Требования к производству сварочных работ

6.2.1 В проектной документации на металлоконструкции должны быть указаны:

— сварочные материалы;

— требования к механическим свойствам сварных соединений в зависимости от уровня расчетных напряжений и условий работы;

— объем контроля сварных соединений физическими методами;

— требуемый уровень качества сварных соединений.

6.2.2 В ППР или ППСР должны быть предусмотрены:

— наиболее эффективные способы сварки монтажных соединений с учетом их пространственного положения;

— требуемая форма подготовки кромок монтируемых элементов под сварку;

— последовательность сварки и порядок выполнения каждого шва, обеспечивающие минимальные деформации и перемещения свариваемых элементов;

— режимы сварки и указания по технике сварки, которые должны обеспечить получение требуемых структур металла шва и околошовной зоны;

— необходимая технологическая оснастка и сварочное оборудование;

— меры по обеспечению требуемого качества подготовки и сборки конструкций под сварку,
а также схема их закрепления и необходимая для этого оснастка;

— допустимая температура металла, при которой возможна сварка соединений без их подогрева, а также допустимая скорость ветра в зоне сварки;

— условия обеспечения требуемого диапазона скоростей охлаждения сварных соединений металлоконструкций при сварке;

— указания по технологии производства сварочных работ в зимних условиях (если это предусматривается в соответствии с календарным планом строительства).

6.2.3 В ППР или ППСР должны быть предусмотрены меры по обеспечению требуемой геометрической точности металлоконструкций при сварке, включая меры по компенсации или подавлению термодеформационных процессов усадки сварных швов, способных привести к потере устойчивости конструкций или изменению геометрической формы.

6.2.4 В случаях, когда в проектной документации предусмотрена термическая обработка каких-либо сварных соединений, в ППР или ППСР следует разработать технологию ее выполнения, включая способ, режимы термообработки, указания по контролю качества термообработанных соединений.

6.2.5 Способы, режимы и техника сварки металлоконструкций должны обеспечивать:

— требуемый уровень механических свойств сварных соединений, предусмотренный проектом;

— необходимую однородность и сплошность металла сварных соединений;

— оптимальную скорость охлаждения выполненных сварных соединений;

— минимальный коэффициент концентрации напряжений;

— минимальное значение сварочных деформаций и перемещений свариваемых элементов;

— коэффициент формы каждого наплавленного слоя шва (прохода) в пределах от 1,3 до 2,0
(при сварке со свободным формированием шва).

6.2.6 Механические свойства металла сварных соединений должны соответствовать следующим требованиям:

— угол статического изгиба должен быть равен:

для углеродистых сталей толщиной до 20 мм — не менее 100°, свыше 20 мм — не менее 80°;

для низколегированных сталей толщиной до 20 мм — не менее 80°, свыше 20 мм — не менее 60°;

— статическое растяжение: временное сопротивление разрыву должно быть не менее нижнего предела временного сопротивления основного металла, регламентированного требованиями ТНПА;

— ударный изгиб металла шва: ударная вязкость должна быть не менее величины, указанной
в технологической документации на монтажную сварку данной конструкции.

6.2.7 К сварке металлоконструкций следует приступать после приемки сборочных работ руководителем сварочных работ.

6.2.8 Последовательность выполнения сварных швов должна быть такой, чтобы деформации конструкции были минимальные и предотвращалось появление трещин в сварных соединениях.

Сварку всех узлов металлоконструкций, в том числе особо сложных (двутавровых балок большого сечения, монтажных стыков подкрановых балок, узлов соединения балок с колонами), следует выполнять согласно ППСР и технологической карте, в которых должны быть указаны последовательность наложения швов и приемы, обеспечивающие минимальные деформации и остаточные напряжения в конструкциях.

6.2.9 Подключение постов автоматической и механизированной сварки, а также однопостовых источников питания сварочной дуги должно быть произведено к распределительным шкафам (сборкам), соединенным с трансформаторной подстанцией отдельным фидером. Подключение к этим шкафам грузоподъемных и иных механизмов не допускается. Источник питания подключается к сети через индивидуальную пусковую аппаратуру (рубильник).

6.2.10 В зоне производства сварочных работ следует систематически контролировать скорость ветра. Допустимую скорость ветра в зоне сварки необходимо указывать в ППР или ППСР. При превышении допустимой скорости ветра более чем 2 м/с сварка должна быть прекращена или устроены соответствующие защитные укрытия.

6.2.11 Сварка должна производиться при стабильном режиме. Колебания величины напряжения
в сети, к которой подключается сварочное оборудование, не должны превышать ±5 %.

Последовательность выполнения сварных соединений металлоконструкций и схема выполнения каждого сварного шва в отдельности должны соблюдаться в соответствии с указаниями ППР
или ППСР, исходя из условий обеспечения минимальных сварочных деформаций и перемещений элементов конструкций.

6.2.12 Не допускается выполнение сварочных работ при дожде, снеге, если кромки элементов, подлежащих сварке, не защищены от попадания влаги в зону сварки.

6.2.13 Сварные соединения металлоконструкций при ручной или механизированной сварке следует выполнять не менее чем в два слоя согласно таблице 6.1.

Таблица 6.1 — Число проходов (слоев) сварного соединения в зависимости от толщины металла

6.2.14 При сварке металлоконструкций в зимнее время необходимо систематически контролировать температуру металла и, если расчетная скорость охлаждения металла шва превышает допустимое значение для данной марки стали, необходимо организовать предварительный, сопутствующий или после­сварочный подогрев; требуемая температура и схема подогрева должны быть определены в ППР или ППСР. Рабочие диапазоны скоростей охлаждения сталей, а также минимальные температуры, не требующие подо­грева кромок при сварке, которые зависят от углеродного эквивалента, толщины металла, способа сварки, также следует указывать в ППР или ППСР (технологической карте). При сварке в зимнее время, независимо от температуры воздуха и марки стали, свариваемые кромки необходимо просушивать от влаги.

6.2.15 Сварные соединения (швы) длиной более 1 м при толщине стали до 15 мм, выполняемые ручной или механизированной сваркой, следует сваривать обратноступенчатым способом.

6.2.16 При толщине стали от 15 до 20 мм и более следует применять сварку способом «двойного слоя». Заваривают на участке длиной от 250 до 300 мм первый слой шва, сбивают с него шлак и заваривают на этом же участке второй слой, далее в таком же порядке заваривают последующие участки. Сварку второго слоя выполняют по горячему первому слою. Остальные слои (проходы) выполняют обычным обратноступенчатым способом.

6.2.17 Сварка листовых объемных конструкций из стали толщиной более 20 мм, особенно из стали с пределом текучести 390 МПа и более, должна производиться способами, обеспечивающими уменьшение скорости охлаждения — каскадом или горкой.

6.2.18 При производстве сварочных работ следует создавать условия для наиболее удобного выполнения сварки: в нижнем положении, с поворотом изделия; тавровые соединения необходимо выполнять «в лодочку» с кантовкой или поворотом изделия.

6.2.19 При сварке перекрещивающихся швов в первую очередь необходимо сваривать швы, выполнение которых не создает жесткого контура для остальных швов. Очередность выполнения швов должна указываться в ППР или ППСР и технологической карте. Недопустимо прерывать сварку в местах пересечения и сопряжения швов.

В первую очередь необходимо выполнять стыковые швы, во вторую — угловые швы.

6.2.20При перерыве процесса сварки под флюсом возобновлять ее можно только после очистки конца шва на длину не менее 50 мм и кратера от шлака. Этот участок и кратер следует перекрыть новым швом.

6.2.21 Многослойную сварку необходимо выполнять слоями высотой от 2 до 4 мм согласно таблице 6.1. Каж­дый слой шва перед наложением последующего слоя должен быть тщательно очищен сварщиком
от шлака и брызг металла, после чего производится внешний осмотр шва. Участки слоев шва с наружными порами, раковинами и трещинами должны быть удалены механическим способом. Допускается выборка дефектного участка огневым способом с последующей механической зачисткой мест выборки.

6.2.22 При сварке стыки участков (замки швов) в соседних слоях должны быть смещены не менее чем на 20 мм.

6.2.23 При двусторонней ручной и механизированной сварке стыковых, угловых и тавровых соединений необходимо перед выполнением шва с обратной стороны удалить корень шва до чистого металла.

6.2.24 Придание угловым швам вогнутого профиля и плавного перехода к основному металлу необходимо осуществлять подбором режимов и механизированной зачисткой.

6.2.25 Минимальные катеты сварных швов не должны превышать толщины более тонкой детали в соединении.

Катет углового шва должен соответствовать указанному в проектной документации и составлять, мм:

4                    — для деталей толщиной от 4 до 5 мм;

не менее 5     — для деталей большей толщины (определяется расчетом или конструктивно).

6.2.26 Нахлесточные соединения допускаются с величиной нахлестки не менее 30 мм.

6.2.27 После окончания сварки со шва и околошовной зоны должен быть удален шлак и брызги металла. Снятие части усиления шва, зачистку корня шва и мест установки выводных планок необходимо выполнять с применением высокооборотных электрических шлифовальных машинок с абразивным кругом, исключающим образование грубых рисок.

Удаление технологических приспособлений, закрепленных сваркой к металлоконструкциям, должно производиться согласно 6.1.13. Проводится последующая зачистка мест приварки заподлицо с основным металлом и контроль поверхности в этих зонах. Не допускаются вырывы основного металла, подрезы, разного рода углубления в металле.

6.2.28Методы контроля качества швов и сварных соединений должны соответствовать требованиям, приведенным в таблицах 6.2 – 6.6.

Таблица 6.2 — Методы контроля качества сварных соединений конструкций

Таблица 6.3 — Требования к качеству сварных соединений конструкций по внешнему виду

Таблица 6.4 — Требования к швам сварных соединений конструкций по результатам радиографического контроля

Внутренние дефекты в сварных соединениях	Требования к качеству, допустимые размеры дефектов
Непровары в корне шва в соединениях, доступных для сварки с двух сторон, соединениях на подкладках	Высота — до 5 % толщины свариваемого проката, но не более 2 мм Длина — не более удвоенной длины оценочного участка
Непровар в корне швав соединениях без подкладок, доступных с одной стороны	Высота — до 15 % толщины свариваемого проката, но не более 3 мм
Удлиненные и сферические дефекты:
одиночные	Высота — не более значений h*
образующие цепочку или скопление	Высота — не более 0,5h*, длина — не более длины оценочного участка
удлиненные	Протяженность — не более отношения
непровары, цепочки и скопления пор, соединения по длине шва суммарные в продольном сечении шва	Расстояние между близлежащими концами не менее 200 мм Суммарная площадь на оценочном участке — не более S*

Окончание таблицы 6.4

Таблица 6.5 — Длина оценочного участка и допустимые размеры одиночных дефектов

В миллиметрах

Таблица 6.6 — Требования к швам сварных соединений по результатам ультразвукового контроля

6.2.29 Контроль сварных соединений с толщиной металла от 10 мм и выше следует производить ультразвуком. При этом для проверки достоверности выявления дефектов необходимо производить радиографический контроль в объеме 10 % от объемов ультразвукового контроля, но не менее одного сварного соединения.

6.2.30Правка сварных металлоконструкций производится без ударных воздействий способами, исключающими образование вмятин, забоин, разрывов и других повреждений поверхности.

При правке местным нагревом деформированных стальных конструкций следует использовать газокислородное пламя. Температура нагрева элементов конструкции в зависимости от толщины или сечения и степени их деформации должна соответствовать значениям, приведенным в таблице 6.7.

Таблица 6.7 — Температура нагрева элементов сварной конструкции

Допустимые деформации элементов конструкций после сварки должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 6.8.

Таблица 6.8 — Допустимые деформации элементов конструкций после сварки

Наименование допустимых деформаций	Эскиз
Перекос полок элементов таврового и двутаврового сечения
Грибовидность полок элементов таврового и двутаврового сечения
Винтообразность элементов
Выпучивание стенки (h — высота) балок и балок с вертикальными ребрами жесткости
Выпучивание стенки (h — высота) подкрановых балок и балок с вертикальными ребрами жесткости

Окончание таблицы 6.8

Наименование допустимых деформаций	Эскиз
Стрела прогиба элементов

6.2.31 Удаление дефектных участков сварных швов должно выполняться механическим методом (шлифмашинками) с последующей зашлифовкой поверхности реза.

6.2.32 Заварку дефектных участков сварных швов следует выполнять способами и материалами, предусмотренными ППР и технологической картой. Исправленные участки сварного шва должны быть подвергнуты повторному контролю физическими методами.

6.2.33 Если в исправленном участке вновь будут обнаружены дефекты, ремонт сварного шва должен выполняться при обязательном контроле технологических операций.

Ручная дуговая сварка

6.3.1 Марку электродов определяют в проектной документации, диаметр электрода принимают,
в зависимости от толщины свариваемого металла и положения шва в пространстве. Для сварки корневых слоев шва, для подварки шва с обратной стороны следует применять электроды диаметром
от 2,5 до 3,0 мм — для толщины до 10 мм и диаметром от 3 до 4 мм — для толщины более 10 мм.

6.3.2 Ручная дуговая сварка должна выполняться на возможно короткой дуге. При перерывах сварки сварщик должен заполнить кратер и вывести место обрыва дуги на шов на расстоянии от 10 до 15 мм
от его конца. Последующее зажигание дуги производится на металле шва на расстоянии от 15 до 20 мм
от кратера.

6.3.3 Режимы сварки устанавливают в ППР или ППСР с учетом марки стали, марки и диаметра электродов, положения шва в пространстве, требований к качеству соединения и т. д. Ориентировочные значения сварочного тока приведены в приложении Ж.

6.3.4 Для каждой марки электродов, свариваемого металла и условий на объекте режимы сварки необходимо уточнять на пробных образцах. Режимы сварки также подлежат уточнению при замене марки электродов, свариваемого металла или при изменении условий работы. Изменение режимов сварки следует отмечать в журнале сварочных работ.

6.3.5 Необходимо применять источники питания постоянного тока с крутопадающими вольтамперными характеристиками. Переменный ток используется только в тех случаях, когда колебания
сетевого напряжения не превышают ±5 % при условии обязательной стабилизации дуги.

6.3.6 Площадь сечения сварочного кабеля и его длину указывают в технической карте такими, чтобы падение напряжения в проводах прямого и обратного сварочного контура не превышало 2В (приложение Ж).

Механизированная сварка

6.4.1 Для сварки в защитных газах используется сварочная проволока марки Св08Г2С, диаметром 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,2 мм в зависимости от толщины свариваемого металла. Проволока диаметром 1,6; 2,0; 2,2 мм применяется только при сварке в нижнем положении.

6.4.2 В качестве источников питания применяют сварочные выпрямители и инверторные сварочные выпрямители с жесткой или пологопадающей вольтамперной характеристикой.

6.4.3 Режимы сварки устанавливают с учетом марки стали, диаметра электродной проволоки, положения шва в пространстве, требований к качеству соединения. Режимы необходимо уточнять на пробных образцах, соответствующих условиям конкретного объекта.

6.4.4 Основными параметрами при установлении режимов механизированной сварки являются: скорость подачи проволоки, значение сварочного тока и напряжение на дуге. Характер проплавления и размеры обратного валика также зависят от значения вылета электродной проволоки и скорости сварки. Ориентировочные режимы сварки приведены в приложениях К, Л и М.                   

6.4.5 Сварку оцинкованных изделий, к соединениям которых предъявляются требования
по прочности не ниже прочности основного металла, необходимо выполнять механизированной или
автоматической дуговой импульсной сваркой в защитных газах с синергетическим управлением.

6.4.6 При выгорании защитного покрытия конструкций, сварной шов и околошовную зону на ширину до 20 мм в обе стороны от шва покрывают краской, содержащей не менее 94 % (по массе) цинкового пылевидного порошка и 6 % синтетических связующих.

6.4.7 Запрещается при сварке оцинкованных конструкций применять ручную дуговую и газовую сварки.

6.4.8 Механизированную сварку с применением порошковой проволоки выполняют по режимам, указанным в технологической карте и в приложениях Л и М. 

6.4.9 Для механизированной сварки порошковой проволокой применяются самозащитные порошковые проволоки по 5.1.11.

6.4.10 Марки порошковой проволоки для сварки металлоконструкций должны соответствовать действующим ТНПА. Каждая бухта сварочной проволоки должна быть снабжена биркой, на которой указывают завод-изготовитель, марку, номер плавки и диаметр проволоки.

Автоматическая сварка

6.5.1 Автоматическая сварка под флюсом и в среде защитных газов используется на строительной площадке при укрупнении металлоконструкций, имеющих протяженные соединения.

6.5.2 Для автоматической сварки под флюсом используют подвесные головки или сварочные тракторы. Для укрупнения элементов конструкций следует применять сварочные тракторы. Наименования некоторых из них приведены в приложении В.

6.5.3 Автоматическую сварку под флюсом допускается производить как на переменном, так и на постоянном токе обратной полярности.

6.5.4 Конструкция сварных соединений и режимы автоматической сварки под флюсом и в среде защитных газов должны соответствовать технологии, разработанной в ППР и ППСР применительно
к конкретным сварным соединениям, сборочной оснастке и сварочному оборудованию.

6.5.5 Для автоматической сварки под флюсом и в среде защитных газов стыков металлоконструкций из углеродистых и низколегированных сталей должна применяться сварочная проволока сплошного сечения по ГОСТ 2246.

6.5.6 Собранные стыки прихватываются ручной дуговой сваркой качественными электродами соответствующей марки и диаметром не более 4 мм или механизированной сваркой.

6.5.7 Начало и конец шва должны выводиться за пределы свариваемых деталей на начальные
и выводные планки. Планки удаляют газовой резкой после окончания сварки. Места, где были установлены планки, следует зачищать. Зажигать дугу и выводить кратер на основной металл конструкции запрещается.

6.5.8 При многопроходной сварке каждый слой шва перед наложением последующего слоя должен быть тщательно очищен от шлака с помощью шлифовальной машинки или металлической щетки. Замки соседних слоев должны отстоять друг от друга на расстоянии не менее 50 мм.

6.5.9 При перерыве процесса сварки под флюсом возобновить сварку можно только после очистки конца шва (на длине не менее 50 мм) и кратера от шлака; этот участок и кратер следует перекрыть швом.

Электрошлаковая сварка

6.6.1 Электрошлаковая сварка применяется при монтаже крупногабаритных металлоконструкций, тяжелых балок различного сечения, сосудов и т. п.

6.6.2 Сварку вертикальных соединений необходимо выполнять с применением качественных электродных проволок и пластин. Дуговой процесс возбуждается в нижней части стыка — стальном кокиле, который после образования шлаковой ванны переходит в электрошлаковый.

6.6.3 Для предотвращения образования непровара, усадочных трещин и рыхлости на изделии необходимо устанавливать начальные планки (или приставной кокиль) и выходные планки высотой 100 мм.

6.6.4 Сварку выполняют аппаратом, перемещающимся по изделию. По торцам соединения устанавливают медные пластины (ползуны), предотвращающие вытекание жидкого металла.

6.6.5 При контактно-электрошлаковой ванной сварке стержней между свариваемыми деталями
в специальном кокиле наводится шлаковая ванна, оплавляющая свариваемые кромки.

6.6.6 Режим электрошлаковой сварки характеризуется: глубиной шлаковой ванны, зазором между свариваемыми кромками, количеством проволочных электродов и их диаметром, скоростью подачи проволок, сварочным током. Ответственные сварные металлоконструкции после сварки подлежат обязательной термообработке — нормализации и высокому отпуску.

6.6.7 Ориентировочные режимы электрошлаковой сварки приведены в приложении Н.