Сварка арматуры: какую можно варить, способы по ГОСТ, электроды и ток

Сварка арматуры допустима, только если сталь свариваемая: в маркировке класса стоит буква «С» (А500С, В500С) или в сертификате указана марка стали с нормальной свариваемостью. Типы соединений задаёт ГОСТ 14098-2014: на стройке арматуру чаще всего соединяют дуговой сваркой внахлёст или с накладками из стержней, толстые стержни от 20 мм — ванной сваркой или на скобе-накладке. Для стержней 10–20 мм хватает инвертора на 200–250 А с электродом 3–4 мм — например, TSS PRO MMA-200 за 6 203 ₽ (ПВ 80%) или TSS EVO MMA-250 за 10 170 ₽. Для ванной сварки стержней 28–40 мм нужен аппарат на 315–400 А и сеть 380 В. Цены на момент публикации.

Какую арматуру можно варить: классы и буква «С»

Свариваемость арматуры определяет не диаметр и не профиль, а химический состав стали и способ упрочнения. В ГОСТ 14098-2014 прямо перечислено, каким документам должен соответствовать состав свариваемых по стандарту сталей: А240, А300, А400 и выше — по ГОСТ 5781, термомеханически упрочнённые Ат500С и Ат600С — по ГОСТ 10884, А500С — по действующим нормативам (в России это ГОСТ Р 52544).

Последняя строка — ключ к вопросу «почему арматуру нельзя варить». Термомеханически упрочнённая сталь получает прочность от закалки при прокатке. Местный нагрев дугой эту структуру разрушает: рядом со швом сталь разупрочняется или, наоборот, становится хрупкой. Поэтому стандарт и разрешает использовать такие стержни (речь о немерной длине и отходах) в сварных изделиях только как арматуру класса А400 — весь запас прочности высокого класса теряется.

Сварка или вязка арматуры проволокой

Оба способа законные: ГОСТ 10922-2012 так и называется — «Арматурные и закладные изделия, их сварные, вязаные и механические соединения». Выбор зависит от класса стали и задачи.

Для частного фундамента из А500С и А400 на 10–14 мм вязка — нормальная практика: быстрее, дешевле и не зависит от электричества. Сварку выбирают, когда каркас собирают заранее и поднимают целиком, когда стыкуют толстые стержни 25–40 мм (нахлёст на таких диаметрах съедает много металла) и когда сварное соединение указано в проекте.

Способы соединения арматуры сваркой по ГОСТ 14098-2014

Стандарт кодирует соединение буквой типа, номером и способом сварки: К — крестообразное, С — стыковое, Н — нахлёсточное с пластиной, Т — тавровое; Р — ручная, М — механизированная, К — контактная. Для стройки важны шесть вариантов:

Механизированные варианты тех же соединений (С21-Мн, С23-Мэ, С14-Мп) выполняют полуавтоматом в углекислоте или порошковой проволокой — стандарт допускает любой из этих видов. Как выбрать аппарат под такую сварку — в статье какой полуавтомат выбрать.

Сварка арматуры внахлёст и с накладками: длина шва

Это самые частые способы соединения арматуры сваркой на стройплощадке: обычный инвертор, электрод 3–4 мм, никаких форм. Главный параметр — длина шва в диаметрах стержня (d). По таблицам 9 и 10 ГОСТ 14098-2014 для одностороннего шва:

Двусторонние швы длиной 4d стандарт допускает для внахлёстки классов А240 и Ас300 и для накладок классов А240, А300, А400. Ширина шва внахлёст — не меньше половины диаметра и не меньше 8 мм, высота — не меньше четверти диаметра и не меньше 4 мм. Для стержней разного диаметра размеры считают по меньшему.

Накладки при сварке арматуры накладками ставят из стержней того же класса, а для классов А600, А800 и А1000 — со смещением и швами в шахматном порядке. Для стержней 25–40 мм вместо накладок из арматуры допускаются усиленные скобы-накладки.

Ванная сварка арматуры

Ванная сварка соединяет торцы двух стержней без нахлёста: стык помещают в инвентарную форму (медную или графитовую) или на стальную скобу-ванночку, и зазор между торцами заполняют жидким металлом. Электрод плавится непрерывно, металл держится в ванне, пока не прогреет оба торца на всё сечение. Так варят толстые стержни колонн и ростверков: в ГОСТ ванно-шовное соединение на скобе-накладке С15-Рс предусмотрено для диаметров 20–40 мм.

Что отличает ванную сварку от обычной:

• Ток выше обычного. Электрод 5–6 мм и ток в верхней части его диапазона — это 250–320 А, иногда больше. Бытовой инвертор на 200 А такой стык не проварит.
• Длительная работа без пауз. Ванна должна оставаться жидкой, поэтому важна продолжительность включения: аппарат с ПВ 60% на максимальном токе варит 6 минут из 10, а 4 минуты остывает. Как это считать — в статье про ПВ сварочного аппарата.
• Скобы-ванночки — расходник. Их подбирают под диаметр стержня, оставляют в стыке, а материал скоб по ГОСТ — листовая сталь С235–С255.
• Вертикальные стыки сложнее. Для вертикальных стержней колонн стандарт выделяет отдельные типы (С10-Рв, С19-Рм), а техника ведения ванны в этом положении требует опыта. Общие приёмы — в статье вертикальный шов.

Под ванную сварку в каталоге есть TSS EVO MMA-315 за 36 980 ₽ (20–315 А, электрод до 6 мм, 380 В) и HUGONG INVERDELTA 400 III за 75 757 ₽ (15–400 А, электрод до 6 мм, 380 В).

Стыковая сварка арматуры: контактная и дуговая

Под стыковой сваркой арматуры понимают два разных процесса. Контактная стыковая (С1-Ко) — заводская: стержни зажимают в машине, пропускают ток через торцы и осаживают. Шов получается без присадки и без нахлёста, но машина стационарная и для стройплощадки не подходит. На объекте стыковое соединение делают дуговой сваркой: ванной в форме, на скобе-накладке или с накладками из стержней (С21-Рн) — все эти типы в стандарте относятся к стыковым.

Для стыков на объекте торцы должны быть ровными, а зазор — выставленным по технологической карте. Поэтому заготовки удобнее резать станком, а не электродом и не газом: об этом — ниже.

Крестообразные прихватки: почему ими ослабляют стержень

Сварка пересечений каркаса точками (К3-Рп) — самый массовый и самый недооценённый способ. В примечании к таблице 3 ГОСТ 14098-2014 сказано, что прочность таких соединений на срез не нормируется, а соединения К3-Рп с нормируемой прочностью на строительной площадке выполнять не допускается. То есть прихватка держит каркас до бетонирования, но в расчёте не участвует.

Опасность прихваток в другом — в том, что они делают с рабочим стержнем:

• короткий шов на холодном металле остывает очень быстро, и в зоне нагрева сталь может стать хрупкой;
• подрез у края прихватки — надрез на теле стержня, с которого под нагрузкой начинается трещина;
• на термоупрочнённой арматуре точечный нагрев снимает упрочнение именно в том сечении, где стоит прихватка.

Отсюда практическое правило: точками крепят хомуты, монтажные и распределительные стержни; рабочие стержни вяжут, если проект прямо не разрешает прихватки на них. По таблице ГОСТ прихватка должна иметь длину не меньше половины диаметра и не меньше 8 мм, а ток — минимальный, при котором электрод уверенно горит.

Электроды для сварки арматуры и ток по диаметру

Тип электрода задают проект или технологическая карта. Для рабочих стыков А500С и А400 обычно берут электроды с основным покрытием типа Э50А (например, УОНИ-13/55) — их варят на постоянном токе, как правило обратной полярности. Для прихваток и неответственных узлов из А240 подходят рутиловые электроды. Подробно о покрытиях, прокалке и полярности — в статье какие электроды выбрать.

Ориентир связки «арматура — электрод — ток — аппарат» для нижнего положения:

Это общепринятые ориентиры, а не норма: уточняйте режим по паспорту аппарата и по пачке электродов. В вертикальном и потолочном положении ток снижают, а на морозе режим и подогрев задаёт технологическая карта.

Инверторы для сварки арматуры: от 200 до 315 А

Арт. 028431В наличии

Сварочный инвертор TSS PRO MMA-200

5 583 ₽6 204 ₽−10%/шт.

В корзину

Арт. 035254В наличии

Сварочный инвертор ТSS EVO MMA-250

9 153 ₽10 170 ₽−10%/шт.

В корзину

Арт. 029615В наличии

Сварочный инвертор HUGONG POWER STICK 251W III

39 312 ₽43 680 ₽−10%/шт.

В корзину

Арт. 035256В наличии

Сварочный инвертор ТSS EVO MMA-315

33 283 ₽36 981 ₽−10%/шт.

В корзину

Аппарат для сварки арматуры: инвертор или сварочный генератор

Параметры инверторов из таблицы выше по карточкам каталога:

На стройке сеть часто «проседает» на длинной переноске — тут полезен ESTICK 200ED III с допуском питания 160–250 В. Сечение сварочного кабеля до дальнего стыка подбирают по току и длине, иначе на переноске теряется часть тока. Все модели — в разделе ручная дуговая сварка MMA.

Если сети на объекте нет, есть два пути. Первый — обычный генератор для инвертора: он должен быть с запасом по мощности, иначе страдают и генератор, и аппарат; расчёт — в статье какой генератор нужен для сварочного инвертора. Второй — сварочный генератор, где двигатель сразу даёт сварочный ток и розетку для инструмента:

• TSS PRO GGW 3.0/250E-R — бензин, 50–250 А, ПВ 80%, электрод до 5 мм, 2,8 кВт на розетке, 120 000 ₽;
• TSS GGW 6.0/250ED-R — бензин, 20–230 А, ПВ 80%, электрод до 5 мм, 6 кВт на розетке, 150 000 ₽;
• TSS DGW 7.0/250ED-R — дизель, до 230 А, ПВ 80%, электрод до 5 мм, 6,5 кВт, 180 000 ₽;
• TSS DGW 10.0/300ED-R3 — дизель, 20–300 А, электрод 2–6 мм, 10 кВт и розетка 380 В, 500 000 ₽: тянет ванную сварку и заодно трёхфазный станок.

Чем такие машины отличаются от пары «генератор плюс инвертор» — в статье сварочный генератор, когда на объекте нужны два сварщика от одной машины — в разборе двухпостового сварочного агрегата, а общий расчёт питания площадки — в статье генератор для стройки. Разделы каталога: бензиновые и дизельные сварочные генераторы.

Сварочные генераторы для стройплощадки

Арт. 022832В наличии

Бензиновый сварочный генератор TSS PRO GGW 3.0/250E-R

108 000 ₽120 000 ₽−10%/шт.

В корзину

Арт. 022959В наличии

Инверторный бензиновый сварочный генератор TSS GGW 6.0/250ED-R

135 000 ₽150 000 ₽−10%/шт.

В корзину

Арт. 018692В наличии

Инверторный дизельный сварочный генератор TSS DGW 7.0/250ED-R

162 000 ₽180 000 ₽−10%/шт.

В корзину

Арт. 026498В наличии

Инверторный дизельный сварочный генератор TSS DGW 10.0/300ED-R3

450 000 ₽500 000 ₽−10%/шт.

В корзину

Резка арматуры станком вместо болгарки

Под сварку арматуру режут на мерные заготовки: накладки, стержни под стык, выпуски. Болгарка с этим справляется на десятке резов, но на объёме проигрывает: диск изнашивается, торец греется и получает прижог, летят искры — рядом с деревянной опалубкой и плёнкой это пожарный риск, а заклинивший диск опасен для рук. Резать арматуру электродом («резка арматуры сваркой») тем более не стоит: торец получается с наплывами, а металл у реза перегрет.

Станок рубит пруток ножами — холодный рез, без искр. В каталоге серия ТСС GQ, все модели на 380 В:

Если на площадке нет трёхфазной сети, станок питают от трёхфазного генератора с запасом на пуск двигателя. Как выбрать станок под диаметр и объём, когда нужен гибочный и сколько служат ножи — в статье станок для гибки и резки арматуры; все модели — в разделе станки для резки арматуры.

Станки для резки арматуры ТСС GQ

Арт. 490520В наличии

Станок для резки арматуры ТСС GQ 40N

175 360 ₽/шт.

В корзину

Арт. 490522В наличии

Станок для резки арматуры ТСС GQ 42N

184 480 ₽/шт.

В корзину

Арт. 490521В наличии

Станок для резки арматуры ТСС GQ 50N

245 664 ₽/шт.

В корзину

Арт. 490523В наличии

Станок для резки арматуры TSS GQ 52A

255 504 ₽/шт.

В корзину

Безопасность при сварке арматуры

• Глаза и лицо. Для ручной дуговой сварки на токах 100–300 А обычно берут светофильтр DIN 10–12; удобнее маска-хамелеон с регулировкой, если ток меняется от прихваток к ванной. Подбор — в статье как выбрать сварочную маску.
• Брызги и УФ. Брезентовая или спилковая роба, краги, закрытая обувь. Ультрафиолет дуги обжигает кожу за минуты; соседей по площадке закрывают ширмами.
• Вентиляция. В котловане, в опалубке стен и в подвале дым скапливается. Ветер или вентилятор должен уносить его от лица, а в замкнутом объёме нужна принудительная вытяжка.
• Пожар. Опалубка, утеплитель, плёнка и мусор у стыка загораются от брызг. Уберите горючее, держите рядом огнетушитель и осмотрите место через некоторое время после окончания работы.
• Электричество. Целые кабели и держатель, не стоять в воде, клемма массы — на свариваемом стержне, а не на каркасе в десяти метрах.
• Высота. Сварка арматуры колонн и перекрытий на высоте — только со страховочной системой и с защитой от падения огарков вниз.
• Баллоны. При сварке полуавтоматом баллон с газом крепят вертикально, вдали от дуги и нагрева, и не прокладывают сварочный кабель по нему.

Чек-лист перед сваркой арматуры

1. Класс арматуры по бирке или сертификату: есть «С» или свариваемая марка стали — варим; нет — вяжем.
2. Тип соединения по проекту и ГОСТ 14098-2014: внахлёст, накладки, ванная, прихватки.
3. Длина шва: 6d, 8d или 10d по классу, для А500С 16 мм — от 128 мм.
4. Электрод по проекту: тип, диаметр, прокалка; режим — по пачке.
5. Аппарат под самый толстый стык: до 20 мм — 200–250 А на 220 В, ванная 28–40 мм — 315–400 А на 380 В или сварочный генератор.
6. Заготовки нарезаны станком, торцы ровные, зазоры выставлены.
7. Маска, роба, огнетушитель, вентиляция, страховка на высоте.

Юрлицам PROTSS как официальный дилер ТСС выставляет счёт, работает по 44-ФЗ и 223-ФЗ и даёт скидки до 30%; доставка по России, сервисные центры ТСС — в Москве, Екатеринбурге, Самаре, Ростове-на-Дону и Симферополе.