Высокопрочная арматурная сталь

Раздел: Учебники

Так как термически упрочненная арматурная сталь класса Ат—ШС предназначена для использования в качестве ненапря- гаемой арматуры железобетонных конструкций взамен свариваемой горячекатаной стали марки 35ГС класса А—III; то для решения, вопроса о ее широком использовании в строительстве требовалось провести всестороннее исследование технологии и разработать оптимальные режимы контактной точечной, контактной стыковой и дуговой сварки. Первыми исследованиями механических свойств сварных соединений из арматурной стали класса Ат—ШС, выполненными в Научно-исследовательском институте бетона и железобетона еще в 1973 году по режимам, рекомендованным для сварки стали марки 35ГС, была доказана возможность осуществления контактной точечной и стыковой видов сварки. При этом выяснилось, что режимы, применяемые при сварке стали класса А—III марки 35ГС не всегда являются оптимальными для сварки стали класса Ат—IIIC.

После освоения на Криворожском металлургическом комбинате массового производства арматурной стали класса Ат—IIIC диаметром 10—14 мм в 1976 году '(а позднее и диаметром 16—18 мм) в Научно-исследовательском институте бетона и железобетона провели комплексное исследование по отработке режимов сварки нового вида арматуры. При этом основной задачей являлось исследование свариваемости арматуры класса Ат—IIIC из полуспокойной углеродистой стали, как более экономичной при производстве.

При проведении опытов использовали опытно-промышленные партии стали класса Ат—III диаметром 10, 14, 16 и 18 мм .

Образцы сварных соединений изготавливали при помощи промышленного оборудования: контактных точечных машин типов

Критериями оценки свариваемости стали при контактной точечной и стыковой, ручной дуговой протяженными швами и при автоматической сварке под флюсом тавровых соединений закладных деталей являются показатели механических свойств сварных соединений при испытании на растяжение, холодный изгиб, а также твердость и микроструктура околошовных зон сварных соединений. Исследованиями установлено, что в качестве основных критериев оценки свариваемости термически упрочненных сталей следует принять временное сопротивление сварных соединений

(а в) и минимальный локальный предел текучести в зоне сварного соединения.

Изучение влияния параметров режимов контактной точечной сварки на свойства стержней класса Ат—IIIC показало, что с увеличением «жесткости» (сварочного тока) режимов точечной сварки значения ав и от возрастают до величины, соответствующих свойствам исходного металла, а затем, после превышения определенной величины сварочного тока (/св),— снижаются. Установлено, что оптимальные значения тока при точечной сварке крестообразных соединений из стали класса Ат—IIIC превышают значения /св, рекомендованные для сварки стержней из стали класса

А—III марки 35ГС. Снижение о в и от у соединении, выполненных на чрезмерно жестких режимах, происходит вследствие образования в сварных соединениях закалочных структур, что ведет к хрупким разрушениям.

На  60 представлены результаты испытаний на растяжение образцов крестообразных соединений стержней диаметром 18 мм, выполненных контактной точечной сваркой с одинаковой величиной осадки стержня в стер' жень при различных значениях сварочного тока и времени сварки. С увеличением «жесткости» режима сварки сг/ и о сварных соединений повышались до уровня свойств металла в состоянии поставки. Следует отметить, что режим, оптимальный при сварке стали 35ГС (15,6 кА), обеспечил свойства сварных соединений стали Ст5сп выше требований ГОСТ 5781—82 для стали 35ГС.

Контактную стыковую сварку образцов выполняли оплавлением с предварительным подогревом, непрерывным оплавлением в нормаль

ном режиме и непрерывным оплавлением с повышенными значениями величины и усилия осадки. При сварке первым способом, применяемым для стали 35ГС, сварные соединения разупрочнялись на 7—8% по сравнению со сталью в состоянии поставки, но тем не менее имели а'в и о'т выше минимальных требований для стали класса Ат—II 1С. Равнопрочность сварных соединений и исходного металла достигнута при применении способа сварки непрерывным оплавлением без предварительного подогрева с повышенными на 50—60% значениями величины и усилия осадки по сравнению с регламентированными в строительных норма.

Так, соединения стержней класса Ат—ШС из стали марок Ст5сп и Ст5пс диаметром 14 мм, характеризующиеся невысоким уровнем упрочнения (ав 640—670 МПа), практически не разупроч- няются при исследованных режимах контактной стыковой сварки. Соединения, выполненные способом непрерывного оплавления с повышенной величиной и усилием осадки, имеют а'в на 7—12% выше, чем выполненные способом оплавления с подогревом.

Влияние разогрева на механические свойства сварных соединений, выполненных дуговой сваркой, проверяли на образцах с круглыми парными накладками. Испытывали образцы трех вариантов: с накладками длиной 4dy приваренными двусторонними швами на проход с накладками длиной 8d, приваренными односторонними швами также на проход; с накладками длиной 8dy приваренными односторонними швами, накладываемыми в шахматном порядке от краев накладок к середине. Соединения стержней стали класса Ат—ШС диаметром 16 и 18 мм, выполненные с накладками длиной 8rf, по прочности не уступают исходной стали в состоянии поставки. Соединения с накладками длиной 4d имели а р на 4—5% ниже по сравнению с исходной сталью, но все же удовлетворяли требованиям для стали класса Ат—IIIC.