Устройство для дуговой сварки вертикальных стыковых соединений арматурных стержней

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ АРМАТУРНЫХ СТЕРЖНЕЙ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Окунь Григорий Исакович Писарев Владимир Александрович Пантелеенко Федор Иванович(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(56) Руководящие технологические материалы по сварке и контролю качества соединений арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций(57) Устройство для дуговой сварки вертикального стыкового соединения арматурных стержней, содержащее инвентарную форму, отличающееся тем, что инвентарная форма выполнена из теплопроводного материала в виде скобы-подкладки, рабочие поверхности которой обладают антиадгезионными свойствами, и имеет нижнюю и верхнюю крышки из такого же материала, образующие вместе со стенками рабочую полость, ограниченную с четырех сторон от воздействия ветрового потока, кроме того, в верхней крышке со стороны рабочей полости выполнен дугообразный паз для возможности подвода с наружной 17405 1 2013.08.30 стороны верхней крышки трубки подачи защитного газа, а внутренняя сторона верхней крышки плакирована обкладкой с отверстиями, выполненными в зоне расположения дугообразного паза. Изобретение относится к устройствам для дуговой сварки многослойными швами в среде защитных газов вертикальных стыковых соединений арматурных стержней при выполнении сварочных работ в условиях воздействия ветровых нагрузок. Известно устройство для механизированной дуговой сварки под флюсом вертикальных стыковых соединений арматурных стержней 1, рис. 6.6 б, содержащее медную инвентарную форму, закрепляющуюся при помощи струбцин на подготовленном и собранном для сварки стыковом соединении арматурных стержней. Сварка соединения арматурных стержней с применением данного устройства выполняется сварочной проволокой диаметром 2,0-2,5 мм сварочным полуавтоматом через верхний срез инвентарной формы. Для обеспечения стабильного процесса сварки, в данном случае, необходимо использовать высокие энергетические параметры режима сварки силу сварочного тока, напряжение на дуге, скорость подачи сварочной проволоки(1, табл. 6.4), что усложняет санитарно-гигиенические и физиологические условия работы сварщика. Для получения высокоэнергетических параметров режима сварки сварочное оборудование должно иметь достаточную мощность и габариты, что затрудняет реализацию процесса сварки на высоте в условиях строительно-монтажной площадки. Из-за высокоэнергетических параметров режима сварки для процесса сварки в известном устройстве характерны большая продолжительность пребывания металла при высокой температуре, т.е. перегрев его и медленное охлаждение. Поэтому металл шва имеет крупнокристаллическую структуру и обладает меньшей пластичностью и вязкостью, чем при дуговой сварке многослойными швами. Кроме того, медная инвентарная форма должна быть достаточно массивной, чтобы выдерживать интенсивное тепловое воздействие металла сварочной ванны (например, для арматурных стержней среднего диаметра 25-30 мм масса медной заготовки составляет 8-9 кг) 1, табл. 6.2. Используемый в известном устройстве флюс необходимо перед сваркой прокаливать, для чего требуется прокалочная печь, а непосредственно на рабочем месте на высоте - термопенал для хранения прокаленного флюса. Овладеть процессом механизированной ванной сварки под флюсом арматурных стержней и стабильно обеспечивать в дальнейшем высокое качество сварных соединений для рабочего достаточно сложно, во-первых, из-за необходимости ведения процесса сварки на высоких энергетических параметрах, во-вторых, кристаллизующийся металл шва при сварке постоянно закрыт толстым слоем шлаковой ванны и сварщику нет возможности в процессе сварки визуально оценивать степень проплава соединяемых торцов арматурных стержней жидким наплавляемым металлом. Использовать в данном устройстве механизированную дуговую сварку многослойными швами в среде защитного газа не представляется возможным из-за конструкции инвентарной формы и наличия сопла для защитного газа на наконечнике сварочной горелки сварочного полуавтомата, которое не позволяет вести процесс сварки в полости инверторной формы между торцами арматурных стержней. Техническая задача изобретения - повысить качество и надежность сварного соединения,обеспечить возможность выполнения сварки в условиях воздействия ветровых нагрузок Поставленная техническая задача решается тем, что в устройстве для дуговой сварки вертикального стыкового соединения арматурных стержней инвентарная форма выполнена из теплопроводного материала в виде скобы-подкладки, рабочие поверхности которой обладают антиадгезионными свойствами, и имеет нижнюю и верхнюю крышки из такого же материала, образующие вместе со стенками рабочую полость, ограниченную с четырех 2 17405 1 2013.08.30 сторон от воздействия ветрового потока, кроме того, в верхней крышке со стороны рабочей полости выполнен дугообразный паз для возможности подвода с наружной стороны верхней крышки трубки подачи защитного газа, а внутренняя сторона верхней крышки плакирована обкладкой с отверстиями, выполненными в зоне расположения дугообразного паза. Сущность изобретения поясняется фигурами, где на фиг. 1 изображен вид устройства спереди, а на фиг. 2 - вид по сечению А-А, на фиг. 3 - вид по сечению Б-Б. Устройство для дуговой сварки вертикальных стыковых соединений арматурных стержней состоит из инвентарной формы 1 в виде скобы-подкладки, выполненной из теплопроводного материала с антиадгезионными свойствами рабочих поверхностей, нижней 2 и верхней 3 крышек из такого же материала, образующих вместе со стенками формы рабочую полость 4, ограниченную с четырех сторон от воздействия ветрового потока. В верхней крышке 3 выполнен несквозной дугообразный паз 5 глубиной 0,3-0,5 толщины крышки, к которому с наружной стороны крышки 3 подведена трубка 6 подачи защитного газа, а с внутренней стороны (со стороны рабочей полости) плоскость крышки плакирована обкладкой 7 с отверстиями 8, выполненными в зоне расположения дугообразного паза 5. Перед началом сварочных работ устройство в сборе при помощи струбцин закрепляется на собранном стыке вертикальных арматурных стержней 9 и 10 и в трубку 8 подается защитный газ. Защитный газ из трубки 6 попадает в дугообразный паз 5 и, выходя из отверстий 8 обкладки 7, образует завесу защитного газа 11, которая изолирует рабочую полость 4 от контакта с окружающим воздухом. В процессе выполнения сварки стыка вертикальных арматурных стержней многослойными швами через сопло сварочной горелки сварочного полуавтомата дополнительно подается защитный газ, защищающий непосредственно сварочную дугу и сварочную ванну от воздействия кислорода и азота воздуха. Благодаря применению в данном процессе тонкой сварочной проволоки диаметром 1,2 мм параметры режима сварки менее энергоемкие и сварщику гораздо комфортнее работать. Кроме того,масса механизма подачи с тонкой проволокой гораздо меньше, чем с проволокой диаметром 1,6-2,0 мм, и этим обеспечивается мобильность работы при переходе от стыка к стыку. Поскольку для механизированной сварки в среде защитного газа тонкой проволокой сопло сварочной горелки может иметь диаметр не более 20 мм, а угол раскрытия кромок желобчатой скобы-подкладки 55-60, создаются условия для удобного манипулирования сварочной горелкой в зоне стыка арматурных стержней при выполнении сварки многослойными швами и визуальной оценки в процессе сварки качества проплавления каждым слоем шва соединяемых торцов арматурных стержней и сплавления слоев между собой,тем самым повышается качество и надежность сварного соединения при средней квалификации сварщика в условиях работы на открытых площадках при воздействии ветровых нагрузок. Источники информации 1. Руководящие технологические материалы по сварке и контролю качества соединений арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций (РТМ 393-94). - М. НИИЖБ, Госстрой России, 1994. - С. 124-127. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4