钢筋焊接要求

、9-5 钢筋焊接

9-5-1 一般规定

钢筋焊接方法分类及适用范围,见表9-37;钢筋焊接质量检验,应符合行业标准钢筋焊接及验收规程JGJ 18-96和钢筋焊接接头试验方法标准JGJ/T 27-2001的规定;

钢筋焊接方法分类及适用范围 表9-37

注：1．表中的帮条或搭接长度值,不带括弧的数值用于HPB235级钢筋,括号中的数值用于HRB335级、HRB400级及RRB400级钢筋；

2．电阻电焊时,适用范围内的钢筋直径系指较小钢筋的直径;

钢筋焊接的一般规定如下：

1．电渣压力焊应用于柱、墙、烟囱等现浇混凝土结构中竖向受力钢筋的连接；不得用于梁、板等构件中水平钢筋的连接;

2．在工程开工或每批钢筋正式焊接前,应进行现象条件下的焊接性能试验;合格后,方可正式生产;

3．钢筋焊接施工之前,应清除钢筋或钢板焊接部位和与电极接触的钢筋表面上的锈斑油污、杂物等；钢筋端部若有弯折、扭曲时,应予以矫直或切除;

4．进行电阻点焊、闪光对焊、电渣压力焊或埋弧压力焊时,应随时观察电源电压的波动情况;对于电阻点焊或闪光对焊,当电源电压下降大于5%、小于8%时,应采取提高焊接变压器级数的措施；当大于或等于8%时,不得进行焊接;对于电渣压力焊或埋弧压力焊,当电源电压下降大于5%时,不宜进行焊接;

5．对从事钢筋焊接施工的班组及有关人员应经常进行安全生产教育,并应制定和实施安全技术措施,加强焊工的劳动保护,防止发生烧伤、触电、火灾、爆炸以及烧坏焊接设备等事故;

6．焊机应经常维护保养和定期检修,确保正常使用;

9-5-2 钢筋闪光对焊

钢筋闪光对焊是将两根钢筋安放成对接形式,利用焊接电流通过两根钢筋接触点产生的电阻热,使接触点金属熔化,产生强烈飞溅,形成闪光,迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法; 9-5-2-1 对焊设备

常用对焊机的技术性能,见表9-38;图9-78示出建筑工地常用的UN1-75型手动对焊机;

常用对焊机技术性能 表9-38

项次 项目 单位 焊机型号

UN1-75 UN1-100 UN2-150 UN17-150-1

1 额定容量 kVA 75 100 150 150

2 初级电压 V 220/380 380 380 380

3 次级电压调节范围 V 3.52~7.94 4.5~7.6 4.05~8.1 3.8~7.6

4 次级电压调节级数 8 8 15 15

5 额定持续率 % 20 20 20 50

6 钳口夹紧力 kN 20 40 100 160

7 最大顶锻力 kN 30 40 65 80

8 钳口最大距离 mm 80 80 100 90

9 动钳口最大行程 mm 30 50 27 80

10 动钳口最大烧化行程 mm 20

11 焊件最大预热压缩量 mm 10

12 连续闪光焊时钢筋最大直径 mm 12~16 16~20 20~25 20~25

13 预热闪光焊时钢筋最大直径 mm 32~36 40 40 40

14 生产率 次/h 75 20~30 80 120

15 冷却水消耗量 L/h 200 200 200 500

16 压缩空气：压力 N/mm2 5.5 6

消耗量 m3/h 15 5

17 焊机重量 kg 445 465 2500 1900

18 外形尺寸：长 mm 1520 1800 2140 2300

宽 mm 550 550 1360 1100

高 mm 1080 1150 1380 1820

图9-78 UN1-75型手动对焊机

9-5-2-2 对焊工艺

钢筋闪光对焊的焊接工艺可分为连续闪光焊、预热闪光焊和闪光－预热闪光焊等,根据钢筋品种、直径、焊机功率、施焊部位等因素选用;

1．连续闪光焊

连续闪光焊的工艺过程包括：连续闪光和顶锻过程图9-79a;施焊时,先闭合一次电路,使两根钢筋端面轻微接触,此时端面的间隙中即喷射出火花般熔化的金属微粒——闪光,接着徐徐移动钢筋使两端面仍保持轻微接触,形成连续闪光;当闪光到预定的长度,使钢筋端头加热到将近熔点时,就以一定的压力迅速进行顶锻;先带电顶锻,再无电顶锻到一定长度,焊接接头即告完成;

2．预热闪光焊

预热闪光焊是在连续闪光焊前增加一次预热过程,以扩大焊接热影响区;其工艺过程包括：预热、闪光和顶锻过程图9-79b;施焊时先闭合电源,然后使两根钢筋端面交替地接触和分开,这时钢筋端面的间隙中即发出断续的闪光,而形成预热过程;当钢筋达到预热温度后进入闪光阶段,随后顶锻而成;

3．闪光－预热闪光焊

闪光－预热闪光焊是在预热闪光焊前加一次闪光过程,目的是使不平整的钢筋端面烧化平整,使预热均匀;其工艺过程包括：一次闪光、预热、二次闪光及顶锻过程图9-79c;施焊时首先连续闪光,使钢筋端部闪平,然后同预热闪光焊;

图9-79 钢筋闪光对焊工艺过程图解

a连续闪光焊；b预热闪光焊；c闪光－预热－闪光焊

t1-闪光时间；t1.1-一次闪光时间；t1.2-二次闪光时间；t2-预热时间；t3-顶锻时间

9-5-2-3 对焊参数

对焊参数包括：调伸长度、闪光留量、闪光速度、顶锻留量、顶锻速度、顶锻压力及变压器级次;采用预热闪光焊时,还要有预热留量与预热频率等参数;

连续闪光焊和闪光－预热－闪光焊的各项留量图解见图9-80;

图9-80 闪光对焊各项留量图解

a连续闪光焊；b闪光－预热－闪光焊

L1、L2-调伸长度；a1＋a2-闪光留量；a1.1＋a2.1-一次闪光留量；a1.2＋a2.2-二次闪光留量；

b1＋b2-预热留量；c1＋c2-顶锻留量；c'1＋c'2-有电顶锻留量；c"1＋c"2-无电顶锻留量

1．调伸长度

调伸长度是指焊接前,两钢筋端部从电极钳口伸出的长度;调伸长度的选择与钢筋品种和直径有关,应使接头能均匀加热,并使钢筋顶锻时不致发生旁弯;调伸长度取值：HPB235级钢筋为0.75~1.25d,HRB335与HRB400级钢筋为1.0~1.5dd——钢筋直径；直径小的钢筋取大值;

2．闪光留量与闪光速度

闪光烧化留量是指在闪光过程中,闪出金属所消耗的钢筋长度;闪光留量的选择,应使闪光过程结束时钢筋端部的热量均匀,并达到足够的温度;闪光留量取值：连续闪光焊为两钢筋切断时严重压伤部分之和,另加8mm；预热闪光焊为8~10mm；闪光－预热－闪光焊的一次闪光为两钢筋切断时刀口严重压伤部分之和,二次闪光为8~10mm直径大的钢筋取大值;

闪光速度由慢到快,开始时近于零,而后约1mm/s,终止时达1.5~2mm/s;

3．预热留量与预热频率

预热程度由预热留量与预热频率来控制;预热留量的选择,应使接头充分加热;预热留量取值：对预热闪光焊为4~7mm,对闪光－预热－闪光焊为2~7mm直径大的钢筋取大值;

预热频率取值：对HPB235级钢筋宜高些；对HRB335, HRB400级钢筋宜适中1~2次/s,以扩大接头处加热范围,减少温度梯度;

4．顶锻留量、顶锻速度与顶锻压力

顶锻留量是指在闪光结束,将钢筋顶锻压紧时因接头处挤出金属而缩短的钢筋长度;顶锻留量的选择,应使钢筋焊口完全密合并产生一定的塑性变形;顶锻留量宜取4~10mm,级别高或直径大的钢筋取大值;其中,有电顶锻留量约占1/3,无电顶锻留量约占2/3,焊接时必须控制得当;

顶锻速度应越快越好,特别是顶锻开始的0.1s应将钢筋压缩2~3mm,使焊口迅速闭合不致氧化,而后断电并以6mm/s的速度继续顶锻至结束;

顶锻压力应足以将全部的熔化金属从接头内挤出,而且还要使邻近接头处约10mm的金属产生适当的塑性变形;

5．变压器级次

变压器级次用以调节焊接电流大小;钢筋级别高或直径大,其级次要高;焊接时如火花过大并有强烈声响,应降低变压器级次;当电压降低5%左右时,应提高变压器级次1级;

6．RRB400级钢筋闪光对焊时,与热轧钢筋比较,应减小调伸长度,提高焊接变压器级数,缩短加热时间,快速顶锻,形成快热快冷条件,使热影响区长度控制在钢筋直径的0.6倍范围之内;

对焊参数,根据焊接电流和时间不同,分为强参数即大电流和短时间和弱参数即电流较小和时间较长两种;采用强参数,可减少接头过热并提高焊接效率,但易产生淬硬倾向;采用弱参数,可减小温度梯度和冷却速度;

9-5-2-4 对焊缺陷及消除措施

在闪光对焊生产中,当出现异常现象或焊接缺陷时,宜按表9-39查找原因,采取措施,及时消除;

钢筋对焊异常现象、焊接缺陷及消除措施 表9-39

项次 异常现象和缺陷种类 消除措施

1 烧化过分剧烈并产生强烈的爆炸声 1降低变压器级数

2减慢烧化速度

2 闪光不稳定 1清除电极底部和表面的氧化物

2提高变压器级数

3加快烧化速度

3 接头中有氧化膜、未焊透或夹渣 1增加预热程度

2加快临近顶锻时的烧化速度

3确保带电顶锻过程

4加快顶锻速度

5增大顶锻压力

4 接头中有缩孔 1降低变压器级数

2避免烧化过程过分强烈

3适当增大顶锻留量及顶锻压力

5 焊缝金属过烧 1减小预热程度

2加快烧化速度,缩短焊接时间

3避免过多带电顶锻

6 接头区域裂纹 1检验钢筋的碳、硫、磷含量；如不符合规定时,应更换钢筋

2采取低频预热方法,增加预热程度

7 钢筋表面微熔及烧伤 1清除钢筋被夹紧部位的铁锈和油污

2清除电极内表面的氧化物

3改进电极槽口形状,增大接触面积

4夹紧钢筋

8 接头弯折或轴线偏移 1正确调整电极位置

2修整电极钳口或更换已变形的电极

3切除或矫直钢筋的弯头

9-5-2-5 对焊接头质量检验

1．取样数量

在同一台班内,由同一焊工,按同一焊接参数完成的300个同类型接头作为一批;一周内连续焊接时,可以累计计算;一周内累计不足300个接头时,也按一批计算;

钢筋闪光对焊接头的外观检查,每批抽查10%的接头,且不得少于10个;

钢筋闪光对焊接头的力学性能试验包括拉伸试验和弯曲试验,应从每批成品中切取6个试件,3个进行拉伸试验,3个进行弯曲试验;

2．外观检查

钢筋闪光对焊接头的外观检查,应符合下列要求：