Способ контактной стыковой сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 834768 ЕСПУБЛИК 09 5 Н 5 В 23 К 11/00 ИЗОБРЕ ИСА К ПАТЕ Н ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(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 25 ГС (25 Г 2 С) 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 М 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 установки1 цкуемых заготовок арматуры при контак(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 2 У с расположенным посередине сварным стыком, производят продольную осадку стержней на величину А = (0.1-0,3) 1 у, где у - установочная длина концевого участка каждого из стыкуемь 1 х 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 арматурных10 20 й 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.З), Для этих участков характерным яви ЗО ляется то, что их размер О в радиальномнаправлении превышает максимальный размер б 1 арматурного стержня в исходном состоянии. Выполнение продольной осадки на величину, меньшую, чем 0,11 у не позво 35 ляет получить рэвнопрочный по выносливоы сти с исходным металлопрокатом сварной м стык арматуры.о- Выполнение дополнительной продольй ной осадки на величину, превышающую о 0,31 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 1 у ее значение и 45 существенно нижечем у исходной арматуя ры. Для иллюстрации изложенного в таблии це приведены данные усталостных х испытаний, характеризующие изменение ют долговечности (количество циклов нагрев жений до разрушения) сварных стыков а- стержней с усиленным поперечным сечением в зависимости от величины продольнойи осадки А. Сварные образцы арматуры клас- и- са Аиз стали марки 25 Г 2 С с диаметром й 55 32 мм по ГОСТ 5781- 82 при 21 у = 78 мм; б- режим нагружения: коэффициент асимметрии цикла нагрузки р = 0,2; относительный ду уровень максимальной нагрузки цикла к = е- Омакс- 0,46, где стмвкс и гав - соответственноОв стержней на величину А = (0,1-0,3)1 у, где 1 уустановочная длина концевого участка каждого из стыкуемых при сварке стержней,при этом обеспечивают свободное деформирование металла в радиальном направле нии. При необходимости после выполненияпродольной осадки производят снятие грата на утолщении до верха продольных реберпериодического профиля. когда нагретыйметалл еще сохраняет пластическое состояние.Сдободное деформирование металла врадиальном направлении обеспечиваетплавное очертание местного усиления уча. стков стержня, примыкающих к сварномустыку, и исключает появление дополнительных концентраторов напряжений, характерных для радиально обжатых сварныхстыков, увеличивая тем самым усталостнуюпрочность сварного соединения.Рекомендуемая величина дополнительной продольной осадки обеспечивает максимальное увеличение усталостнопрочности сварного стыка арматуры периодического профиля, а снятие грата на утолщении до верха продольных ребеповышает технологичность при дальнейшем применении арматуры с усиленнысварным стыком и позволяет осуществитдополнительный контроль правильноствыполнения рекомендуемой величины дополнительной продольной осадки.Способ реализуется следующим образом,Стыкуемые заготовки 1 и 2. представляющие собой отрезки стержневой арматурпериодического профиля, с номинальныдиаметром дн устанавливают в токоподвдящих губках 3, 4 машины для контактностыковой сварки (фиг,1), При этом устанвочную длину каждого из стыкуемых стерней принимают равной 1 у, что соответствуеустановочному расстоянию 21 у между токведущими губками, сварочной машины. Псле окончания контактной сваркрасстояние 21 у уменьшается до значени21 у-Ь, где Ь - . припуск на оплавлениеосадку при сварке стыкуемых арматурныстержней, Величины 1 у и Л устанавливав соответствии с технологическими требавниями в зависимости от номинального диметра стыкуемых стержней О,.После окончания процесса сварки, пркотором обеспечивают неразьемное соеднение стыкуемых стержней, полученныстык располагают между токоведущими гуками 3, 4 машины для стыковой сваркВновь устанавливают расстояние межгубками, равное 21 у, Стык размещают пос редине данного расстояния, при этом место середины оценивают визуально по положению венчика грата 5, полученного при сварке (фиг,2). Затем 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 уменьшают на величину А =. (0,1-0,3)1 у, и после осадки это расстояние будет равно 21 у-А (фиг,З),Таким образом, расстояние между токоведущими губками после дополнительной осадки составляет (1,7-1,9)1 у, что соответствует уменьшению начального расстояниямежду токоведущими губками на 5-150, 1834768максимальное 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)у. Уменьшение усталостной прочности сварных стыков с усиленным поперечным сечением стержней при величине продольной осадки А0,1)у и А0,3 у 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.П р и м е р. Контактная стыковая сварка стержней арматуры класса А-П из стали марки 25 Г 2 С диаметром 32 мм по ГОСТ 5781-82 выполнялась на машине МС. Дополнительный нагрев стыка и прилегающей к нему арматуры после сварки осуществляли током стыкосвэрочной машины до приобретения нагреваемым участком однородного светло-красного цвета. Чтобы избе 5 10 какой-либо обработки после контактной сварки (тип С 1 по ГОСТ 14098-85) и усиленных по предлагаемому способу, Для сравнения использовали также данные 15 усталостных испытаний сварных стыков арматуры из аналогичной стали, подвергнутых после сварки продольной механической зачистке.Результаты усталостных испытаний и их 20 анализ свидетельствуют, что для принятыхусловий ограниченный на базе 2 ф 10 цикблов) предел выносливости сварных стыков, усилейных по предлагаемому способу. превысил соответствующие показатели сварных стыков без обработки на 23,6 при Р = =0;5 и на 50 при Р = 0,95, а сварных стыков с продольной механической зачисткой - на 21,8% при Р = 0,5 и на 20,70 при Р = 0,95, где Р - вероятность безотказной 30 работы стыка.Таким образом, результаты усталостных испытаний сварных стыков различных типов позволили установить, что предлагаемый способ усиления сварных стыков арма туры периодического профиляобеспечивает повышение их усталостной прочности до уровня исходной арматурной стали. 40 45 50 55 жать поджога металла, применили прерывистую подачу тока, Величину дополнительной продольной осадки варьировали от 7 до 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 р= 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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перед деформированием производят дополнительный нагрев стыка и прилегающих к нему участков стержней длиной 1 у каждый, гдеу - 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)1, причем при деформировании обеспечивают свободное течение металла в радиальном направлении.1834768 П р и м е ч а н и е, Данные - по результатам испытаний 2-3 образцов-близнецов.2,1834768 Фиг, 5 Составитель В.Гумен Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова едактор Заказ 2698 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4(5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго агарина, 1