Об автоматической монтажной сварке стальных конструкций мостов
Окончание. Начало в №9
МХП - это рубленая сварочная проволока сплошного сечения определенной марки, диаметром, как правило, 2 мм, опудренная химической добавкой. В качестве химической добавки применяются некоторые соединения отрицательно-активных элементов, и чаще всего это бескислородные соли щелочных металлов. К сожалению, в настоящее время все мостостроительные подразделения российской корпорации "Трансстрой" вынуждены сами изготавливать такой сварочный материал, а не заказывать и получать его централизованно от заводов-изготовителей сварочных материалов. Так, например, при строительстве стального автодорожного моста через Обь в районе Сургута длиной 2 км потребовалось 9 т МХП.
Применение МХП для монтажной автоматической сварки стыковых соединений стальных конструкций мостов позволило решить целый ряд задач.
Во-первых, это гарантирует обеспечение качества сварных соединений (швы принимаются с первого предъявления) и требуемые механические свойства, которые варьируется химсоставом МХП.
Во-вторых, применение МХП существенно снижает уровень остаточных сварочных напряжений - как в шве, так и в околошовной зоне, что позволяет уменьшать угловые и линейные деформации конструкций и тем самым снижать объем термической и термомеханической правки конструкций.
Немаловажным является и экономический фактор. Речь прежде всего идет о возможности монтажной сварки стыковых соединений толщиной до 14 мм включительно за один проход сварочного автомата с одновременным формированием лицевой и обратной сторон стыкового шва.
Применение МХП позволяет сваривать монтажные стыки толщиной до 16 мм включительно без разделки свариваемых кромок, тем самым исключается подготовка свариваемых кромок на заводе-изготовителе конструкций моста и на стройплощадке.
Упрощается сборка монтажных стыковых соединений, так как ширина сварочного зазора может колебаться под автоматическую сварку на высоких погонных энергиях в достаточно широком диапазоне - от 5-6 мм до 12-13 мм по всей длине стыка (10-15 м). Данное обстоятельство очень важно для монтажной сборки конструкций стальных мостов. При этом гарантируется высокое качество монтажных сварных стыковых соединений.
Главная проблема при односторонней сварке вообще, а при односторонней автоматической сварке на высоких погонных энергиях в особенности - получение высококачественного обратного автоматного стыкового шва, не требующего механической обработки.
Комплексными исследованиями НИЦ "Мосты" было установлено, что имеющиеся отечественные и некоторые зарубежные флюсы (в том числе и подкладочные типа АН-37П), различные типы огнеупорных, керамических и других подкладок не выдерживают никакой критики с позиции воздействия на них термического цикла автоматической сварки с высокой погонной энергией (равно как и с позиции качества формирования обратной стороны шва).
В результате сотрудниками центра была разработана специальная комбинированная медная подкладка для автоматической сварки с применением МХП. В качестве подкладочного флюса, точнее, его заменителей выступают стеклоткань и обычное оконное стекло. На таких комбинированных подкладках удалось добиться высококачественного формирования валика автоматного шва толщиной до 16 мм включительно с очень плавными естественными переходами к основному металлу, что позволило практически полностью исключить его механическую обработку в потолочном положении. Именно эти толщины составляют 90% общей протяженности монтажных стыковых швов. Отработана технология и режимы такой автоматической сварки на спецподкладках и, естественно, исследован весь комплекс механических свойств, в том числе и усталостная точность.
Данная комплексная технология автоматической монтажной сварки позволила снизить трудоемкость процесса почти на 70%, а значит, существенно увеличить темпы строительства стальных мостов.
Вот некоторые аспекты применения других сварочных материалов при монтажной автоматической сварке стальных мостов.
Сварочные проволоки сплошного сечения поступают от завода-изготовителя диаметрами 2, 4 и 5 мм в защитной смазке. Перед применением защитная смазка удаляется в обязательном порядке различными способами. Эта операция часто совмещается с намоткой проволоки в кассеты. Применяется в мостостроении и сварочная проволока, имеющая медное защитное покрытие , что позволяет не очищать ее перед сваркой. К сожалению, производство омедненной сварочной проволоки (марок типа Св-ЮНМА) практически освоено лишь малым числом предприятий и не выпускается в больших объемах.
Порошковые самозащитные проволоки, применяемые для монтажной автоматической сварки стальных мостов (типа ПП-АН19Н, ПЛ-АН 19С, ПП-АН32) изготавливаются в основном в Украине, что не позволяет оперативно решать вопросы снабжения данной продукцией строительных подразделений корпорации "Трансстрой", да и ее качество зачастую вызывает справедливые нарекания мостостроителей.
Применяемые в мостостроении плавленые российские флюсы типа АН-47, АН-348-А, ОСЦ-45, АН-22 требуют высокотемпературной прокалки (особенно АН-22 - до 600°С), в результате каждая стройплощадка комплектуется соответствующим прокалочным оборудованием, а сам процесс прокалки и хранения флюсов в резервных печах требует существенных энергозатрат. Разработчикам и изготовителям сварочных флюсов нужно искать пути упрощения процесса подготовки флюса к работе с безусловным обеспечением качества.
На рынке сварочных материалов России практически отсутствуют высококачественные керамические флюсы, применение которых было бы (после соответствующих исследований) возможным для сварки конструкций пролетных строений стальных мостов. Сегодня по-прежнему применяются некоторые марки керамических флюсов, которые производятся не просто в Украине, а на опытном заводе ИЭС им. Патона в небольших объемах (это керамические флюсы типа АНК-561, АНК-565,48АНК-54) - со всеми сопутствующими осложнениями.
Применительно к односторонней автоматической сварке заводы России не выпускают специальных подкладочных флюсов. Поэтому и российских исследований в данной области нет. (По данным отраслевой печати промышленность Японии располагает широким диапазоном таких флюсов, в частности, флюс керамического типа марки PF-45 разработан в Японии специально для односторонней автоматической сварки.)
В настоящее время ряд заводов России производит электроды для ручной дуговой сварки отечественных конструкций из низколегированных сталей (во всяком случае, такова надпись на каждой пачке электродов). Однако качество электродов зачастую не отвечает нормативным требованиям: не обеспечиваются определенные механические свойства наплавленного металла, затруднен процесс возбуждения дуги, нестабилен процесс плавления электрода, покрытие нанесено не концентрично относительно стержня. Необходим прибор для экспресс-анализа качества геометрических параметров электродов. Было бы целесообразно внести в ГОСТ на электроды (9466-9467) требование обязательной герметизации упаковки электродов.
Так или иначе, стальные мосты являются особо ответственными конструкциями и поэтому осуществляется строгий приемочный контроль качества сварных конструкций пролетных строений как на заводах-изготовителях, так и на стройплощадках с участием Независимой мостовой инспекции и других независимых контролирующих организаций.
Применение высококачественных сварочных материалов при заводском изготовлении и монтаже стальных мостов в сочетании с высокоэффективными сварочными технологиями позволит создать конкурентоспособные и надежные сварные конструкции.Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
МХП - это рубленая сварочная проволока сплошного сечения определенной марки, диаметром, как правило, 2 мм, опудренная химической добавкой. В качестве химической добавки применяются некоторые соединения отрицательно-активных элементов, и чаще всего это бескислородные соли щелочных металлов. К сожалению, в настоящее время все мостостроительные подразделения российской корпорации "Трансстрой" вынуждены сами изготавливать такой сварочный материал, а не заказывать и получать его централизованно от заводов-изготовителей сварочных материалов. Так, например, при строительстве стального автодорожного моста через Обь в районе Сургута длиной 2 км потребовалось 9 т МХП.
Применение МХП для монтажной автоматической сварки стыковых соединений стальных конструкций мостов позволило решить целый ряд задач.
Во-первых, это гарантирует обеспечение качества сварных соединений (швы принимаются с первого предъявления) и требуемые механические свойства, которые варьируется химсоставом МХП.
Во-вторых, применение МХП существенно снижает уровень остаточных сварочных напряжений - как в шве, так и в околошовной зоне, что позволяет уменьшать угловые и линейные деформации конструкций и тем самым снижать объем термической и термомеханической правки конструкций.
Немаловажным является и экономический фактор. Речь прежде всего идет о возможности монтажной сварки стыковых соединений толщиной до 14 мм включительно за один проход сварочного автомата с одновременным формированием лицевой и обратной сторон стыкового шва.
Применение МХП позволяет сваривать монтажные стыки толщиной до 16 мм включительно без разделки свариваемых кромок, тем самым исключается подготовка свариваемых кромок на заводе-изготовителе конструкций моста и на стройплощадке.
Упрощается сборка монтажных стыковых соединений, так как ширина сварочного зазора может колебаться под автоматическую сварку на высоких погонных энергиях в достаточно широком диапазоне - от 5-6 мм до 12-13 мм по всей длине стыка (10-15 м). Данное обстоятельство очень важно для монтажной сборки конструкций стальных мостов. При этом гарантируется высокое качество монтажных сварных стыковых соединений.
Главная проблема при односторонней сварке вообще, а при односторонней автоматической сварке на высоких погонных энергиях в особенности - получение высококачественного обратного автоматного стыкового шва, не требующего механической обработки.
Комплексными исследованиями НИЦ "Мосты" было установлено, что имеющиеся отечественные и некоторые зарубежные флюсы (в том числе и подкладочные типа АН-37П), различные типы огнеупорных, керамических и других подкладок не выдерживают никакой критики с позиции воздействия на них термического цикла автоматической сварки с высокой погонной энергией (равно как и с позиции качества формирования обратной стороны шва).
В результате сотрудниками центра была разработана специальная комбинированная медная подкладка для автоматической сварки с применением МХП. В качестве подкладочного флюса, точнее, его заменителей выступают стеклоткань и обычное оконное стекло. На таких комбинированных подкладках удалось добиться высококачественного формирования валика автоматного шва толщиной до 16 мм включительно с очень плавными естественными переходами к основному металлу, что позволило практически полностью исключить его механическую обработку в потолочном положении. Именно эти толщины составляют 90% общей протяженности монтажных стыковых швов. Отработана технология и режимы такой автоматической сварки на спецподкладках и, естественно, исследован весь комплекс механических свойств, в том числе и усталостная точность.
Данная комплексная технология автоматической монтажной сварки позволила снизить трудоемкость процесса почти на 70%, а значит, существенно увеличить темпы строительства стальных мостов.
Вот некоторые аспекты применения других сварочных материалов при монтажной автоматической сварке стальных мостов.
Сварочные проволоки сплошного сечения поступают от завода-изготовителя диаметрами 2, 4 и 5 мм в защитной смазке. Перед применением защитная смазка удаляется в обязательном порядке различными способами. Эта операция часто совмещается с намоткой проволоки в кассеты. Применяется в мостостроении и сварочная проволока, имеющая медное защитное покрытие , что позволяет не очищать ее перед сваркой. К сожалению, производство омедненной сварочной проволоки (марок типа Св-ЮНМА) практически освоено лишь малым числом предприятий и не выпускается в больших объемах.
Порошковые самозащитные проволоки, применяемые для монтажной автоматической сварки стальных мостов (типа ПП-АН19Н, ПЛ-АН 19С, ПП-АН32) изготавливаются в основном в Украине, что не позволяет оперативно решать вопросы снабжения данной продукцией строительных подразделений корпорации "Трансстрой", да и ее качество зачастую вызывает справедливые нарекания мостостроителей.
Применяемые в мостостроении плавленые российские флюсы типа АН-47, АН-348-А, ОСЦ-45, АН-22 требуют высокотемпературной прокалки (особенно АН-22 - до 600°С), в результате каждая стройплощадка комплектуется соответствующим прокалочным оборудованием, а сам процесс прокалки и хранения флюсов в резервных печах требует существенных энергозатрат. Разработчикам и изготовителям сварочных флюсов нужно искать пути упрощения процесса подготовки флюса к работе с безусловным обеспечением качества.
На рынке сварочных материалов России практически отсутствуют высококачественные керамические флюсы, применение которых было бы (после соответствующих исследований) возможным для сварки конструкций пролетных строений стальных мостов. Сегодня по-прежнему применяются некоторые марки керамических флюсов, которые производятся не просто в Украине, а на опытном заводе ИЭС им. Патона в небольших объемах (это керамические флюсы типа АНК-561, АНК-565,48АНК-54) - со всеми сопутствующими осложнениями.
Применительно к односторонней автоматической сварке заводы России не выпускают специальных подкладочных флюсов. Поэтому и российских исследований в данной области нет. (По данным отраслевой печати промышленность Японии располагает широким диапазоном таких флюсов, в частности, флюс керамического типа марки PF-45 разработан в Японии специально для односторонней автоматической сварки.)
В настоящее время ряд заводов России производит электроды для ручной дуговой сварки отечественных конструкций из низколегированных сталей (во всяком случае, такова надпись на каждой пачке электродов). Однако качество электродов зачастую не отвечает нормативным требованиям: не обеспечиваются определенные механические свойства наплавленного металла, затруднен процесс возбуждения дуги, нестабилен процесс плавления электрода, покрытие нанесено не концентрично относительно стержня. Необходим прибор для экспресс-анализа качества геометрических параметров электродов. Было бы целесообразно внести в ГОСТ на электроды (9466-9467) требование обязательной герметизации упаковки электродов.
Так или иначе, стальные мосты являются особо ответственными конструкциями и поэтому осуществляется строгий приемочный контроль качества сварных конструкций пролетных строений как на заводах-изготовителях, так и на стройплощадках с участием Независимой мостовой инспекции и других независимых контролирующих организаций.
Применение высококачественных сварочных материалов при заводском изготовлении и монтаже стальных мостов в сочетании с высокоэффективными сварочными технологиями позволит создать конкурентоспособные и надежные сварные конструкции.Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 10 за 2002 год в рубрике материалы и технолгии
