Сварные соединения из арматурной стали

Арматурные стали

Сталь горячекатанная круглая гладкого и периодического профиля для армирования обычных и предварительно напряженных конструкций (ГОСТ 5781-82) в зависимости от механических свойств подразделяется на 6 классов (см. таблицу ниже), а сталь стержневая арматурная термомеханически и термически упрочненная периодического профиля (ГОСТ 10884-81) – на 5 классов (см. таблицу ниже).

Механические свойства горячекатанной арматурной стали

Класс стали	Марка стали	Временное сопротивление разрыву σв, МПа	Предел текучести σт, МПа	Относительное удлинение δ, %
А-I	Ст3кп3, Ст3пс3, Ст3сп3, ВСт3кп2, ВСт3пс2, ВСт3сп2, ВСт3Гпс2	373	235	25
А-II	ВСт5пс2, ВСт5сп2, 18Г2С, 10ГТ	441/490	294	19/25
A-III	35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс	590	392	14
A-IV	80С, 20ХГ2Ц	883	590	6
A-V	23Х2Г2Т	1030	785	7
A-VI	22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР	1230	980	6

Механические свойства термомеханически и термически упрочненной арматурной стали.

Класс стали	Марка стали	Временное сопротивление разрыву σв	Предел текучести σт, МПа	Относительное удлинение δ, %
Aт-III	БСт5пс, БСт5сп	590	440	14 – 15
Aт-IV	09Г2С, 10Г2С, 25Г2С, 20ХГС2	785	590	9 – 10
Aт-V	09Г2С, 10ГС2, 20ГС, 20ГС2, 20ХГС2	980	785	7 – 8
Aт-VI	20ГС, 20ГС2, 20ХГС2	1180/1230	980	6 – 7
Aт-VII	–	1370/1420	1180	5 – 6

В арматурных сталях содержание углерода составляет 0,06 – 0,37%. Поэтому термообработка оказывает существенное влияние на свойства и структуру сталей, которая может изменяться от перлитной до закалочной мартенситной.

Свариваемость

Проблемы при сварке:

1) поры;
2) горячие трещины;
3) холодные трещины;
4) получение равнопрочных соединений.

При сварке остальных сталей существует опасность появления холодных трещин. Но есть смягчающие условия сварки, связанные с особенностью сварных соединений арматуры. Это, как правило, соединения стержней встык, в которых одноосный теплоотвод и, следовательно, интенсивный самоподогрев. Кроме того имеют место одноосное напряженное состояние и свободная усадка, так как при сварке стержни не закреплены в осевом направлении.

Способы сварки и сварочные материалы

Выбор способов сварки и сварочных материалов определяется:

1) местом выполнения сварки (завод, строительно-монтажная площадка);
2) типом изделия (сетка, каркас, стык стержней, закладные детали);
3) классом арматурной стали;
4) профилем и диаметром арматуры, толщиной листовых заготовок;
5) типом соединений и положением сварки и др.

Сварочные работы должны выполняться в соответствии с нормативными документами по сварке арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Стыковые соединения из горячекатанной арматуры 1-Ш классов рекомендуется сваривать дуговой ванной сваркой под флюсом, порошковой самозащитной проволокой и покрытыми электродами в медных инвентарных формах. На стальных скобах-накладках сваривают электродами, голой и порошковой самозащитными проволоками ванным способом и многослойными швами. В качестве сварочных материалов применяют стандартные электроды рутилового и основного типов, кремне-марганцевые флюсы марок АН-348А, АН-8, АН-22, АН-14 и ФН-7, сплошные и порошковые проволоки.

В случае стыков арматуры более высокого IV-VI класса и термомеханически и термически упрочненной арматуры 1Vт-Vт класса рекомендуются соединения со стальными скобами-накладками, накладками из арматуры и соединения внахлестку, а сварка более предпочтительна многопроходная на ограниченной погонной энергии, чтобы свести к минимуму разупрочнение в ЗТВ. По этой же причине рекомендуется смещение накладок, применение односторонних швов, локальная термообработка и ограничения по использованию марок сталей.

При изготовлении закладных деталей применяют ручную дуговую сварку покрытыми электродами, механизированную в СO2 и под флюсом. Кроме дуговой сварки в заводских условиях при изготовлении сеток и пространственных каркасов широко применяется точечная контактная сварка, контактная сварка оплавлением стержней арматуры встык, контактная рельефная сварка при изготовлении закладных изделий.