Svařování výztuže – popis různých metod

Hlavním požadavkem na betonové konstrukce je pevnost a odolnost. Aby se monolitická budova během smršťování nedeformovala, v procesu nalévání betonového roztoku je instalován speciální kovový rám – beton je vyztužen. K vytvoření takového armopásu se používají ocelové tyče, které jsou spojeny drátem nebo svařeny dohromady. Svařování výztuže je považováno za nejspolehlivější upevnění, takže jej zvážíme podrobněji.

Typy svařování tvarovek podle GOST

Podle normy GOST 14098-91 se spojování výztuže děje:

• elektrostruskový poloautomatický;
• koupelové šití;
• elektrický oblouk manuální;
• kontakt;
• koupelny.

V tomto případě může být samotný svařovaný spoj:

• lap (s ručním svařováním elektrickým obloukem);
• zadek;
• tee (bodové kontaktní svařování, pro které se používá jedna elektroda v lázni).

Podívejme se blíže na nejběžnější způsoby svařování výztuže.

Svařování překrytím

Tato technologie se nejčastěji používá pro zesílené prvky rámu, které nejsou vystaveny zvýšenému zatížení. To znamená, že takové svařování výztuže pro základ není vhodné. Totéž platí pro konstrukce vystavené velkému ohybovému zatížení. Tento typ připojení je považován za nejvíce nespolehlivý a nejméně odolný.

Principem takového spojování kovových tyčí je spojování tyčí v podélné rovině s jejich konci posunutými až o 30 cm proti sobě. Čím větší je přesah, tím větší bude pevnost svařované konstrukce.

Svařování překrytí výztuže se provádí na obou stranách spoje, což může způsobit nepříjemnosti, pokud je jeden ze svarů nahoře a druhý dole. V tomto případě může být velmi obtížné dostat se ke spodnímu švu.

Zdravý! Aby tyče lépe seděly, je třeba jejich konce očistit železným kartáčem a ošetřit brusnými nástroji tak, aby dosedací plochy byly rovné.

Výztužné rámy musí být svařeny v určitém režimu, který bude záviset na průřezu kovových tyčí. Řekněme, že používáte výrobky o průměru 5-8 mm. V tomto případě je nutné pro svařování použít elektrody o průřezu 3 mm. Pro tyče 8-10 mm budete potřebovat 4 mm spotřební materiál. Pokud je průměr tyčí větší než 10 mm, měly by být použity elektrody o průměru 5 mm.

Zdravý! Lze použít libovolné elektrody pro překrývající se svařování výztuže, nejčastěji však stavitelé používají přídavné materiály ANO a MR.

Je také nutné vzít v úvahu proudovou sílu, která bude vyžadována pro tyče různých průměrů:

• pro tyče o průměru 5 mm bude vyžadováno 200 A;
• 6 mm – ne více než 250 A;
• 8 mm – 300 A;
• 10 mm – 350 A;
• 20 mm – 450 A.

Další informace o klínových spojích naleznete ve videu:

Bodové svařování

V tomto případě probíhá proces spojování tyčí v automatizovaném a mechanizovaném režimu. Kontaktní svařování výztuže je považováno za nejrychlejší díky zvýšené produktivitě. Tato metoda má však dvě významné nevýhody:

1. Tyče je možné svařovat pouze v dílně, proto je nemožné provádět svářečské práce přímo na místě.
2. Svařovací zařízení je těžké a zařízení spotřebuje hodně elektřiny.

Technologie odporového svařování je založena na tom, že proud dobře prochází kovovými tělesy. V místech zvýšeného odporu (v místech spojování tyčí) dochází k většímu uvolnění tepelné energie, díky které se tyče taví a spojují.

Existují dva způsoby kontaktního svařování:

1. průběžné lemování (používá se při použití armatur nejvyšší třídy A-1);
2. tavení přerušovaně s přihlédnutím k předehřátí tyčí (platí pro jiné třídy tvarovek).

Pokud je výztužný rám svařován kontinuálním přetavením, bude to vyžadovat proudovou hustotu 10 až 50 A/mm2. V tomto případě nebude svařování trvat déle než 20 sekund (v závislosti na průřezu ocelových tyčí).

Je také nutné vzít v úvahu specifický tlak svorek, který bude také záviset na sekci a třídě tyčí. Například pro výztuž nejvyšší třídy A-1 bude zapotřebí tlak 30 až 50 MPa a pro tyče A-2 bude nutné toto číslo zvýšit na 60 až 80 MPa.

Zdravý! Před použitím houby pro svařování je třeba je vyčistit nebo vyměnit, protože na tom bude záviset kvalita prováděné práce.

Svarové švy vytvořené kontaktním svařováním je nutné vizuálně zkontrolovat. Pokud naučený spoj připomíná zploštělou strukturu, vybavenou bočnicemi mezi dvěma konci tyčí, pak byla práce provedena efektivně. Pokud je na křižovatce vytvořena konstrukce ve tvaru sudu, pak takové spojení nebude spolehlivé.

Svařování na tupo

V případě potřeby lze provést svařování na tupo. V tomto případě se dva konce tyčí jednoduše opaří a spojí rovnými konci. Je však třeba mít na paměti, že takové svařování na tupo nebude splňovat všechny potřebné požadavky GOST, design se ukáže jako nespolehlivý a méně odolný. Proto se pro vytvoření tupého spoje používá koupelnové svařování armatur.

Vlastnosti svařování v lázních

Podstatou této technologie je tavení ocelových tyčí, které jsou ponořeny do speciální formy z nízkouhlíkového ocelového materiálu – lázně (můžete si ji vyrobit sami nebo zakoupit hotovou matrici). Poté se konce výztužných tyčí nataví elektrodami (o průřezu 5-6 mm) při poměrně silném proudu řádově 450-550 A. Když roztavený tekutý kov naplní lázeň, výztuž jsou spojeny tyče, které se promění v jednu tyč, jejíž průřez bude záviset na rozměrech formy.

Zdravý! Pokud se svařování armatur ve vaně provádí při nízkých teplotách, pak je třeba zvýšit proudový výkon o 15 %.

Takové svařování je vhodné pro sloupy, základy a další konstrukce, které ponesou velké zatížení. Kromě toho se tato metoda používá pro:

• velké výztužné výrobky (průměr tyče 2-10 cm);
• vyztužení ve formě mřížky (když je rám položen v několika řadách);
• spojovací příruby z ocelových pásů největšího průřezu;
• spojení rámů složitého typu.

Použití lázně pro svařování výztuže umožňuje spojovat tyče horizontálně i vertikálně. Díky tomu je postup vytváření švů výrazně zjednodušen, není nutné lemování konstrukce.

Jak tento typ svařovacího procesu vypadá, jasně ukazuje video:

Podívejme se podrobněji na koupelnovou metodu spojování výztužných prvků.

Technologie svařování lázně

Chcete-li svářet sami, postupujte takto:

• Očistěte konce tyčí drátěným kartáčem, dokud se neobjeví kovový lesk. Je nutné zpracovat minimálně 3 cm od okrajů.
• Přivařte dva konce tyčí k lázni. Vzdálenost mezi konci svařovaných výrobků musí být alespoň 1,5 průřezu elektrody. Pokud používáte třífázový oblouk, lze mezeru zvětšit na 2 průměry spotřebního materiálu.
• Začněte tavit jeden konec tyče, dokud se v lázni nezačne tvořit roztavený kov.
• Přesuňte elektrodu na druhý konec (druhé tyče) a roztavte ji stejným způsobem.
• Střídavě tavte konce armatury, dokud není lázeň naplněna tak, aby tekutý kov zcela pokryl tyče. Jakmile se tak stane, je nutné začít pomalu otáčet elektrodou v kruhu mezi opracovávanými tyčemi. To je nezbytné pro rovnoměrný ohřev roztaveného kovu před jeho ochlazením. Pokud se ocel ochladí nerovnoměrně, mohou se ve švech tvořit trhliny, což výrazně sníží pevnostní charakteristiky výztužného rámu.

Po úplném vychladnutí kovu můžete svařit roh a další spoje (pokud je to nutné).

Tato metoda provádí svařování v horizontální i vertikální rovině.

Zdravý! Vzdálenost od tyčí ke stěnám matrice by měla být asi 1,5-2 cm.

Dokování tohoto typu se provádí pomocí měničů (220 V), transformátorů (380 V), poloautomatických zařízení nebo automatů.

Jedinou nevýhodou této metody svařování je, že nebude fungovat při dokončení celého postupu pouze s jednou elektrodou. Spotřební materiál potřebujete vyměnit velmi rychle – za 5 sekund je třeba odstranit zbytky použité elektrody a nainstalovat novou.

Svařování lázně je považováno za nejspolehlivější a nejodolnější, protože zpracované tyče tvoří velmi pevné spojení. Tato metoda se nejčastěji používá k vytváření pancéřových pásů pro základy a jiné konstrukce. Pokud se bavíme o jednodušších prvcích, pak stačí překrytí.

Ocelová výztuž se používá všude: při stavbě základů, výrobě železobetonových výrobků a pokládání vozovek. Pro výrobu svařovaných rámů a dalších výztužných konstrukcí z ocelové výztuže se používají různé druhy svařování, včetně ručního obloukového svařování (MMA). Používá se jak v každodenním životě, tak v průmyslu. V druhém případě jsou požadavky na technologii procesu a výsledné struktury stanoveny a regulovány GOST 14098-2014 pro svařovací výztuhu, která nahradila dřívější 14098-91.

Metody svařování

Nejpoužívanějšími typy svařování výztuže jsou natupo a překrytí. Ale nejčastěji preferujte první možnost. V tomto případě se svařování kovu provádí po celé oblasti spoje, což poskytuje nejspolehlivější šev. Tato metoda je použitelná při výrobě kritických konstrukcí, zatímco svařování překrytím se více používá v každodenním životě nebo při vytváření rámů, které nejsou určeny pro významné zatížení. Existují další metody, které jsou popsány níže.

Zadek do vany

Svařování výztuže na tupo se provádí pomocí jednoho kusu – držáku ve tvaru U, který se nazývá svarová lázeň. Svařování se provádí ve spodní poloze. Držák je umístěn pod spojem dvou tyčí, takže část tyčí s přechodem končí uvnitř vany. Dále se při vysokých proudech (až 450 A s elektrodou d 5–6 mm) provádí svařování. Pokud se pracuje při teplotách pod nulou, měl by se proud zvýšit o dalších 10–15 %. Protože jsou tyto hodnoty vysoké, je přijatelný pouze lehký dotyk tyče s elektrodou.

Během práce se přídavný kov roztaví, zcela vyplní prostor vany a vytvoří velmi pevný monolitický spoj. Kromě pevnosti je jednou z výhod tohoto způsobu svařování nízká spotřeba přídavného materiálu. Hmatatelnou výhodou je, že tato metoda umožňuje pracovat s tlustou a velmi silnou výztuží – od 20 do 100 mm.

Při svařování na tupo se používají vany z různých materiálů – grafit, měď, ocel. Tím se stávají součástí samotné konstrukce, z výztuže se po svařování odstraní grafit a měď.

Překrývající se svařování výztuže

Pokud je rám z výztuže navržen pro menší torzní nebo ohybové zatížení, jsou tyče svařeny překrývajícím se způsobem. Práce v průmyslové výrobě musí být prováděny v souladu s GOST. Doporučená prostorová poloha pro svařování je nižší.

• předběžné čištění povrchu tyčí od rzi a jiných nečistot (s výjimkou některých druhů s rutilovým povlakem);
• uložení tyčí na sebe se spojovací plochou od 15 do 30 cm;
• svaření horní strany spoje na dvou místech (blízko konců každé z tyčí);
• svařování spodní strany – uprostřed segmentu, kde se tyče překrývají.

Přesah lze také svařit průběžným bočním švem. Doporučený úhel sklonu elektrody při provozu je 15% odchylka od svislice. Po dokončení práce se z oblasti spáry odstraní struska.

Svařování křížových spojů

Zpravidla se provádí ve vodorovné prostorové poloze elektrodami o průměru 4–5 mm. Příčně ležící tyče musí být přitlačeny k sobě, aby nevznikly mezery.

• Doporučená délka oblouku je krátká (výztuž se spojuje svařováním pomocí krátkých spon).
• Elektroda by měla svírat úhel 30–40° vzhledem k rovině tyčí.
• Konec elektrického vodiče by měl směřovat do úhlu, který tvoří výztužné tyče.
• Elektroda se postupně pohybuje podél spoje dílů, cvočky jsou provedeny ve vzdálenosti nejméně 8 mm.
• Připínáčky se aplikují na obě strany horní tyče – obvykle má menší průměr a nefunguje.

Pokud se svařování provádí s vertikálním uspořádáním tyčí, pak se svar naopak aplikuje na obě strany pracovní tyče. Při záporných teplotách není povoleno svařování tyčí ve tvaru kříže MMA.

Odporové svařování armatur

Je to možné pouze s použitím stacionárních zařízení. Vysoce produktivní, ale zároveň nákladná metoda. Svařování výztuže na tupo se na stavbách prakticky nepoužívá z důvodu náročnosti přepravy zařízení.

Pevnostní zkouška po svařování

Po dokončení práce se zkontroluje pevnost svarového spoje. Toho lze dosáhnout různými způsoby.

• Pád kovové konstrukce z výšky 1 metru. Měl by snadno odolat rázovému zatížení, nejmenší možné deformace ve švech jsou vyloučeny.
• Zatloukání – kov je v místech spojů poklepán přiměřenou silou.
• Rentgenové vyšetření – používá se v některých případech, zejména pokud jde o kritické struktury.

Druhá možnost umožňuje identifikovat skryté vady (póry, praskliny atd.).

Doporučené hodnoty proudu

Při svařování výztužných klecí závisí výběr indikátorů proudu přímo na tloušťce výztužného prvku, třídě a průměru elektrody. S nárůstem rozměrových ukazatelů výztužné tyče se hodnoty zvyšují.

Značka elektrody

Průměr, mm

Aktuální síla, A.

Značky jako E42, SM-11

Jaké elektrody na vaření armatury

Při výběru tohoto spotřebního materiálu se berou v úvahu faktory jako typ oceli tyče, její mez kluzu, tloušťka tyče a průměr svařovací tyče. Označení výztuže by mělo obsahovat písmeno C („svařování“), mez kluzu (pevnost v tahu) v indexu je označena číslem, například:

• A500S – svařovaná ocelová výztuž s pevností v tahu do 490 MPa;
• A400S – výztuž stejného typu s mezí kluzu do 390 MPa.

Pro svařování MMA A500C jsou široce používány typy elektrod s rutilovým a bazickým povlakem: E42, E42A, E46, E46A, E50, E50A, E55, E60. Které značky jsou preferovány?

OZS-12. Jedna z nejlepších možností pro připojení takových tyčí. Díky oxidu titaničitému v povlaku mohou pracovat na zoxidovaných plochách a i v tomto případě je vyloučena tvorba pórů ve svarovém kovu. Poskytují vysokou odolnost spoje proti únavě kovu, a to i tehdy, když výztuž přebírá konstantní vysoké zatížení v místě svaru. Používá se pro svařování výztuže pro základy, vozovky. Mezi výhody patří možnost svařovat švy v libovolné prostorové poloze.

UONI-13/55U jsou univerzální elektrody se základním povlakem, které umožňují svařovat tvarovky A500S. Výztužné spoje se provádějí vanovou metodou ve spodní poloze švu. Tyče jsou spojeny širokým švem, svarová lázeň by měla zůstat co nejdéle v tekutém stavu. Doporučená délka oblouku je krátká, protože hoření může být nestabilní, pokud je dlouhý.

Pro montáž rámů určených pro menší zatížení se používá kování A400C. Při svařování se hojně používají jakosti ANO a MP s rutilovým povlakem – lze je svařovat i na rezavý povrch a výztužné tyče se překrývají. Používají se také elektrické vodiče s povlakem hlavního typu. Jedná se především o výrobky vyráběné pod značkami UONI-13/45, ANO-21 a také TMU-21U (patří do typu E42).

Poměr výztužných a elektrodových tyčí v tloušťce

• Pokud je průměr armovací tyče v rozmezí 5–8 mm, používají se elektrody 2, 2,5, 3 mm, ne více.
• Při svařování výrobků o tloušťce 8 až 10 mm se zpravidla používají tyče 3, 3,5, 4 mm.
• Pokud tloušťka výztužné tyče přesahuje 1 cm, je nutné použít tyče o průměru 5 mm nebo více.

Elektrody pro svařování tvarovek od Center Metiz

Celý sortiment elektrodových produktů pro spojování výztužných prvků je uveden v našem katalogu. Zde naleznete tyče různých průměrů pro tyče různých tlouštěk, přídavný materiál s rutilovým povlakem, který umožňuje sváření na rezavém povrchu.

Sortiment vám umožňuje vybrat si spotřební materiál jak pro práci v domácích podmínkách (návrhy pro letní chaty, příměstské oblasti), tak pro průmyslové použití. Všechny námi prezentované elektrody pro svařovací armatury mají potřebné certifikáty a certifikáty, plně splňují požadavky GOST.