钢筋焊接培训讲义

1、概述2、施工准备3、操作工艺4、隧道工程钢筋焊接要点5、质量检验与验收6、成品保护7、应注意的质量问题8、安全注意事项手工电弧焊亦称焊条电弧焊是利用焊条和焊件之间的电弧热使金属和母材熔化形成焊缝的一种焊接方法。如图1-1所示，焊接过程中，在电弧高热作用下，焊条和被焊金属局部熔化。由于电弧的吹力作用，在被焊金属上形成了一个椭圆形充满液体金属的凹坑，这个凹坑称为熔池。同时熔化了的焊条金属向熔池过渡。焊条药皮熔化过程中产生一定量的保护气体和液态熔渣。产生的气体充满在电弧和熔池周围，起隔绝大气的作用。液态熔渣浮起盖在液体金属上面，也起着保护液体金属的作用。熔池中液态金属、液态熔渣和气体间进行着复杂的物理、化学反应，称之为冶金反应，这种反应起着精炼焊缝金属的作用，能够提高焊缝的质量。随着电弧的前移，熔池后方的液体金属温度逐渐下降，渐次冷凝形成焊缝。一、材料及主要机具1、电焊条其型号按设计要求选用，必须有质量证明书。按要求施焊前经过烘焙。严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。设计无规定时，焊接Q235钢时宜选用E43系列碳钢结构焊条；焊接16Mn钢时宜选用E50系列低合金结构钢焊条；焊接重要结构时宜采用低氢型焊条（碱性焊条）。按说明书的要求烘焙后，放入保温桶内，随用随取。酸性焊条与碱性焊条不准混杂使用。2、引弧板用坡口连接时需用弧板，弧板材质和坡口型式应与焊件相同。3、主要机具电焊机（交、直流）、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保温桶、钢丝刷、石棉布、测温计等。二、作业条件1、熟悉图纸，做焊接工艺技术交底。2、施焊前应检查焊工合格证有效期限，应证明焊工所能承担的焊接工作。3、现场供电应符合焊接用电要求。4、环境温度低于0℃，对预热，后热温度应根据工艺试验确定。一、工艺流程作业准备→电弧焊接(平焊、立焊、横焊、仰焊)→焊缝检查1、平焊①选择合适的焊接工艺，焊条直径，焊接电流，焊接速度，焊接电弧长度等，通过焊接工艺试验验证。由于开始引弧时，两电极及其间的气隙尚未充分加热电离，为了加强气体的电离作用，电极之间应有较高的电压，这个电压称为空载电压。一般直流电焊机的空载电压为40～90伏，交流电焊机为50～80伏。当电弧稳定燃烧后，维持电弧燃烧所需要的电压较低，一般为16－35伏，这个电压称为工作电压。②清理焊口：焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊缝周围不得有油污、锈物。③烘焙焊条应符合规定的温度与时间，从烘箱中取出的焊条，放在焊条保温桶内，随用随取。④焊接电流：根据焊件厚度、焊接层次、焊条型号、直径、焊工熟练程度等因素，选择适宜的焊接电流。⑤引弧角焊缝起落弧点应在焊缝端部，宜大于10mm，不应随便打弧，打火引弧后应立即将焊条从焊缝区拉开，使焊条与构件间保持2～4mm间隙产生电弧。对接焊缝及对接和角接组合焊缝，在焊缝两端设引弧板和引出板，必须在引弧板上引弧后再焊到焊缝区，中途接头则应在焊缝接头前方15～20mm处打火引弧，将焊件预热后再将焊条退回到焊缝起始处，把熔池填满到要求的厚度后，方可向前施焊。⑥焊接速度要求等速焊接，保证焊缝厚度、宽度均匀一致，从面罩内看熔池中铁水与熔渣保持等距离（2～3mm）。⑦焊接电弧长度根据焊条型号不同而确定，一般要求电弧长度稳定不变，酸性焊条一般为3～4mm，碱性焊条一般为2～3mm为宜。⑧焊接角度根据两焊件的厚度确定，焊接角度有两个万面，一是焊条与焊接前进方向的夹角为60～75°；二是焊条与焊接左右夹角有两种情况，当焊件厚度相等时，焊条与焊件夹角均为45°；当焊件厚度不等时，焊条与较厚焊件一侧夹角应大于焊条与较薄焊件一侧夹角。⑨收弧每条焊缝焊到末尾，应将弧坑填满后，往焊接方向相反的方向带弧，使弧坑甩在焊道里边，以防弧坑咬肉。焊接完毕，应采用气割切除弧板，并修磨平整，不许用锤击落。⑩清渣整条焊缝焊完后清除熔渣，经焊工自检（包括外观及焊缝尺寸等）确无问题后，方可转移地点继续焊接。名词解释：咬肉——又称咬肉缺陷，即在焊缝边缘的母材上出现被电弧烧熔的凹槽。产生的原因主要是电流过大,电弧过长及焊条运条角度不当。2、立焊基本操作工艺过程与平焊相同，但应注意下述问题：①在相同条件下，焊接电源比平焊电流小10%～15%。②采用短弧焊接，弧长一般为2～3mm。③焊条角度根据焊件厚度确定。两焊件厚度相等，焊条与焊条左右方向夹角均为45°；两焊件厚度不等时，焊条与较厚焊件一侧的夹角应大于较薄一侧的夹角。焊条应与垂直面形成60°～80°角，使电弧略向上，吹向熔池中心。④收弧：当焊到末尾，采用排弧法将弧坑填满，把电弧移至熔池中央停弧。严禁使弧坑甩在一边。为了防止咬肉，应压低电弧变换焊条角度，使焊条与焊件垂直或由弧稍向下吹。3、横焊基本与平焊相同，焊接电流比同条件平焊的电流小10%～15%，电弧长2～4mm。焊条的角度，横焊时焊条应向下倾斜，其角度为70°～80°，防止铁水下坠。根据两焊件的厚度不同，可适当调整焊条角度，焊条与焊接前进方向为70°～90°。4、仰焊基本与立焊、横焊相同，其焊条与焊件的夹角和焊件厚度有关，焊条与焊接方向成70°～80°角，宜用小电流、短弧焊接。在环境温度低于0℃条件下进行电弧焊时，除遵守常温焊接的有关规定外，应调整焊接工艺参数，使焊缝和热影响区缓慢冷却。风力超过4级，应采取挡风措施；焊后未冷却的接头，应避免碰到冰雪。钢结构为防止焊接裂纹，应预热、预热以控制层间温度。当工作地点温度在0℃以下时，应进行工艺试验，以确定适当的预热，后热温度。隧道工程中常用钢筋焊接方式主要为搭接焊和帮条焊一、帮条焊1、帮条焊时，宜采用双面焊;当不能进行双面焊时，方可采用单面焊，如图。2、帮条长度l应符合下表的规定。当帮条牌号与主筋相同时，帮条直径可与主。筋相同或小一个规格；当帮条直径与主筋相同时，帮条牌号可与主筋相同或低一个牌号。钢筋帮条长度钢筋牌号焊缝形式帮条长度lHPB235单面焊≥8d双面焊≥8dHRB335HRB400RRB400单面焊≥8d双面焊≥8d注：d为主筋直径（mm）二、搭接焊1、搭接焊时，宜采用双面焊。当不能进行双面焊时，方可采用单面焊。搭接长度可同帮条长度。2、帮条焊接头或搭接接头的焊缝厚度s不应小于主筋直径的0.3倍；焊缝宽度b不应小于主筋直径的0.8倍。如下图帮条焊或搭接焊时，钢筋的装配和焊接应符合下列要求：1、帮条焊时，两主筋端面的间隙应为2～5mm。2、搭接焊时，焊接端钢筋应预弯，并应使两钢筋的轴线在同一直线上。3、帮条焊时，帮条与主筋之间应用四点定位焊固定；搭接焊时，应用两点固定；定位焊缝与帮条端部或搭接端部的距离宜大于或等于20mm。4、焊接时，应在帮条焊或搭接焊形成焊缝中引弧；在端头收弧前应填满弧坑，并应使主焊缝与定位焊缝的始端和终端熔合。外观检查1、焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤；（图为2#斜井衬砌钢筋焊接接头焊瘤严重）2、焊接接头区域不得有肉眼可见的裂纹；3、咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许值偏差，应符合下表的规定。钢筋电弧焊接头尺寸偏差及缺陷允许值名称单位接头形式帮条焊搭接焊帮条沿接头中心线的纵向偏移mm0.3d-接头处弯折角°33接头处钢筋轴线的便宜mm0.1d0.1d焊缝厚度mm+0.05d0+0.05d0焊缝宽度mm+0.1d0+0.1d0焊缝长度mm-0.3d-0.3d横向咬边深度mm0.50.5在长2d焊缝表面上的气孔及夹渣数量个22面积mm266注：d为钢筋直径(mm)。1、焊后不准撞砸接头，不准往刚焊完的钢材上浇水。低温下应采取缓冷措施。2、不准随意在焊缝外母材上引弧。3、各种构件校正好之后方可施焊，并不得随意移动垫铁和卡具，以防造成构件尺寸偏差。隐蔽部位的焊缝必须办理完隐蔽验收手续后，方可进行下道隐蔽工序。4、低温焊接不准立即清渣，应等焊缝降温后进行。1、尺寸超出允许偏差：对焊缝长宽、宽度、厚度不足，中心线偏移，弯折等偏差，应严格控制焊接部位的相对位置尺寸，合格后方准焊接，焊接时精心操作。2、焊缝裂纹：为防止裂纹产生，应选择适合的焊接工艺参数和施焊程序，避免用大电流，不要突然熄火，焊缝接头应搭接10～15mm，焊接中不允许搬动、敲击焊件。3、表面气孔：焊条按规定的温度和时间进行烘焙，焊接区域必须清理干净，焊接过程中选择适当的焊接电流，降低焊接速度，使熔池中的气体完全逸出。4、焊缝夹渣：多层施焊应层层将焊渣清除干净，操作中应运条正确，弧长适当。注意熔渣的流动方向，采用碱性焊条时，上须使熔渣留在熔渣后面。一、不安全因素和事故1、触电。触电是手工电弧焊的主要危险之一，造成触电事故的原因如下。①在更换焊条、电极和焊接操作中，手或身体某部位接触到电焊条、焊钳或焊枪的带电部位，而脚或身体其他部位对地和金属结构之间无绝缘防护。在金属容器、管道、锅炉、船舱内或金属结构上，或当身上大量出汗，在阴雨天、潮湿地点焊接，尤其容易发生这种事故。②在接线、调节焊接电流和移动焊接设备时，手或身体某部位碰触到接线柱、极板带电体而触电。③电焊设备的罩壳漏电，人体碰触罩壳而触电。④由于电焊设备接地错误引起的事故。例如，焊机的火线与零线错接，使外壳带电，人体碰触壳体而触电。⑤电焊操作过程中，人体触及绝缘破损的电缆、破裂的胶木盒等。⑥由于利用厂房的金属结构、管道、轨道、天车吊钩或其他金属物体搭接作为焊接回路而发生的触电事故。2、电气火灾，爆炸和灼烫等。焊机和线路的短路、超负荷等能引起电气火灾，在操作地点附近或高空作业点下方存放有可燃爆炸物品时，可能引起火灾和爆炸；由于压缩钢瓶及保护气体(如氢原子焊使用氢气作为保护气体)的爆炸和着火；特别需要强调指出，燃料容器和管道的检修焊补大多采用电弧焊，当防爆措施不当时，容易发生火灾爆炸和灼烫等严重事故；操作过程中的火花飞溅也会造成灼烫伤事故。3、二次事故。登高电焊作业，除可能发生直接从高空坠落伤亡事故外，还可能发生因触电失控、从空中坠落的二次事故。4、电焊烟尘和弧光辐射。二、安全技术要求1、电焊机的外壳和工作台，必须有良好的接地。2、点焊机空载电压应在60～90V之间。3、电焊设备应使用带电保险的电源刀闸，并应装在密闭箱内。4、焊机使用前必须仔细检查其一、二次导线绝缘是否完整，接线是否绝缘良好。5、当焊接设备与电源网路接通后，人体不应接触带电部分。6、在室内或露天现场施焊时，必须任周围设挡光屏，以防弧光伤害工作人员的眼睛。7、焊工必须配备合适滤光板的面罩、干燥的帆布工作服、手套、橡胶绝缘和清渣防护白光眼镜等安全用具。8、焊接绝缘软线不得少于5m，施焊时软线不得搭在身上，地线不得踩住脚下。9、严禁在起吊部件的过程中，边吊边焊。10、施焊完毕后应及时拉开电源刀闸。