Сварочные работы в строительстве: технология, правила, нормативы и контроль качества

Сварочные работы являются одним из ключевых и наиболее ответственных технологических процессов в современном строительстве. От качества сварных соединений напрямую зависит прочность, надежность и долговечность как отдельных строительных конструкций, так и всего здания или сооружения в целом. Именно поэтому организация, выполнение и контроль сварочных работ строго регламентируются государственными стандартами и строительными нормами. В данном руководстве мы подробно рассмотрим все аспекты этого процесса, от требований к квалификации персонала до методов неразрушающего контроля и исправления дефектов, опираясь на актуальную нормативную базу.

1. Организация сварочных работ и требования к персоналу

Эффективное и безопасное проведение сварочных работ начинается с грамотной организации и привлечения высококвалифицированных специалистов. Каждый этап, от планирования до исполнения, должен находиться под строгим контролем.

1.1. Квалификация и ответственность

Руководство сварочным процессом на объекте должно быть возложено на инженерно-технического работника, обладающего профильным образованием или прошедшего специализированную подготовку в области сварочного производства. Наличие подтверждающих документов (диплом, сертификат, удостоверение) является обязательным.

Непосредственное выполнение сварки и прихваточных операций доверяется исключительно электросварщикам, которые успешно прошли аттестацию и имеют действующее удостоверение, выданное в соответствии с Правилами аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства. Этот документ подтверждает их право на выполнение конкретных видов сварочных работ.

1.2. Специализированный допуск для сложных конструкций

Для работы с конструкциями, изготовленными из высокопрочных сталей (с пределом текучести свыше 390 МПа или 40 кгс/мм²), требуется дополнительный допуск. К таким задачам привлекаются сварщики, чья квалификация и право на сварку именно этих материалов подтверждены соответствующей записью в удостоверении. Это обусловлено повышенными требованиями к технологии сварки таких сталей, склонных к образованию холодных трещин.

1.3. Проектная и технологическая документация

Любые сварочные работы на объекте должны проводиться в строгом соответствии с утвержденной технологической документацией. Основополагающим документом является Проект производства сварочных работ (ППСР), который детализирует все аспекты процесса: от выбора материалов и оборудования до последовательности операций и методов контроля.

2. Допуск сварщиков через контрольные испытания

Перед началом работ на ответственных конструкциях квалификация каждого сварщика должна быть дополнительно подтверждена путем сварки и последующего испытания пробных (контрольных) образцов. Эта процедура является обязательной, если такое требование заложено в ППСР или другой технологической документации.

2.1. Условия сварки пробных образцов

Сварка контрольных образцов должна максимально точно имитировать реальные производственные условия. Это означает, что для образцов используется прокат той же марки стали и толщины, сварка выполняется в том же пространственном положении (например, потолочном или вертикальном), а режимы, сварочные материалы и оборудование полностью идентичны тем, что будут применяться при монтаже основной конструкции.

2.2. Требования к образцам для стальных конструкций

После визуального осмотра и обмера сварного шва из сваренного пробного стыка вырезаются образцы для механических испытаний. Геометрия заготовок, а также форма и размеры самих образцов должны строго соответствовать нормативам, изложенным в актуализированном стандарте ГОСТ 6996-66 «Сварные соединения. Методы определения механических свойств».

2.3. Требования к образцам для железобетонных конструкций

Для контроля сварных соединений арматуры железобетонных конструкций размеры заготовок для пробных образцов регламентируются ГОСТ Р 57997-2017 «Арматурные и закладные изделия сварные, соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Общие технические условия».

2.4. Программа и критерии механических испытаний

Механические испытания пробных образцов проводятся в объеме, который гарантирует всестороннюю оценку качества сварного соединения. Процедура испытаний для стальных конструкций регулируется ГОСТ 6996-66, для арматуры — ГОСТ Р 57997-2017. Детальный перечень испытаний и критерии оценки приведены в таблице 1.

В случае получения неудовлетворительных результатов допускается проведение повторной сварки образцов, но уже под личным наблюдением руководителя сварочных работ. Провальный результат повторного испытания свидетельствует о недостаточной квалификации сварщика для выполнения данной работы.

Таблица 1. Объем и критерии механических испытаний пробного сварного соединения

3. Требования к условиям, материалам и оборудованию

Качество сварного шва в огромной степени зависит от внешних факторов и состояния используемых материалов и оборудования. Несоблюдение этих требований может свести на нет усилия даже самого квалифицированного сварщика.

3.1. Защита рабочей зоны и температурный режим

Свариваемые поверхности и рабочее место сварщика должны быть надежно защищены от атмосферных осадков (дождь, снег) и сильного ветра. При понижении температуры окружающего воздуха вводятся дополнительные требования:

• При температуре ниже –10 °С: в непосредственной близости от рабочего места должно быть организовано инвентарное помещение (бытовка) для периодического обогрева сварщика.
• При температуре ниже –40 °С: сварочные работы проводятся исключительно в специальных утепленных укрытиях (тепляках).

Особые условия действуют при сварке в экстремально холодных условиях (ниже –30 °С). Сварщик обязан предварительно сварить пробные образцы при температуре, не превышающей фактическую. Успешные результаты механических испытаний этих образцов дают ему право работать при температуре воздуха на 10 °С ниже той, при которой проводилась сварка контрольного стыка.

3.2. Электроснабжение и сварочное оборудование

Стабильность сварочной дуги — залог качественного шва. Колебания напряжения в питающей электросети, к которой подключено сварочное оборудование, не должны выходить за пределы ±5 % от номинального значения. Для питания многопостовых сварочных агрегатов, а также оборудования для автоматизированной сварки, необходимо выделять отдельную фидерную линию, чтобы исключить влияние других потребителей.

3.3. Входной контроль и хранение сварочных материалов

Все используемые сварочные материалы — покрытые электроды, порошковая и сплошная проволока, плавленые флюсы — должны соответствовать требованиям действующих стандартов и иметь сертификаты качества от производителя.

При поступлении материалов на объект проводится входной контроль, включающий проверку наличия и подлинности сертификатов. Если сертификаты отсутствуют или гарантийный срок хранения истек, такие материалы подлежат обязательной проверке. Для этого с их использованием свариваются стыковые образцы, которые затем испытываются на статическое растяжение и изгиб, а также на ударный изгиб при температуре +20 °С. Только после получения удовлетворительных результатов партия материалов может быть допущена к работе.

Хранение сварочных материалов должно осуществляться в сухих, отапливаемых складских помещениях при температуре не ниже +15 °С. Материалы должны храниться в заводской упаковке, рассортированные по маркам, диаметрам и партиям.

3.4. Подготовка сварочных материалов к использованию

Перед применением гигроскопичные сварочные материалы (покрытые электроды, порошковые проволоки, флюсы) подлежат обязательной прокалке. Режим прокалки (температура и время) строго регламентирован производителем и указывается в сопроводительной документации. Это необходимо для удаления абсорбированной влаги, которая является источником водорода, вызывающего поры и трещины в сварном шве.

Сварочная проволока сплошного сечения перед установкой в подающий механизм должна быть тщательно очищена от ржавчины, смазки, грязи и других загрязнений.

После прокалки материалы следует хранить в специальных сушильных печах (термопеналах) при температуре 45–100 °С или в герметичных кладовых с относительной влажностью воздуха не более 50 %. На рабочее место сварщика выдается ограниченное количество материалов (не более чем на половину смены), чтобы исключить их увлажнение.

Для высокопрочных сталей (с пределом текучести > 390 МПа) срок использования электродов после извлечения из печи не должен превышать двух часов.

4. Технология выполнения сварки стальных конструкций

Технологический процесс сварки включает в себя ряд последовательных операций, каждая из которых влияет на конечный результат.

4.1. Подготовка кромок и поверхностей

Сборка конструкций под сварку производится только после проверки правильности всех геометрических размеров. Кромки свариваемых элементов и прилегающие к ним зоны должны быть тщательно зачищены до чистого металла. Ширина зоны зачистки составляет:

• Не менее 20 мм для ручной и механизированной дуговой сварки.
• Не менее 50 мм для автоматизированных методов сварки.

Удалению подлежат ржавчина, масло, краска, влага и любые другие загрязнения. Для конструкций из высокопрочных сталей зачистке подлежат также места приварки временных монтажных приспособлений.

4.2. Температурные режимы сварки и предварительный подогрев

Выполнение сварки при отрицательных температурах требует особого подхода, так как ускоренное охлаждение соединения может привести к образованию хрупких структур и трещин. Допустимые минимальные температуры для сварки без подогрева зависят от типа стали, толщины элемента и вида конструкции (см. таблицы 2 и 3).

Если фактическая температура воздуха ниже указанных пределов, сварку необходимо выполнять с предварительным местным подогревом стали до 120–160 °С. Зона подогрева должна охватывать не менее 100 мм по обе стороны от будущего шва.

Таблица 2. Минимальная температура воздуха для ручной и механизированной дуговой сварки без подогрева

Таблица 3. Минимальная температура воздуха для автоматизированной сварки под флюсом без подогрева

Примечание: Автоматизированная электрошлаковая сварка допускается без подогрева при температуре воздуха до –65 °С.

4.3. Выполнение многослойных швов и специальные техники

При выполнении многослойных швов каждый последующий валик накладывается только после полной очистки предыдущего от шлака и брызг металла. Это обеспечивает качественное сплавление между слоями. При двусторонней сварке перед выполнением шва с обратной стороны корень шва необходимо удалить (например, путем вышлифовки) до чистого, бездефектного металла.

Для толстостенных конструкций (толщиной более 20 мм) следует применять специальные методы сварки, направленные на снижение скорости охлаждения и внутренних напряжений: каскадный, обратноступенчатый, секционный и их комбинации.

4.4. Идентификация и финишная обработка швов

Каждый сварщик обязан маркировать выполненные им швы личным клеймом. Клеймо ставится на расстоянии 40–60 мм от границы шва. Если шов выполнялся бригадой, клейма ставятся в начале и в конце участка каждого сварщика. Альтернативой является составление исполнительных схем с подписями ответственных исполнителей.

После завершения сварки швы и прилегающие зоны очищаются от шлака и брызг. Временные монтажные приспособления удаляются (например, кислородной резкой) без повреждения основного металла, а места их приварки зачищаются абразивным инструментом заподлицо с основной поверхностью.

Категорически запрещается возбуждать дугу на основном металле за пределами шва и исправлять дефекты методом зачеканки.

5. Специфика сварки арматуры железобетонных конструкций

Сварка арматурных стержней имеет свою специфику, регламентированную ГОСТ 14098-2014 «Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкция и размеры».

5.1. Способы сварки и материалы

Выбор способа сварки и сварочных материалов зависит от класса свариваемой арматурной стали. Рекомендации по применению сварочной проволоки и покрытых электродов представлены в таблицах 4 и 5.

Таблица 4. Рекомендуемые способы сварки и марки проволоки для различных классов арматурной стали

Таблица 5. Рекомендуемые типы электродов для ручной дуговой сварки арматуры

5.2. Подготовка и сборка соединений

Перед сваркой концы арматурных стержней должны быть зачищены на длину, превышающую протяженность будущего шва на 10–15 мм. Минимальная длина выпусков арматуры из бетона должна составлять 150 мм. Несоосность стыкуемых стержней и другие геометрические отклонения при сборке не должны выходить за рамки допусков, установленных ГОСТ Р 57997-2017.

Для исправления несоосности допускается отгибание стержней с их предварительным нагревом до температуры 600–800 °С. Запрещается обрезка выпусков арматуры или подготовка кромок с помощью сварочной дуги.

5.3. Сварка при отрицательных температурах

При выполнении сварки арматуры при температуре до –30 °С необходимо соблюдать следующие правила:

• Повышать сварочный ток на 1 % на каждые 3 °С понижения температуры (относительно 0 °С).
• Производить предварительный подогрев стержней газовым пламенем до 200–250 °С на длину 90–150 мм от стыка.
• Замедлять скорость охлаждения соединения после сварки, например, укрывая его асбестовым полотном.

Сварка при температурах до –50 °С возможна только по специальной технологии, детально прописанной в ППСР.

6. Комплексный контроль качества сварных соединений

Производственный контроль качества — это многоступенчатая система, обеспечивающая соответствие сварных соединений требованиям проекта и нормативных документов. Она включает входной, операционный и приемочный контроль.

6.1. Этапы производственного контроля

• Входной контроль: проверка рабочей документации (ППСР, чертежи КМ и КМД), сертификатов на основные и сварочные материалы, исправности оборудования.
• Операционный контроль: постоянный надзор в процессе сборки и сварки, включая контроль за соблюдением технологии, режимов, температурных условий и последовательности операций.
• Приемочный контроль: финальная оценка качества готовых сварных соединений с использованием различных методов.

6.2. Методы приемочного контроля и объем испытаний

Приемочный контроль сварных соединений стальных конструкций осуществляется комплексом методов, представленных в таблице 6. Все обнаруженные трещины, независимо от их размера и расположения, являются недопустимым дефектом и подлежат немедленному устранению.

Таблица 6. Методы и объем приемочного контроля качества сварных соединений

6.3. Критерии оценки по результатам контроля

Качество сварных швов оценивается по ряду параметров. В таблицах 7, 8 и 9 приведены допустимые размеры дефектов, выявляемых различными методами контроля.

Таблица 7. Требования к качеству швов по результатам визуального осмотра

* Длина оценочного участка принимается согласно таблице 8.

Таблица 8. Допустимые размеры дефектов при радиографическом контроле (согласно ГОСТ 7512-82)

Таблица 9. Допустимое количество дефектов при ультразвуковом контроле (УЗК)

7. Исправление дефектов и устранение деформаций

Все выявленные в ходе контроля недопустимые дефекты подлежат обязательному устранению.

7.1. Технология удаления дефектных участков

Дефектные участки шва удаляются механическим способом (вышлифовка абразивным инструментом) или с помощью воздушно-дуговой строжки с последующей обязательной зачисткой поверхности реза на глубину 1–2 мм.

После удаления дефекта и подготовки кромки производится повторная заварка участка с соблюдением всех технологических требований. Отремонтированный участок подлежит повторному контролю, как правило, тем же методом, которым был выявлен дефект.

7.2. Корректировка деформаций

Остаточные деформации конструкций, возникшие в результате сварки, должны устраняться методами термического или термомеханического воздействия (например, локальный нагрев). Применение ударных нагрузок для правки конструкций недопустимо.

Заключение

Высокое качество сварочных работ в строительстве — это результат комплексного подхода, который включает в себя четыре фундаментальных компонента: квалифицированный персонал, качественные материалы, строгое соблюдение технологии и всесторонний контроль. Пренебрежение любым из этих элементов неизбежно ведет к снижению несущей способности и надежности конструкций, создавая угрозу безопасности эксплуатации объекта.

• Об авторе
• Недавние публикации

Александр Лавриненко

Ведущий инженер-технолог и эксперт по производственной оптимизации в Современные технологии производства

Александр Лавриненко — инженер-технолог с более чем 25-летним опытом в машиностроении, энергетике, строительстве и автоматизации производства. Получил степень магистра в области металлургии в МГТУ, специализируясь на современных методах обработки металлов и аддитивных технологиях.
Регулярно публикую материалы о передовых методах обработки и сварки материалов, а также освещаю новинки в сфере производства,материаловедения, строительства и др.

Александр Лавриненко недавно публиковал (посмотреть все)

• Технологии автоматизации в обработке давлением: валковые подачи, ГПМ, обрабатывающие центры и линии резки. - 09.09.2025
• Современное гибочное оборудование: технологии, виды, применение - 09.09.2025
• Оборудование и технологии листовой штамповки для мелкосерийного производства - 09.09.2025