Позвоните в службу поддержки
+86-19913920186
Когда говорят про варить высокопрочные болты, многие сразу представляют обычную сварку конструкций, но тут всё иначе. Речь о приварке самих болтов — анкерных, фундаментных, для жёсткого соединения с основным металлом. И главная ошибка — считать, что если болт маркирован как высокопрочный, например, класс 8.8 или 10.9, то его можно варить как угодно. На деле из-за термообработки, которая и даёт ему прочность, неправильный нагрев сводит все его свойства на нет. Сам сталкивался с тем, как после сварки болт, который должен был держать тонны, лопался как орех при нагрузке — виной всему отпуск металла в зоне шва.
Здесь нельзя подходить с методами для обычного черного металла. Высокопрочные болты проходят закалку и отпуск, их внутренняя структура — троостит или сорбит. Резкий локальный нагрев выше 450-500°C (а при сварке дугой температура в эпицентре зашкаливает за 1500°C) создаёт зону термического влияния. В ней происходит отжиг, металл становится мягче, зерно растёт. В итоге — резкий перепад механических свойств: от сверхпрочного стержня к пластичной, а иногда и хрупкой зоне возле шва. Именно здесь чаще всего идёт трещина, причём не сразу, а под переменной нагрузкой.
На практике это выглядит так: бригада монтирует колонну, нужно намертво приварить анкерные болты к закладной детали. Берут обычные электроды УОНИ, варит на максимальном токе, чтобы 'прожарить'. Шов с виду красивый, чешуйчатый. Болт затягивают динамометрическим ключом — вроде держит. Но когда конструкция встаёт под ветровую нагрузку, через полгода-год приходит сообщение: болт сломался у основания головки. Разбираем — а на изломе видна крупнозернистая структура, характерная для перегрева. Вся прочность, за которую платили, испарилась.
Поэтому первое правило: если в проекте прямо указано варить высокопрочные болты, нужно требовать у поставщика или производителя техкарту на сварку именно этой марки стали. Универсальных рецептов нет. Кстати, компания вроде ООО Хэбэй Ихао Стандартные Детали, которая 26 лет в крепеже, обычно такие данные предоставляет, если болты их производства. У них на сайте cn-yihao.ru можно найти, что они специализируются как раз на болтах для стальных конструкций, а это подразумевает знание монтажных нюансов, включая сварку.
Идеальных электродов не существует, но есть проверенные варианты для подобных задач. Часто используют электроды с основным покрытием (типа Э50А), но низколегированную сталь болта они могут не 'потянуть'. Лучше смотреть в сторону специализированных — для сварки термоупрочнённых сталей. Ключевое — низководородное покрытие, чтобы минимизировать риск водородного растрескивания в зоне термического влияния. Предварительный прогрев — обязателен, но не сильный, градусов до 150-200, чтобы убрать влагу и снизить скорость охлаждения.
Ток — поменьше. Принцип 'варить на минимально возможном токе, который даёт стабильную дугу'. Это уменьшает погонную энергию и ширину зоны перегрева. Шов лучше делать не сплошным, а прерывистым, точечным, иногда даже шахматным, чтобы рассредоточить тепловложение. И никаких многопроходных швов на одном месте — болт просто не выдержит такого теплового удара.
Сейчас набирает популярность так называемая 'холодная' сварка трением. Это уже не дуговая, а совсем другая технология: болт зажимают в специальный патрон и вращают, прижимая к поверхности. Металл пластифицируется от трения и схватывается. Температура в стыке не поднимается до критических значений, структура основного металла болта почти не меняется. Но оборудование дорогое, не для каждой площадки. Для массового монтажа на стройке всё ещё царят электроды и полуавтоматы.
Самый простой и опасный способ контроля — простучать молотком. Если шов не откололся, считается, что всё в порядке. Но это проверка только на отрыв, а не на усталостную прочность. Нужно смотреть глубже. После сварки партии болтов, особенно ответственных, стоит сделать выборочную проверку твёрдости по зонам — у основания шва, в теле болта. Резкий скачок твёрдости — уже сигнал о проблеме.
Визуальный контроль тоже важен, но не по красоте чешуек. Нужно искать подрезы у основания головки болта — это концентраторы напряжений. И обязательно проверять, не появились ли микротрещины, расходящиеся от шва. Они часто видны только под лупой после травления. Мы как-то пропустили такую трещину на болте крепления кранового пути. Хорошо, что заметили при плановом осмотре до инцидента.
И вот ещё что: многие забывают про последующую обработку. После сварки шов и зона вокруг него — это участок с остаточными напряжениями. Иногда имеет смысл провести низкотемпературный отпуск (около 300°C) для их снятия, но опять же — только если это допускает материал болта. Без консультации с металловедом или технологом производителя, как у той же ООО Хэбэй Ихао Стандартные Детали, такие эксперименты лучше не ставить. Их опыт в разработке и производстве крепежа говорит, что они должны глубоко понимать поведение своей продукции при монтаже.
Бывают ситуации, где сама идея варить высокопрочные болты — путь к проблемам. Например, если болт работает на растяжение с высокой циклической нагрузкой (вибрации). Сварной шов в таком случае — слабое звено. Или если окружающая среда агрессивная (химическое производство, морская атмосфера) — зона термического влияния корродирует быстрее, возникает язвенная коррозия.
В этих случаях нужно изначально проектировать узел под иной тип крепления: использовать анкерные плиты, кронштейны с болтовым соединением, либо заказывать болты со специальными приварными шайбами, которые принимают на себя тепловой удар вместо тела болта. Иногда проще и надёжнее использовать высокопрочные болты по прямому назначению — для фрикционных соединений с контролируемым натяжением, а не для сварки.
Помню проект мостового перехода, где изначально в чертежах стояла сварка анкеров. После совместного обсуждения с поставщиком крепежа и монтажниками решение пересмотрели в пользу комбинированного крепления через плиту. Сэкономили время на контроле качества каждой сварной точки и избежали потенциальных претензий.
Итак, если коротко. Варить высокопрочные болты можно, но это палка о двух концах. Технология не запрещена, но требует жёсткого соблюдения режимов, которые часто индивидуальны для каждой марки стали и даже партии. Главный враг — перегрев. Главный союзник — техническая документация от производителя болтов.
Не стоит экономить на времени предварительной подготовки (прогрев, выбор электродов) и последующего контроля. И всегда задавать вопрос: а действительно ли здесь необходима сварка? Часто ответ — нет.
Для тех, кто постоянно работает с таким крепежом, как болты для стальных конструкций от профессиональных производителей, имеет смысл наладить прямой контакт с их техотделом. Как, например, с ООО Хэбэй Ихао Стандартные Детали — их заявленная специализация на безопасных и надежных решениях подразумевает, что они могут дать консультацию по монтажу. В конце концов, их продукция будет держать ответственные объекты, и им не меньше вашему нужна уверенность, что болты использованы правильно. А значит, и варить их будут по уму.
