolených ke korekci se provádí pomocí elektrod o průměru do 4 mm po očištění místa defektu brusným nástrojem a předehřátí spoje na 200-260 °C.