Способ сварки под флюсом наклонного соединения анкерного стержня с элементом проката

Способ сварки под флюсом наклонного соединения анкерного стержня с элементом проката

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ НАКЛОННОГО СОЕДИНЕНИЯ АНКЕРНОГО СТЕРЖНЯ С ЭЛЕМЕНТОМ ПРОКАТА, заключающийся в возбуждении электрической дуги между вертикально расположенным анкерным стержнем и установленньпна опоре под углом к нему элементом проката с последующим оплавлением стержня и его осадкой в ванну расплавленного металла, о тличающийся тем. что, с целью повьппения качества сварного соединения, выполняемого при угле наклона оси анкерного стержня к плоскости прокатного элемента менее 30°, до возбуждения электрической дуги на элементе проката на расстоянии , равном 0,5-0,8 диаметра анкерного стержня от соприкосновения свариваемых элементов в нап (Л равлении стекания расправленного металла устанавливают ограничитель, удерживающий расплавленный металл. О5 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1117165

Б 23 К 9/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3546740/25-27 (22) 16 12.82 (46) 07. 10.84. Бюл. № 37 (72) В.И. Игнатьев, Н.А. Потапов, P À. Павлов, И.М. Майоров и В.И. Дюмин (7 1) Научно-исследовательский институт бетона и железобетона Госстроя СССР и Производственное объединение "Мосремстройжелезобетон" (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Проскуровский А.Ф. Дуговая сварка под флюсом анкерных стержней с ребром пластины или полки уголка.

В сб.: Сварка арматуры железобетонных конструкций. М., Стройиздат, 1966, с. 45-48 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ НАКЛОННОГО СОЕДИНЕНИЯ АНКЕРНОГО

СТЕРЖНЯ С ЭЛЕМЕНТОМ ПРОКАТА, заключающийся в возбуждении электрической дуги между вертикально расположенным анкерным стержнем и установленным на опоре под углом к нему элементом проката с последующим оплавлением стержня и его осадкой в ванну расплавленного металла, о тл и ч а ю шийся тем. что, с целью повьппения качества сварного соединения, выполняемого при угле наклона оси анкерного стержня к плоскости прокатного элемента менее

30, до возбуждения электрической дуги на элементе проката на расстоянии, равном 0 5-0,8 диаметра анкерного стержня от точки соприкосновения свариваемых элементов в направлении стекания расправленного металла устанавливают ограничитель, удерживающий расплавленный металл.

1117165

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что анкерный стержень при его осадке в ванну расплавленного металла перемещают горизонтально в направлении к плоскости свариваемого элемента на расстояние О, 25 диаметров анкерного стержня.

Изобретение относится к способу получения электродуговой сваркой под флюсом наклонного соединения анкерного стержня с плоскостью или торцом прокатного элемента и может быть использовано в заводской технологии изготовления закладных деталей предприятими строительной индустрии.

Известен способ сварки под флюсом 1 наклонного соединения элементов закладной детали, при котором возбуждение электрической дуги происходит между вертикально расположенным анкерным стержнем и установленной под углом к нему плоскостью прокатного элемента (1 ).

Однако известный способ не обеспечивает сварку анкерного стержня изза стекания ванны расплавленного 2С металла при углах наклона плоскости прокатного элемента к оси стержня менее 30, что приводит к необходимости применения нахлесточных соединений элементов закладных деталей, выполняемых ручной дуговой или контактной рельефно-точечной сварками.

Кроме того, в случае приварки анкерного стержня к торцу пластины закладной детали часто происходят поджоги ее опоры, что ухудшает качество сварного соединения.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения., выполняемого при угле наклона оси анкерного стержня к плоскости прокатного элемента менее 30

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сварки под флюсом наклонного соединения

40 анкерного стержня с элементом проката, заключающемуся в возбуждении электрической дуги между вертикаль3. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что при сварке анкерного стержня с торцом прокатного элемента между наружной плоскостью прокатного элемента и его опорой выполняют зазор, заполняемый флюсом и равный средней величине размера флюсового зерна. но расположенным анкером стержнем и установленным на опоре под углом к нему элементом проката с последующим оплавлением стержня и его осадкой в ванну расплавленного металла, до возбуждения электрической дуги на элементе проката на расстоянии, равном 0,5-0,8 диаметра анкерного стержня, от точки соприкосновения свариваемых элементов в направлении стекания расплавленного металла устанавливают ограничитель, удерживающий расплавленный металл.

Анкерный стержень при его осадке в ванну расплавленного металла перемещают горизонтально в направле- нии к плоскости свариваемого элемента на расстояние 0,25 диаметра анкерного стержня.

При сварке анкерного стержня с торцом прокатного элемента между наружной плоскостью прокатного элемента и его опорой выполняют зазор, заполняемый флюсом и равный средней величине размера флюсового зерна.

На фиг. i приведена схема предлагаемого способа сварки под флюсом анкерного стержня с плоскостью прокатного элемента, на фиг. 2 — то же, с торцом прокатного элемента, на фиг. 3 — зависимость предела прочности наклонных сварных соединений от расстояния до ограничителя, на фиг. 4 — то же, от величины горизонтального перемещения анкерного стержня.

Схема способа включает элемент проката, опору 2, ограничитель 3, ванну ч расплавленного металла флюсосборный стакан 5, анкерный стержень

6, флюс 7, зону 8 локального подплавления элемента проката и подкладку 9.

50

Обоснование необходимости применения принудительного формирования расплавленного металла и необходимости горизонтального перемещения анкерного стержня и плоскости свариваемого элемента поясняется схемой, приведенной на фиг. 1.

3 111716

Процесс получения электродуговой сваркой под флюсом наклонного соединения элементов заклаДной детали осуществляется в следующей последовательности.

Плоский элемент 1 проката устанавливают под заданным углом на косой опоре 2, а анкерный стержень 6 закрепляют в стержнедержателе сварочной установки таким образом, чтобы он своим торцом контактировал с прокатным элементом (положение с ).

Затем на расстоянии, равном 0 50,8 диаметра стержня, от точки соприкосновения свариваемых элементов в направлении стекания расплавленного металла устанавливают ограничитель 3, удерживающий расплавленный металл и соосно с анкерным стержнем — флюсосборный стакан 5, заполняемый флюсом 7. Ограничитель 3 выполняют из огнеупорного материала или из металла,. который впоследствии . может входить в состав сварного соединения. 25

При прохождении сварочного тока через элементы закладной детали ан" керный стержень отрывается от прокатного элемента (перемещение 1) и между ними возбуждается электрическая дуга. Образуется ванна 4 расплавленного металла, удерживаемая от растекания ограничителем 3.

По истечении заданного времени сварки стержень перемещается горизонтально к плоскости свариваемого элемента (перемещение II) на величину

0,25 диаметра стержня (фиг. 1) и осаживается в ванну расплавленного металла (перемещение III), занимая при этом положение Б .

Для предотвращения прямого воздействия расплавленного металла на косую опору между свариваемой торцовой частью прокатного элемента и:

его опорой предусматривается флюсовой зазор, обеспечиваемый подкладкой 9 (фиг. 2). Минимальная величина флюсового зазора определяется размером зерна флюса и составляет

1,5-2 мм.

5 4

Под действием сварочной дуги анкерньп стержень 6 оплавляется и расплавленный металл частично отекает по плоскости прокатного элемента создавая зону локального подплавления 8 поверхности элемента 1 проката. Осаживающийся при этом стержень не будет иметь полного и надежного сплавления с расплавленным металлом и элементом проката, что вызывает необходимость применения ограничителя 3, удерживающего расплавленный металл (фиг. 1), который устанавливается на расстоянии, равном 0,5-0,8 диаметра привариваемого стержня, от точки соприкосновения свариваемых элементов в направлении стекания расплавленного металла.

При установке ограничителя 3 на большем расстоянии наблюдается явление расширения зоны локального подплавления 8 прокатного элемента 1.

Установка же ограничителя на меньшее расстояние обеспечивает перемыкание расплавленным металлом 4 дугового промежутка и соответствующее прекращение сварочного процесса.

Горизонтальное перемещение анкерного стержня 6 (фиг. 1) к плоскости прокатного элемента 1 позволяет уменьшить величину изгибающего момента, действующего на сварное сЬединение при осевом приложении нагрузки, что улучшает его работоспособность. При этом предельное перемещение анкерного стержня ограничивается верхней гранью зоны локального подплавления, а также глубиной проплавления элемента проката и в зависимости от угла наклона плоскости прокатного элемента к оси стержня это перемещение составляет 2-5 мм.

Кривая 1 (фиг. 3) имеет возрастающий характер с перегибом в точке, соответствующей установке ограничителя на расстоянии 0 5 диаметра привариваемого стержня, а кривая 2 на расстоянии 0,8 диаметра. Установка ограничителя на большее расстояние ведет к уменьшению прочности сварного соединения, вызванному растеканием наплавленного металла и уменьшением зоны сплавления торца арматурного стержня с наплавленным металлом. Снижение же прочности наклонного соединения при меньших значениях укаэанных параметров вызы- вается возбуждением электрической

1117165

20

40

45 дуги на ограничителе и уменьшенной зояой сплавления наплавленного металла с металлом прокатного элемента °

Представленные на фиг. 4 зависимости имеют возрастающий характер с перегибом в точке, соответствующей горизонтальному перемещению стержня на расстояние, равное 0,25 его диаметра. При дальнейшем увеличении этого перемещения прочность сварного соединения снижается, что вызывается наличием зоны несплавления торца стержня с металлом про. катного элемента. Перемещение же стержня на меньшее расстояние ведет к увеличению изгибающего момента, действующего на сварное соединение при осевом приложении нагрузки .

Пример . Проводится электродуговая сварка под флюсом арматурных стержней,циаметром 16 мм марки ст. 5 с плоскостью стального проката марки В ст. 3 и его торцом. В обоих случаях толщина проката составляет 12 мм и сварка осуществляется на автоматике АДФ-2001 при следующих параметрах: время сварки

= 6 сек, величина начального дугового промежутка Е = 1,5 мм, величина машинной осадки Н о = 22 мм, ток короткого замыкания Х = 1500 а, продолжительность выдержки стержня в ванне расплавленного металла

В

= 4 сек.

Угол наклона плоскости лрокатного элемента к оси стержня составляет

15 . Сварка ведется с использованием преобразователя типа BKCM-1000 на обратной полярности. Процессу C сварки предшествовал ряд подготовительных операций, которые осуществляются оператором в следующей последовательности. Плоский элемент проката 1 (фиг. 1) укладывается на косой опоре 2 под углом 15О к вертикали, а арматутный стержень 6 закрепляется в стержнедержателе автомата таким образом, чтобы он своим торцом касался поверхности пластины. Затем 0 устанавливается на расстоянии 11 мм от точки соприкосновения свариваемьм элементов в направлении стекания расплавленного металла ограничитель

3 и соосно со стержнем — флюсосборный стакан 5, в который засыпается флюс марки АН-348 А.

После этого включается сварочный ток и стержень отрывается от плоского элемента проката на заранее установленную величину начального ,цугового промежутка, равную 1,5 мм, а между стержнем и пластиной возбуждается сварочная дуга. 3а время сварки, равное 6 сек, арматурный стержень оплавляют на величину 16 мм, а затем расплавленный металл формируется ограничителем 3. Затем в сформировавшуюся ванну расплавленного металла 4 погружается арматурный стержень с одновременным горизонтальным перемещением его на величину

4 мм к плоскости свариваемого элемента. После этого сварочный ток выключается и стержень выдерживают в течение 4 с в ванне расплавленного металла до полной ее кристаллизации .

Сварка арматурного стержня с торцом прокатного элемента (фиг. 2) осуществляется в той же последовательности как и сварка стержня с плоскостью пластины, за исключением горизонтального перемещения арматурного стержня при его осадке в ванну расплавленного металла. Кроме того, на опору укладывается

П-образная пластина 9 толщиной 2 мм, которая образовывает флюсовой зазор, предупреждающий сплавление расплавленного металла с металлической опорой.

Образцы подвергнуты механическим испытаниям, при которых обеспечивается отрыв анкерного стержня от плоского элемента проката, а разрушающая нагрузка действует вдоль оси стержня. Результаты испытаний приведены в таблице.

1117165

Разрывное усилие, кг

Предел на прочности на разрыв, K I /мм

Характер разрушения

10600

52,7

С плоскостью пластины беэ

По зоне сплавления стержня с наплавленным металлом

11300

56,2 горизонтального смещения стержня

9600

47,8

48,0

9650

9600

47,8

11000

54,6

По зоне сплавления

С плоскостью пластины при горизонтальном смещении стерж10900 стержня с наплавленным металлом

54,4

10600

52,6 ня

10870

54,2

10900

54,4

С торцом пластины

11900

59,j

По основному

11900

59,3

11900

59,3

11900

59,3

12000

59,6

Порядковый

Вид сварки номер образца

Как видно из таблицы, предлагаемый способ сварки позволяет получить наклонные сварные соединения, удовлетворяющие требованиям

ГОСТ 10922-75 и при углах наклона оси анкерного стержня к несущей плоскости прокатного элемента зак45 ладной детали менее ЗОО.

Использование предлагаемого способа сварки под 4дюсом наклонных соединений анкерных стержней с элементами листового или профильного проката позволяет отказаться от выполнения нахлесточных соединений ручной дуговой и контактной рельефноточечной сварками, что обеспечивает в условиях массового изготовления закладных деталей снижение металлоемкости закладных деталей на 15Х, связанной с ликвидацией нахлесточной части анкерного. стержня, снижение трудозатрат в 1,5-2 раза, связанных с исключением вспомогательных операций по штамповке рельефов, гибке анкерных стержней и сокращением погрузочно-разгрузочных работ * и экономию высококачественных электродов.

1 1 17165

g> кю/

5 Й

R» ь в 56

6 а

° -) са

Ф» oz йЗ И а5 О 67 46 М N 8Фмп

Рассеоянме и а юилмяею Аанееуа

ФАЗ

1117165

7 3 (мм) Составитель В. Пронин

Редактор Н. Яцола Техред С,Мигунова Корректор М. Леонтюк аг 03

Оеремещенце стержня фиг. Ю

Заказ 7118/10 Тираж 1036 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, .Ж?-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ю 8 долях

8QNNt @lpga