Сварные соединения. Виды сварки и их характеристика

Основным видом соединений металлических строительных конструк­ций является сварка. Она почти полностью заменила другие виды сое­динений при изготовлении конструкций и широко применяется как на заводе, так и при монтаже на строительной площадке. Сварка упрощает конструктивную форму соединения, дает экономию металла, позволяет применять высокопроизводительные механизированные способы, что значительно уменьшает трудоемкость изготовления конструкций. Свар­ные соединения обладают не только прочностью, но и водо- и газонепро­ницаемостью, что особенно важно для листовых конструкций.

В строительстве применяется главным образом электродуговая свар­ка: ручная, автоматическая, полуавтоматическая, а также электрошла­ковая. Реже применяется контактная и газовая сварка. Другие виды сварки при сборке и монтаже строительных конструкций не полу­чили распространения.

1. Ручная электродуговая сваркиуниверсальна и широко распрост­ранена, так как может выполняться в любом пространственном положе­нии. Она часто применяется при монтаже в труднодоступных местах, где механизированные способы сварки не могут быть применены. Меньшая глубина проплавления основного металла и меньшая производитель­ность ручной сварки из-за пониженной силы применяемого тока, а так­же меньшая стабильность ручного процесса по сравнению с автоматиче­ской сваркой под флюсом являются недостатками ручной сварки.

Электроды, применяющиеся для ручной сварки, подразделены на несколько типов по значению временного сопротивления металла шва. Например, электрод типа Э42 позволяет получить шов, имеющий σ_в 410 МПа (42 кгс/мм²); электрод типа Э50 дает соответственно σ_в 490 МПа. Добавление к названию электрода буквы А означает, что данные электроды дают ме­талл, обладающий повышенной пластичностью, характеризуемой отно­сительным удлинением и повышенной ударной вязкостью.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсомосуществляется автоматом с подачей сварочной проволоки d = 2—5 мм без
покрытия. Металл получается чистым с ничтожными количествами вредных примесей - кислорода, азота и др. Благодаря хорошей теплозащите расплавленный металл под слоем флюса остывает медленно, хорошо освобождается от пузырь­ков газов и шлака и отличается значительной плотностью и чистотой. Большая сила тока (600—1200 А и более), применяющаяся при автоматической сварке, и хорошая теплозащита шва обеспечивают глубокое проплавление свариваемых элементов и большую скорость сварки. Та­ким образом, хорошее качество швов и высокая производительность являются большими достоинствами автоматической сварки под флюсом, и ее применение желательно во всех соединениях, где это возможно.

К недостаткам относится затруднительность выполнения этой свар­ки в вертикальном и потолочном положении и в стесненных условиях, что ограничивает ее применение на монтаже.

Электрошлаковая сваркапредставляет собой разновидность сварки плавлением; этот тип сварки удобен для вертикальных стыковых
швов металла толщиной от 20 мм и более. Процесс сварки ведется голой
электродной проволокой под слоем расплавленного шлака, сварочная
ванна защищена с боков медными формирующими шов ползунами, охлаждаемыми проточной водой. Качество шва, выполняемого этим способом, получается очень высоким.

Сварка в среде углекислого газаведется голой электродной проволокой d=1,4—2 мм на постоянном токе обратной полярности. Углекислый газ при высокой температуре активно взаимодействует со
сталью, окисляя ее, что компенсируется повышенным содержанием раскислителей в электродной проволоке.