Круглые тянутые трубы поставляются с наружным диаметром до 150 мм при толщине стенки 1,5-6 мм. Кроме круглых труб поставляют квадратные, прямоугольные и каплевидные (см. рис. 4.4, б).

Глава 5. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

§ 1. 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.

Однако возникающие при сварке внутренние остаточные напряжения в соединении усложняют его работу и в ряде случаев при действии динамических нагрузок и низких температур способствуют хрупкому разрушению. Выполнение сварки часто бывает затруднено при монтаже конструкций и соединении нескольких листов в пакеты. Оба эти обстоятельства в ряде случаев затрудняют применение сварки и заставляют обратиться к традиционным болтовым видам соединений.

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 пока не получили распространения.

1. Ручная электродуговая сварка универсальна 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 410 МПа (42 кгс/мм), и применяется для сварки сталей, имеющих 03430 МПа; электрод типа Э50 дает соответственно ав490 МПа и применяется для сварки сталей, имеющих ав520 МПа. Добавление к названию электрода буквы А означает, что данные электроды дают металл, обладающий повышенной пластичностью, характеризуемой относительным удлинением и повышенной ударной вязкостью.

В табл. 5.1 помещены рекомендуемые сварочные материалы для сварки различных марок стали. Из таблицы видно, чго сталям различной прочности рекомендуются различные марки сварочной проволоки и соответственно типы электродов, имеющих разное сопротивление металла шва. Один тип проволоки или электрода, дающий прочность металла шва, близкую к прочности свариваемой стали для сварки менее нагруженных швов, и другой тип, дающий прочность металла шва, превышающую прочность свариваемой стали для сильно нагруженных швов. Такой подход к выбору материалов для сварки обеспечивает уменьшение количества наплавленного металла без снижения прочности соединения, следовательно, экономию сварочных материалов, снижение трудоемкости выполнения соединения и уменьшение термического влияния сварки на соединение,

Таблица 5.1. Материалы для сварки сталей и временные и расчетные сопротивления металла швов сварных соединений для всех групп конструкций

* Применять только для 2, 3 и 4-й группы конструкций прн f>-40°С. •* Только для угловых швов с катетом Ащв мм; *** Требуют дополнительного контроля механических свойств при сварке толщин более 32 мм.

2. Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом осуществляется автоматом с подачей сварочной проволоки d = 2-5 мм без покрытия. Дуга возбуждается под слоем флюса, флюс расплавляется, легирует расплавленный металл содержащимися в нем примесями и надежно защищает его от соприкосновения с воздухом. 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 полон<ении и в стесненных условиях, что ограничивает ее применение на монтаже.

Для коротких швов с успехом применяется полуавтоматическая сварка шланговым полуавтоматом. Процесс сварки ведется голой проволокой мм под флюсом в нижнем положении или порошковой проволокой, свернутой в трубочку стальной лентой, внутри которой запрессован флюс, в любом положении. Сварка порошковой проволокой должна найти себе широкое применение при монтан<е конструкций.

3. Электроиглаковая сварка представляет собой разновидность сварки плавлением; этот тип свайки 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 спосо-бо.м, получается очень высоким.

4. Сварка в среде углекислого газа ведется голой электродной проволокой d = l,4-2 мм на постоянном токе обратной полярности. Углекислый газ при высокой температуре активно взаимодействует со сталью, окисляя ее, что компенсируется повышенным содержанием рас-кислителей в электродной проволоке. Сварка в среде углекислого газа,

не требуя приспособлений для удержания флюса, может выполняться в любом пространственном положении. Она обеспечивает получение высо-кокачсствешиях сварных соединений из различных металлов при высокой производительности труда (на 15-20 % выше, чем при полуавтоматической сварке под флюсом).

§ 2. виды сварных соединении, классификация швов и их характеристика

1. Виды сварных соединений

Различают следующие виды сварных соединений: стыковые, внахлестку, угловые и тавровые (впритык) (рис. 5.1).

Стыковыми называют соединения, в которых элементы соединяются торцами или кромками и один элемент является продолжением другого (см. рис. 5.1, а). Стыковые соединения наиболее рациональны, так как имеют наименьшую концентрацию напряжений при передаче усилий, отличаются экономичностью и удобны для контроля. Толщина свариваемых элементов в соединениях такого вида почти не ограничена. Стыковое соединение листового металла может быть сделано прямым или косым швом. Стыковые соединения профильного металла применяются реже, так как затруднена обработка их кромок иод сварку.

Косой

Рис. 5.1. Виды сварных соедипений

о - стыковые; б -внахлестку (/-лобовые: 2 - фланговые швы); в - комбинированные; г - угловое; д - тавровое