Электрическая сварка арматуры железобетонных конструкций применяется сравнительно недавно, начиная с конца 30х годов XX века. В настоящее время сварка арматуры является основным производственным процессом, от правильной организации и технологии которого зависит трудоемкость и стоимость работ по изготовлению и монтажу арматурных конструкций.
До 30х годов нашего столетия все процессы по заготовке арматурных стержней (правка, чистка, гнутье, ревка и соединения их между собой) выполняли вручную. Стержни соединяли между собой ручной вязкой посредством мягкой проволоки. В качестве арматурной стали применяли в основном гладкие круглые стержни из стали марки не свыше Ст. 3 (по современной классификации класса A). Ручная обработка и вязка арматурной стали и применение стали низкой прочности приводило к большой трудоемкости и стоимости арматурных работ и к повышенным расходам металла.
Только внедрение электрической сварки арматуры позволило перейти на изготовление арматуры индустриальными методами с применением высокопроизводительных автоматических машин. В последнее время автоматическая сварка начинает применяться и при монтаже арматурных конструкций. С развитием сварки арматуры появились и новые эффективные марки свариваемых арматурных сталей.
Использование несущей способности волоченой (холоднотянутой) проволоки, применение которой приводит к экономии металла на 35—50% по сравнению с применением катанки, оказалось возможным только после освоения точечной сварки арматурных сеток и каркасов. В этом случае сварные узлы надежно закрепляют арматуру в бетоне, что нельзя получить при вязке гладких арматурных стержней. Повышение прочности сварных соединений арматуры, в настоящее время почти во всех случаях не уступающей прочности основного металла, повысило надежность работы арматуры железобетонных конструкций и привело к уменьшению расхода металла.
Сваркой называется процесс создания неразъемного соединения металлосварка арматуры производится путем нагрева мест соединения металлических элементов до степени размягчения и последующего сжатия (контактная сварка) или плавления (дуговая сварка и ее разновидности). Электрической сваркой называется способ сварки металла, при котором источником тепла для получения необходимой температуры является электрическая энергия. При производстве арматурных работ применяют многочисленные виды электрической аварки.
Для оценки свариваемости арматуры применяют пятибалльную систему, предложенную докт. техн. наук А. Я Бродским. Баллом 5 оценивается свариваемость арматурной стали при условии, если соединения стержней при обычной, технологии сварки равнопрочны основному металлу и разрушаются пластично. Баллом 4 оцениваются сварные соединения, выполненные при тех же условиях, но которые могут разрушаться хрупко. Баллом 3 характеризуется свариваемость стали, если прочность соединений стержней уступает прочности основного металла, но удовлетворяет требованиям стандартов. Подобные соединения разрушаются обычно хрупко. Балл 2 означает, что прочность соединений не удовлетворяет требованиям стандартов.
Сварка трением впервые была осуществлена токарем А. Чудиковым в 1956 г. Этот способ заключается в том, что при трении стержней путем вращения одного из них под давлением в месте их соприкосновения выделяется тепло, нагревающее концы стержней до пластического состояния. Затем стержни осаживаются и свариваются под увеличенным давлением.
Основными параметрами сварки трением являются скорость относительного движения поверхностей трения, осевое усилие сжатия деталей, величина осадки и продолжительность трения.
Первые два параметра можно изменять в сравнительно широких пределах без существенного влияния на качество сварки. Величину осадки обычно ограничивают в определенных пределах с целью обеспечения необходимого усиления сварного соединения и удаления окислов и загрязнений из стыка в процессе трения. Если величина осадки мала, то при прочих равных условиях возможно возникновение непроваров в центральной области поперечного сечения сварного соединения. Для сварки трением применяют машину МСТ35.
Машина МСТ35 состоит из размещенных на сварной станине двух зажимных кулачковых патронов для свариваемых стержней. Один патрон приводится во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу, другой, размещенный на суппорте, перемещается пневматическим механизмом. Свариваемые стержни закладывают в патроны шпиндельной и подвижной бабок. В шпиндельной бабке стержень длиной до 800 мм закрепляют зажимами, приводимыми в действие пневматическим приводом. Второй длинный стержень закрепляют в подвижной бабке также пневматическим приводом. Затем включают подачу сжатого воздуха в цилиндр подвижной бабки и этим приводят торцы стержней в соприкосновение друг с другом.
Необходимая величина осадки стержней регулируется в зависимости от диаметра стержней и марки стали специальным устройством. Включением электродвигателя приводится во вращение шпиндельная бабка. После разогрева трением торцов стержней включается поршень цилиндра, производящий осадку стержней.
Электродвигатель выключается автоматически при достижении заданной величины осадки, после чего давление в цилиндрах снимается и сваренные стержни продвигаются в сторону приемного стола.
Свариваемость стали, т. е. ее способность давать доброкачественные соединения при определенном методе сварки, зависит от ее химического состава — марки стали. Доброкачественность сварных соединений характеризуется их прочностью и пластичностью, а также отсутствием трещин, пор и посторонних включений.
Методы сварки и марки сталей, не гарантирующие получения свариваемости с баллом ниже трех, обычно не применяют для изготовления сварной арматуры.
