Способ контактной стыковой сварки

Способ контактной стыковой сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: область контактной стыковой сварки, при сварке стальных стержней периодического профиля, используемых для армирования железобетонных конструкций. Сущность изобретения: после завершения процесса контактной стыковой сварки арматурных стержней и нагрева участка длиной 21У с расположенным посередине сварным стыком, производят продольную осадку стержней на величину А (0.1-0,3) ly, где 1У - установочная длина концевого участка каждого из стыкуемых при сварке стержней. При осадке обеспечивают свободное деформирование металла в радиальном направлении. 4 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Н5 B 23 К 11/00

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 5006016/08 (22) 18.10.91 (46) 15.08.93, Бюл. N 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства (72) В.С.Гуменюк, Л.Е.Ревин и И.С,Шапиро (73) Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства (56) Кедров А.И. Вибрационная прочность сварных стыковых соединений арматуры периодического профиля из стали марок

Ст.5 и 25ГС (25Г2С) и мероприятия по ее повышению. — В сб.: Исследования сварных соединений металлических и железобетонных мостов, труды ЦНИИС, вып. 35, М.:

Трансжелдориэдат, 1960, с.299-394.

Авторское свидетельство СССР

N 123642, кл. В 23 К 11/02, 1957.

Изобретение относится к способу контактной стыковой сварки иэделий круглого сечения и может быть использовано при сварке стальных стержней периодического профиля. используемых для армирования железобетонных конструкций, эксплуатируемых при многократно повторяющихся нагрузках и рассчитываемых на выносливость, например, в пролетных строениях и . опорах железнодорожных мостов. подкрановых балках и др, Целью изобретения является получение равнопрочного по выносливости с исходным металлопрокатом сварного соединения арматурных стержней периодического профиля.

На фиг.1 представлена схема установки

1ыкуемых заготовок арматуры при контак,, Ы,, 1834768 А3 (54) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ

СВАРКИ (57) Использование: область контактной стыковой сварки, при сварке стальных стержней периодического профиля, используемых для армирования железобетонных конструкций. Сущность изобретения: после завершения процесса контактной стыковой сварки арматурных стержней и нагрева участка длиной 21У с расположенным посередине сварным стыком, производят продольную осадку стержней на величину

А = (0.1-0,3) 1у, где !у — установочная длина концевого участка каждого из стыкуемых при сварке стержней. При осадке обеспечивают свободное деформирование металла в радиальном направлении. 4 ил., 1 табл. тной стыковой сварке; на фиг.2 — схема сварного стыка при дополнительном нагреве, обеспечивающем реализацию продольной осадки; на фиг.3 — внешний вид сварного стыка. полученного после реализации дойолнительной продольной осадки и свободном деформировании металла в радиальном направлении; на фиг.4 — внешний вид сварного стыка, полученного после дополнительной осадки и механического снятия пояска грата в направлении, перпендикулярном оси стыка.

Сущность изобретения заключается в том, что после окончания процесса сварки и дополнительного нагрева участка длиной 2(У с расположенным посередине сварным стыком, производят дополнительную продольную осадку сваренных арматурных

1834768

20 и Возможность свободного деформирования в радиальном направлении участков стержней, примыкающих к стыку, при осур ществлении продольной осадки обусловливает появление усиления сечения 6 м арматуры с каждой стороны от пояска грата ь (фиг.3), Для этих участков характерным яви 30 ляется то, что их размер 0 в радиальном направлении превышает максимальный размер di арматурного стержня в исходном состоянии. Выполнение продольной осадки на величину, меньшую, чем 0,1ly не позво35 ляет получить равнопрочный по выносливоы сти с исходным металлопрокатом сварной м стык арматуры. о- Выполнение дополнительной продольй ной осадки на величину, превышающую о- 40 0,3)у нерационально, так как при этом устаж- лостная прочность сварного стыка с усилент ным сечением стержней арматуры о- периодического профиля имеет тенденцию о- к уменьшения и при.А>0,3 1у ее значение и 45 существенно ниже, чем у исходной арматуя ры. Для иллюстрации изложенного в таблии це приведены данные усталостных х испытаний, характеризующие изменение ют долговечности (количество циклов нагруа- 50 жений до разрушения) сварных стыков а- стержней с усиленным поперечным сечением в зависимости от величины продольной и осадки А. Сварные образцы арматуры класи- са А-III из стали марки 25Г2С с диаметром и 55 32 мм по ГОСТ 5781- 82при 2ly = 78 мм; б- режим нагружения: коэффициент асимметрии цикла нагрузки р = 0,2; относительный ду уровень максимальной нагрузки цикла k = е- 0 макс о. - 0,46, где»»макс и гав соответственно е стержней на величину А = (0,1-0,3)ly, где lyустановочная длина концевого участка каждого из стыкуемых при сварке стержней, при этом обеспечивают свободное деформирование металла в радиальном направлении. При необходимости после выполнения продольной осадки производят снятие грата на утолщении до верха продольных ребер периодического профиля. когда нагретый металл еще сохраняет пластическое состояние.

Свободное деформирование металла в радиальном направлении обеспечивает плавное очертание местного усиления участков стержня, примыкающих к сварному стыку, и исключает появление дополнительных концентраторов напряжений, характерных для радиально обжатых сварных стыков, увеличивая тем самым усталостную прочность сварного соединения.

Рекомендуемая величина дополнительной продольной осадки обеспечивает максимальное увеличение усталостно прочности сварного стыка арматуры перио дического профиля, а снятие грата на утол щении до верха продольных ребе повышает технологичность при дальней шем применении арматуры с усиленны сварным стыком и позволяет осуществит дополнительный контроль правильност выполнения рекомендуемой величины до полнительной продольной осадки.

Способ реализуется следующим обра зом.

Стыкуемые заготовки 1 и 2. представля ющие собой отрезки стержневой арматур периодического профиля, с номинальны диаметром d»» устанавливают в токоподв дящих губках 3, 4 машины для контактно стыковой сварки (фиг,1). При этом устан вочную длину каждого из стыкуемых стер ней принимают равной ly, что соответствуе установочному расстоянию 2ly между ток ведущими губками, сварочной машины. П сле окончания контактной сварк расстояние 2!у уменьшается до значени

2ló-Л, где Л вЂ”. припуск на оплавление осадку при сварке стыкуемых арматурны стержней, Величины 1у и Л устанавлива в соответствии с технологическими требав ниями в зависимости от номинального ди метра стыкуемых стержней О,.

После окончания процесса сварки, пр котором обеспечивают неразьемное соед нение стыкуемых стержней, погученны стык располагают между токоведущими ry ками 3, 4 машины для стыковой сварк

Вновь устанавливают расстояние меж губками, равное 2!у. Стык размещают пос редине данного расстояния, при 3Т0М место середины оценивают визуально по положению венчика грата 5, полученного при сварке (фиг,2). ЗатоM производят нагрев участка металла, расположенного между токоведущими губками за счет пропускания тока. Дополнительный нагрев после сварки выполняют на той же ступени регулировки сварочного тока трансформатора, на которой осуществляют сварку стержней. После приобретения нагреваемым участком однородного светло-красного цвета производят продольную осадку стыка.

При выполнении осадки расстояние между токоведущими губками 3, 4 уменьша»от на величину А =-(0,1-0,3)1у, и после осадки это расстояние будет равно 2lу-А (фиг,3).

Таким образом, расстояние между токоведущими губками после дополнительной осадки составляет (1,7-1,9)1у, что соответствует уменьшению начального расстояния между токоведущими губками на 5-15%.

1834768 максимальное напряжение цикла и временное сопротивление по номинальному сечению арматуры.

Известно, что между долговечностью и усталостной прочностью, при прочих одинаковых условиях. существует прямая зависимость. Из таблицы следует, что наибольшая долговечность испытанных образцов, а следовательно их усталостная прочность, зафиксированы при величине осадки А =

=(0,12-0,26) ly. Уменьшение усталостной прочности сварных стыков с усиленным поперечным сечением стержней при величине продольной осадки А < 0,1ly и А > 0,3ly происходит из-за особенностей формоизменения элементов периодического профиля и сердечника стержня на участке с усиленным поперечным сечением в процессе осадки.

Дополнительное снятие. посредством механической обработки, пояска грата 7, выполняемое в радиальном по отношению к продольной оси стыка направлении до верха продольных ребер периодического профиля (фиг.4) обеспечивает повышение технологичности при дальнейшем применении стержней арматуры со сварным стыком (например, такая обработка облегчает протяжку стержней через армокаркас, сварку сеток на многоточечных машинах, формирование пакетов стержней в сварных каркасах и т,д.), а также возможность дополнительного контроля правильности выполнения рекомендуемой величины А продольной осадки с помощью замера в поперечном сечении стержней размера по продольным ребрам около стыка с обеих его сторон. Снятие пояска грата производят, когда металл на грет до пластического состояния, что ускоряет выполнение этой операции и уменьшает износ применяемого инструмента. На сварном стыке можно не снимать грат, так как его наличие несущественно влияет на усталостную прочность стыка с усиленным сечением стержней периодического профиля. При этом примененйе арматуры со сварными стыками, имеющими венчик грата, не должно ухудшать технологичность арматурных работ.

Пример. Контактная стыковая сварка стержней арматуры класса А-III из стали марки 25Г2С диаметром 32 мм по ГОСТ

5781-82 выполнялась на машине MC-2008.

Дополнительный нагрев стыка и прилегающей к нему арматуры после сварки осуществляли током стыкосварочной машины до приобретения нагреваемым участком однородного светло-красного цвета. Чтобы избе5

10 какой-либо обработки после контактной сварки (тип С1 по ГОСТ 14098-85) и усиленных по предлагаемому способу, Для сравнения использовали также данные усталостных испытаний сварных стыков арматуры из аналогичной стали, подвергнутых после сварки продольной механической зачистке.

Результаты усталостных испытаний и их анализ свидетельствуют, что для принятых условий ограниченный (на базе 2 10 цикб лов) предел выносливости сварных стыков, усилейных по предлагаемому способу. превысил соответствующие показатели сварных стыков без обработки на 23,6 при P =

=0;5 и на 50 при P = 0,95, а сварных стыков с продольной механической зачисткой — на 21.8 при Р = 0,5 и на 20,7О при

P = 0,95, где P — - вероятность безотказной

30 работы стыка.

Таким образом, результаты усталостных испытаний сварных стыков различных типов позволили установить. что предлагаемый способ усиления сварных стыков арматуры периодического профиля обеспечивает повышение их усталостной прочности до уровня исходной арматурной стали.

55 жать поджога металла, применили прерывистую подачу тока, Величину дополнительной продольной осадки варьировали от 7до

15 мм при начальном расстоянии между электродами 78-85 мм.

Усталостные испытания сварных образцов арматуры проводили по обычной методике, принятой для арматурных сталей, при коэффициенте асимметрии цикла нагрузки у = 0,2 для двух типов сварных стыков, без

Формула изобретения

Способ контактной стыковой сварки арматурных стержней. при котором после осадки осуществляют деформирование нагретого до пластического состояния стыка, отличающийся тем, что перед деформированием производят дополнительный нагрев стыка и прилегающих к нему участков стержней длиной у каждый, где 1у — установочная длина концевого участка каждого иэ стыкуемых при сварке стержней, а деформирование стыка осуществляют путем продольной осадки стержней на величину А = (0,1-0.3)ly, причем при деформировании обеспечивают свободное течение металла в радиальном направлении.

1834768

П р и м е ч а н и е, Данные — no результатам испытаний 2-3 образцов-близнецов.

1834768

Фиг. 3

Составитель В.Гуменюк

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2698 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4(5