Можно ли сваривать арматуру для фундамента

Можно ли сваривать арматуру для фундамента

Метод сварки для скрепления сегментов арматуры проволокой на практике используется часто. Метод используется на стальную и композитную арматуру. Последняя появилась сравнительно недавно и редко применяется в частном строительстве. Копирование фундамента необходимо для усиления прочности конструкции и увеличения срока эксплуатации здания. Для монтажа железобетонных конструкций разработаны государственные стандарты соединений.

Особенности сваривания арматуры

Все способы крепления арматурных стержней регламентированы ГОСТ 14098-91. При создании решетчатых каркасов удается получать перекрестные соединения по прочности сопоставимые с арматурой. Предпочтительнее соединять прутки встык, наращивая до нужной длины. Прочность наращиваемых встык каркасов выше, чем при сварке арматурных стержней внахлест. Нарушается соосность, симметрия распределения нагрузки. Металл варят методом наплавки и расплавления. Надежность расплавленного соединения выше, чем у наплавки, но метод не применим на строительных объектах, при сварке арматуры на высоте.

До горячей обработки следует осуществлять зачистку металла, чтобы в рабочей зоне не было ржавчины, частичек металла. При стыковых соединениях кромки выравнивают резаком.

Электроды

Электроды доступны в свободной продаже в любом строительном магазине. При выборе рекомендовано учитывать следующее:

• для стержня диаметром до 14 мм и при работе на обычных сварочных машинах, можно воспользоваться устройствами типа «АНО-21»;
• для работы с металлом свыше 14 мм, использованию подлежат электроды, диаметром 4 мм;
• необходимо корректно подобрать величину тока, что влияет на качественные характеристики шва. Можно провести несколько проб с куском проволоки, используемой для создания сетки. Если электрод слегка прилипает к металлу, ток увеличивается;
• электроды для сварки арматуры А500С, должны быть предназначены для работы с низкоуглеродистой статью.

Виды сварки арматурных прутков

Сварка арматурных стержней может производиться тремя способами:

• Сварка плавящимся электродом внахлест двух прутков.
• Встык.
• Контактная сварка.

Сварка внахлест

Необходимо отметить, что данная технология обычно используется только в тех случаях, когда собирается арматурная конструкция, которая не будет подвергаться большим нагрузкам. Особенно это касается нагрузок на изгиб. Такое соединение не является прочным и надежным.

По сути, сварка внахлест – это стыковка стержней в продольной плоскости со смещением относительно их концов на расстояние 15-30 см. И чем больше нахлест, тем прочнее свариваемая конструкция. При этом необходимо учитывать, что сварка должна производится с двух противоположных сторон соединения. Это иногда создает неудобства проведения самого процесса, к примеру, один сварочный шов располагается сверху двух соединяемых прутков, второй снизу. Так вот до нижнего нередко добраться просто нет возможности, поэтому такой стык получается уж очень ненадежным.

Перед тем как варить арматуру внахлест, нужно подготовить стержни. А именно, зачистить стыкуемые концы железной щеткой. Некоторые сварщики, чтобы создать плотный прижим двух арматурных стержней, обрабатывают стыкуемые стороны абразивным инструментом, делая их плоскими.

Что касается режима сварки каркасов из арматуры, то многое будет зависеть от диаметра самих свариваемых арматурных прутков. К примеру, стержни диаметром 5-8 мм варятся электродом диаметром 3 мм, для 8-10 мм используется расходник 4-х миллиметровый, и выше 10 мм применяются электроды диаметром 5 мм.

А вот со значениями силы тока надо быть аккуратным, это более точная величина. В таблице указано соотношение толщины арматуры и тока, используемого для ее сварки.

Диаметр, мм	Ток, А
5	200
6	250
8	300
10	350
20	450

Кстати, для сварки внахлест можно использовать расходники марки АНО или МР. Хотя здесь строгих ограничений нет.

Сварка встык

Можно сваривать арматуру встык, просто обварив два конца, соединенных прямыми торцами? Можно, но это соединение не отвечает необходимым требованиям по прочности и надежности сваренных каркасов. Поэтому для сварки арматурных элементов встык используется ванная технология.

Суть ее заключается в том, что соединяемые концы арматуры погружаются в металлическую форму, которая сильно напоминает обычную ванну. После чего саму арматуру, а точнее ее соединяемые концы, плавят электродом при сильной величине тока (450-550 ампер). Расплавленный металл заполняет ванночку, тем самым скрепляя два прутка арматуры единым монолитным стержнем, толщина которого определяется размерами ванночки. Кстати, расстояние от стержней до стенок ванны – 1,5-2,0 см.

Такое соединение называется неразъемным, потому что сама металлическая форма становится единым целым со сваренными арматурными прутками. И это соединение впоследствии заливается бетонным раствором. Есть разъемные формы, которые изготавливаются из меди или графита. После заполнения ванны расплавленным металлом, и после его полного остывания, такие формочки просто снимаются. И их можно использовать еще несколько раз.

Существует определенная техника сварки каркасов ванным способом.

• Производится розжиг дуги об один из концов соединяемой арматуры.
• Этот конец плавится до тех пор, пока на дне ванночки не образуется небольшое количество расплавленного металла.
• Затем электрод перемещается на соседний конец, который точно также плавится.
• Попеременно расплавляя арматуру, заполняется ванночка.
• Как только арматурные прутки покроются расплавленным металлом, можно заканчивать сварку. Но перед этим расходником необходимо сделать несколько круговых движений между концами прутков. Таким образом, создается единый температурный режим металла внутри формы. То есть, сталь будет равномерно остывать, что не создаст в остывшем сварном шве трещин, пор и других дефектов.

Варить арматуру для фундамента или любого другого несущего строительного элемента можно одним электродом, несколькими. Можно использовать инверторы (220 вольт), трансформаторы (380 вольт), полуавтоматы и автоматы.

Есть еще один вариант, как правильно варить арматуру встык. Это, по сути, ванный способ, только вместо объемных форм используются стержни арматуры, которые подрезаются на определенную длину. Из них создается ванночка, то есть, прутки привариваются к основным соединяемым стержням полукругом. После чего сам процесс сварки проводится по точно такой же технологии, что и при использовании готовой объемной формы.

Сварка точеная контактная

Преимущество этого вида сварки арматуры – это отсутствие плавящихся электродов, возможность полностью автоматизировать и механизировать сам процесс, плюс высокая производительность проводимых работ. И два недостатка – проводить сварку можно лишь в цеховых условиях (не на объекте) из-за большой массы сварочного оборудования, и сами сварочные аппараты потребляют достаточно большой объем электроэнергии.

Процесс контактной сварки достаточно прост. В основе ее лежит способность электрического тока проходить через металлы, а в местах с большим сопротивлением выделять значительную тепловую энергию. Так вот такое место в соединение двух стержней арматуры и есть сам стык. Именно здесь и выделяется огромное количество тепла, которая доводит стержни до пластического состояния и частично до жидкого. Так и происходит сварка.

Сегодня используются два типа контактной сварки:

• С непрерывным оплавлением.
• С прерывистым с предварительным нагревом стержней.

Обычно первый способ используется для сварки арматуры первого класса (А-1), вторую для других классов. Перед сваркой каркасов из арматуры точеным соединением сами прутки обрабатываются железной щеткой. Если срез был сделан автогеном, то рекомендуется наплывы металла убрать зубилом.

Основные параметры каркасной сварки – это сила свариваемого тока, его плотность на зажимах, длительность процесса, давление зажимов и длина выступающих из зажимов электродов. К примеру, если арматура сваривается непрерывным способом оплавления, то плотность тока должна быть в пределах 10-50 А/мм², длительность сварки 1-20 секунд (все зависит от диаметра свариваемых стержней). Что касается удельного давления зажимов, то опять-таки используется зависимость от сечения прутков и марки стали, из которой арматура была сделана. К примеру:

• Арматура марки А-1 – давление 30-50 МПа.
• А-2(3) – 60-80 МПа.

Опытные сварщики знают, что чистота губок зажимов играет не последнюю роль в качестве проведенной контактной сварки. Поэтому их периодически зачищают или меняют на новые. А значит, определенный комплект губок – это необходимое условие качественного проведения сварочного процесса.

Сварочный шов контактным точечным соединением обязательно проверяется в лаборатории. Но можно провести и чисто визуальный контроль. Если стык после окончания работы похож на приплюснутую конструкцию с бортиками между сваренными концами арматуры, то это высокое качество. Если стык имеет бочкообразную форму, то неправильно был выбран один из параметров сварочного процесса. Такое соединение не является хорошим.

Несколько разновидностей сварки арматурных прутков дает возможность использовать одну из них, как эталон качества соединения. Каждая технология применима в определенных условиях для определенных строительных конструкций. Поэтому перед началом сварочных работ необходимо определиться с выбором.

Технология

Число перекрещивающихся стержней, оплавляемых одновременно, должно составлять не более четырех. Самая высокая прочность сварных точек достигается при соединении двух прутков.

Технологический процесс точечной сварки арматуры включает:

• выбор режима;
• выправка стержней;
• подготовка поверхности прутков;
• сборка элементов под сварку;
• сварочный процесс;
• обработка;
• контроль качества.

Режимы сварки

К параметрам режима относятся:

• сварочный ток;
• размеры контактной поверхности электродов;
• усилие сжатия прутков электродами машины.

Режимы процесса условно подразделяют на жесткий и мягкий.

Жесткий

Для жесткого режима характерно:

• непродолжительность протекания сварочного тока большой плотности (120-360 а/мм 2 );
• кратковременный нагрев свариваемого материала.

Жесткий режим применяют для сплавления арматуры малого диаметра:

• круглых стержней с плоскими включениями сортового проката;
• гладких прутков с прутками периодического профиля;
• холоднообработанной арматуры.

Преимущества жесткого режима:

• уменьшение времени на рабочий процесс;
• повышение производительности.

К недостаткам относятся:

• повышенная рабочая мощность;
• сетевые нагрузки.

Мягкий

Этот режим используется для соединения прутков большого диаметра. Длительность протекания тока – большая, плотность – маленькая (80-160 а/мм 2 ). Нагрев заготовок происходит плавно.

• небольшое количество потребляемой мощности;
• недорогое оборудование.

Недостатками считаются снижение производительности труда, увеличение расхода электроэнергии, пережог или перегрев металла ядра.

При сварке арматуры разного сечения режим процесса определяется по стержню наибольшего диаметра. Если условия работы не соответствуют заявленным, режим подбирается опытным путем.

Подготовка арматуры

Для обеспечения прилегания друг к другу в зоне контакта прутки перед соединением выправляют. Затем проводят зачистку их поверхности в точках перекрещивания до чистого металла.

Способ подготовки поверхности зависит от материала стержня, состояния его поверхности. Удаляют загрязнения, пленку, ржавчину.

Следующий этап – сборка под сварку. Прутки укладывают между электродами и фиксируют в нужном положении, плотно прижимая.

Процесс соединения

Алгоритм контактной точечной сварки арматуры состоит из этапов:

1. Подготовленные стержни укладываются в заданном положении между электродами контактной машины и плотно прижимаются в точке соединения.
2. В зону контакта подается питание и происходит нагрев металла до состояния пластичности. Прижатие способствует созданию уплотняющего пояса в свариваемой точке, что не позволяет металлу растекаться.
3. В результате совершения усилия сжатия электродов происходит сварка арматуры.

Имеется два способа – непрерывным и прерывистым оплавлением. Аппаратами для контактной сварки поддерживаются оба режима.

Непрерывный метод заключается в постоянном воздействии тепла, расплавляющего торцы прутков. Концы оплавляются до получения сварного соединения. Способ используется для соединения арматуры класса А1 и подходит для изделий, не подверженных упрочнениям.

Прерывистое оплавление подразумевает непостоянное воздействие дуги. Метод применяют для соединения прутков, обработанных способом горячего проката.

Преимущества и недостатки ванной сварки арматуры

К преимуществам можно отнести:

• рациональный расход исходных материалов;
• высокое качество соединения;
• отточенная технология, которая позволяет добиться высокого качества;
• разнообразие инверторных форм, что позволяет сделать выбор точно под размеры арматуры.

Отрицательные стороны технологии:

• более требовательная подготовка, занимающая много времени, особенно это касается точного выставления концов двух соединяемых арматурных прутьев;
• большой расход стальных ванночек;
• высокая цена медных форм.

Итак, ванный способ соединения арматурных стержней, если его правильно проводить, это высокое качество конечного результата. Шов получается прочным и надежным. Место стыка гибким, как у сплошной арматуры, что позволяет выдерживать нагрузки на изгиб.

Способы стыковки

Стальные стержни соединяют между собой тремя основными способами:

• механический, посредством соединительной муфты;
• сварка;
• вязание с помощью проволоки.

Эти методы имеют полноправное существование, но применение одного из способов определяется технологическими условиями.

Механический

Применяется при соединении стальных стержней встык, то есть для удлинения детали. Суть метода основана на образовании монолитной конструкции посредством муфты. Конструкция изделия подразделяется:

• Обжимная. Принцип действия — обжим цилиндрической обечайки вокруг арматурного стержня. Используются специальные фиксирующие кольца, резьбовая гайка и другие приспособления.
• Резьбовая. Стыковка осуществляется резьбовым соединением. На стержне необходимо предварительно выполнить резьбу (цилиндрическая, коническая).

Основное преимущество — создание равнопрочной конструкции. Поэтому этот вид соединения используется при создании ответственных тяжелонагруженных строительных конструкций.

Сварка

• ускорение процесса сборки силового каркаса;
• снижение трудоемкости;
• стыковка изделий большого диаметра;
• автоматизация процесса (в промышленных масштабах).

Но есть существенные ограничения, вызванные свойствами металла, применяемого для производства арматуры. Отдельные виды стали подвергаются специальной обработке (термоупрочнение). Внутри металла создается определенная структура, увеличивающая прочностные характеристики силовых элементов.

При воздействии высокой температуры (сварка арматуры) происходит разрушение внутренней структуры, существенно падает прочность. Вследствие этого, одну из самых применяемых арматур — АIII, А400 соединять сваркой запрещено. Нельзя сваривать силовые изделия, если в названии отсутствует литера «С».

Соединение силовых стержней регламентируется:

• ГОСТ 14098-91.
• ГОСТ 10922-2012.
• СНиП 3.03.01-87.

Методы

• Ручной электродуговой с использованием отдельного электрода;
• Полуавтоматическая электрошлаковая;
• Контактный вид;
• Ванная и ванно-шовный способ.

Виды соединений силовых стержней (выдержка из ГОСТ 14098-91):

• Тавр (перекрестие).
• Стык (диаметр к диаметру).
• Нахлест (вдоль длинной стороны стержня).

Ручной способ стыковки используется при малых объемах производства или невозможности применить промышленный метод на территории завода. Отличается простым оборудованием. Но требуется высокая квалификация сварщика, чтобы не допустить пережога стальных изделий.

Использование ручного труда, высокая квалификация оператора, малая производительность делают электродуговой способ одним из самых дорогих методов.

Полуавтоматическая или контактная сварка развиты на промышленном производстве — в арматурном цехе. Условия позволяют автоматизировать процесс, повышая производительность, качество и снижая себестоимость работ.

Требования

Для оптимальной прочности при методе «внахлест» для арматуры длина сварного шва рассчитывается от диаметра соединяемых деталей. Наплавленный участок равен или более 10 поперечных размеров стального прутка. То есть стержень Ø25 мм должен иметь сварной шов не менее 250 мм.

Вязание

Самый простой и доступный метод, в отличие от сварки или механического способа. Обладает рядом преимуществ:

• простота применения;
• минимальный расход металла;
• низкая квалификация исполнителей (стоимость труда);
• обеспечение подвижности мест стыковки.

Первое преимущество используется для устройства силового каркаса в частном домостроения, хозяйственных постройках в сельской местности или неблагоприятных климатических условиях (дождь).

Последнее из списка достоинство позволяет составить конкуренцию другим методам:

Устройство фундамента. Большая часть зданий сооружается на мягких осадочных породах (глина и суглинок, супесь, насыщенный водой грунт). Осадка в таких геологических условиях может длиться 1-5 лет. При подвижке грунта оказывается силовое воздействие на фундамент. В случае жесткой стыковки (сварка), самые уязвимые (ослабленные) места — это соединительные швы, которые лопаются при предельных нагрузках. Вязка позволяет избежать этого негативного явления, сохраняя подвижность конструкции.

Метод вязания позволяет проще справиться со стыковкой арматуры разного диаметра, выполнить силовой каркас почти не уступающий промышленному производству. Дополнительный плюс — соединение полимерной арматуры, которая интенсивно применяется в частном домостроении.

Способы соединений вызывают много споров у частных лиц и профессионалов. Просьба к нашим читателям — поделитесь своим опытом по данной теме, оставив информацию в блоке «комментарии».

2 Сварка арматуры ванным способом – общая информация

Ванная технология обычно применяется для соединения:

• больших по диаметру арматурных изделий (от 2 до 10 сантиметров);
• стыков арматуры, расположенной в железобетонных конструкциях в несколько рядов;
• стыков фланцев, которые изготовлены из больших по сечению стальных полос.

Ванный способ отлично зарекомендовал себя для сваривания элементов крупных сооружений из железобетона, сложных арматурных каркасов, при возведении различных зданий и строений.Он гарантирует сохранение жесткости и прочностных параметров конструкции по всей ее длине при создании силового единого каркаса. Кроме того, ванная сварка может выполняться и горизонтально, и вертикально, что облегчает процесс соединения деталей без кантовки конструкции. А главное – описанный сварочный способ осуществляется стандартными приспособлениями, используемыми при обычной электродуговой сварке.

Основным условием получения высокого качества стыков при выполнении сварочных мероприятий является четкое совмещение выпусков арматурных прутков. Использование ванной технологии требует, чтобы оси свариваемых стержней не смещались по отношению друг к другу более чем на половину их сечения. Добиться указанной точности позволяет применение кондукторов специального вида, в которых расположение и геометрические показатели арматуры остаются неизменными в процессе сварки.

Суть ванного способа сварки такова: к арматурным элементам в месте их стыка присоединяется стальная форма (ее просто-напросто приваривают). В этой форме посредством электродуги формируют ванну с металлом, находящимся в расплавленном состоянии. Торцы арматуры от высокой температуры начинают плавиться, что приводит к образованию единой ванны материала сварочного шва. Впоследствии, когда металл остывает, создается требуемое сварное соединение.

Перед выполнением сварки торцы прутков и их поверхности тщательно зачищают, удаляя грязь, окалину, коррозию. Выполняется такая процедура, как правило, при помощи жесткой щетки со стальными щетинками. После этого арматура размещается соосно. При этом между торцами прутов требуется оставлять зазор, величина коего составляет менее полутора диаметров сварочных стержней.

Когда свариваются швы, расположенные по вертикали, роль формующего элемента играет штампованная листовая форма. Ее прикрепляют к нижнему элементу арматуры сваркой без применения присадочных материалов. Выполняя электродом колебательные постепенные движения (по отношению к осям прутков данные движения идут перпендикулярно), производят заплавление стыка по всему его сечению.

Образующийся шлаковый излишек нужно удалить, используя специальный черпак. После этого окончание верхнего арматурного прута присоединяют к нижнему стержню, а затем направляют наплавленный металл в форму. Выпуск шлака производится посредством прожигания в стенке формы отверстия (прожиг выполняется электродом). Впоследствии их снова заваривают.

Вместо заключения

Вот и все, что мы хотели рассказать вам о сварке арматуры. Приобретите станок для сварки арматуры и приступайте к работе. Чем больше практики, тем лучше будет результат ваших последующих работ. Не забывайте про индивидуальные средства защиты и соблюдайте правила безопасности на рабочем месте.

Расскажите в комментариях, приходилось ли вам сталкиваться с трудностями при сварке арматуры. Если да, то какими именно и какие советы вы можете дать для начинающих сварщиков. Поделитесь этой статьей в своих социальных сетях, чтобы другие мастера узнали для себя что-то новое. Желаем удачи в работе!