气压焊施工方案

郑州市轨道交通1号线一期工程土建施工02合同段郑州大学站气压焊专项施工方案编制：复核：审核：批准：中铁一局集团有限公司郑州市轨道交通1号线一期土建工程02合同段项目经理部二○一○年五月七日郑州市轨道交通1号线一期工程土建施工02合同段郑州大学站主体结构施工方案-1-气压焊专项施工方案1编制目的及依据1.1编制目的为了充分调动各种资源有效地投入生产过程中，科学、合理的组织安排本工程的施工，确保工程质量、安全文明施工及工期目标的实现。1.2编制依据及相关规范规范、规程及验收标准1.2.1钢筋焊接及验收规程（JGJ18-1996）；1.2.2钢筋焊接接头试验方法（JGJ／T27-2001）；1.2.3混凝土结构工程施工质量验收规范（GB502204-2002）1.2.4《工业用氧》GB/T3863；《溶解乙炔》GB6819；《液化石油气》GB111741.2.5郑州市轨道工程1号线一期工程施工图设计郑州大学站车站主体结构；1.2.6根据成都、南京地铁施工的经验；2工程概况2.1工程简介郑州市轨道交通1号线一期工程土建施工02合同段郑州大学站车站总长180m。车站主体结构为地下二层双跨结构，标准段结构宽18.5m，高13.06m，顶板覆土厚3.5m，车站底板底埋深16.46m。车站西端区间采用盾构法施工，设置盾构始发井；东端区间采用矿山法施工，设置施工竖井。2.2各种焊接技术的对比焊接类型特点特点描述气压焊优点焊接横向、竖向、任意方向的钢筋，钢筋接头合格率较高，卡具较小移动方便，接头成本低，设备投资小缺点对操作工人的技术要求较高，操作中焊接质量受工人技术水平影响较大，闪光对焊优点焊接操作简单容易掌握，钢筋连接接头成本较低。缺点只能用作钢筋的横向焊接，设备体积较大，移动不便，狭窄空间或无吊车不能施工，接头合格率低，耗电量较大电弧焊优点施工简单，可焊接横向、竖向任意方向钢筋，对工人技术水平要求不高缺点施工投资较大，接头合格率较低，需要大量的电焊机、用电量较大，钢筋浪费较大。钢筋挤压连接优点节电节能、节约钢材、不受钢筋可焊性制约、不受季节影响、不用明火、施工简便、工艺性能良好和接头质量可靠度高郑州市轨道交通1号线一期工程土建施工02合同段郑州大学站主体结构施工方案-2-缺点工艺较为复杂，对钢套管和钢筋的加工要求较高，加工时间较长，接头成本太高通过各种焊接方法的对比，总结出气压焊焊接技术相对于其他焊接方法成本较低，综艺效益最优，根据成都、南京工地现场反复试验，采用熔态气压焊法新工艺省去了磨削加工钢筋端部的工序，不仅有效简化了操作工序，还大幅提高焊接速度，彻底有效解决了操作工人的技术要求较高问题。2.2钢筋工程概况本工程所用钢筋直径见下表部位主筋底板322520柱282512墙322825222018梁32282522201816142.3主要工程数量主要工程数量见下表主体工程主要工程量序号项目名称单位数量备注1主体钢筋t2286.223气压焊焊接基本原理及适用范围基本原理：采用氧乙炔（或氧液化气）火焰，对两钢筋接缝处进行加热，使其达到塑性（或基本熔态）状态后，施加适当压力，形成对接焊头的一种压焊方法。适用范围：适用于Ф14～40mm的热轧Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋相同直径或径差不大于7mm的不同直径钢筋间的焊接。4人员、材料、设备要求4.1施工人员要求焊接工人必须持有经培训合格的气压焊焊工证件，并按照不同直径的钢筋施焊；不同级别的焊工有不同的作业允许范围，乙级：d≤40mm；丙级:d≤32mm；丁级：d≤25mm。辅助工应有钢筋气压焊的有关知识，能掌握钢筋端部加工和钢筋安装的质量要求。4.2材料要求4.1.1钢筋：须有出厂证明书和钢筋复试证明书，性能指标符合GB13013-91《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》及GB1499-91《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》的规定。当两钢郑州市轨道交通1号线一期工程土建施工02合同段郑州大学站主体结构施工方案-3-筋直径不相同时，其两钢筋直径之差不得大于7mm。当采用其它品种、规格钢筋进行气压焊时，应进行钢筋焊接性能试验。合格后方可采用。4.1.2所用的气态氧的质量应符合现行国家标准《工业用氧》GB/T3863的规定，其纯度应大于或等于99.5%。4.1.3乙炔气：宜用瓶装溶解乙炔，其纯度必须在98%（体积比）以上，磷化氢含量不得大于0.06%，硫化氢含量不得大于0.1%,水分含量不得大于1g/m3,丙酮含量应不大于45g/m3，质量应符合现行国家标准《溶解乙炔》GB6819的规定。4.1.4液化石油气应符合现象现行国家标准《液化石油气》GB11174的各项规定，液化石油气的主要成分为丙烷（C3H8）,占50%～80%，其余为丁烷（C4H10）少量丙稀（C3H6）及丁烯（C4H8），氧与液化石油气的体积比为1.7:1。4.3主要机具序号设备名称单位数量1供氧设备（氧气瓶）个552乙炔气瓶个103梅花状多嘴环管加热器把44手动加压器把45焊接夹具(固定卡具)套47扳手把4如下图所示：焊接夹具手动加压器梅花状多嘴环管加热器郑州市轨道交通1号线一期工程土建施工02合同段郑州大学站主体结构施工方案-4-5气压焊施工方法5.1操作工艺熔态焊法操作工艺流程图钢筋切割备料→检查焊接设备→安装卡具和接长钢筋（两待焊钢筋应留3-5mm→缝隙）→加热钢筋缝隙→钢筋端头至融化状态，端部呈凸状时快速加压→成型后拆卸卡具→检查焊接质量5.2施工方法5.2.1钢筋切割备料：计算钢筋切割长度时，应考虑焊接接头的压缩量，每一接头的压缩量约为一个焊接钢筋直径的1.0-1.2倍长度。尽量保证待焊钢筋端面较为平整，和轴线的垂直度偏差不得超过3毫米；若有弯折扭曲应切除。5.2.2检查焊接设备：加热器：检查加热器的射吸能力，保持射吸力正常，检查各阀门有效灵活；然后点燃加热器检查火焰形状，必须使每个喷嘴喷出的火焰在中心形成一个环型平面。卡具：检查卡具钳口中的V型垫块是否适合待焊钢筋的直径，螺栓螺母转动是否灵活，注意对各个转动部位加注润滑油，夹具应装夹灵活，便于操作。油泵：检查整个油泵系统是否正常，液压油够不够，缺油时必须加注液压专用油（不得用其它油料代替！），加注液压专用油必须过滤，防止杂物带入泵内。推荐使用L—HM46#液压油。油缸活塞复位灵活，整个油路系统不得有泄漏。5.2.3安装卡具和接长钢筋：在待焊钢筋上将卡具安装牢固，并保证两钢筋同心度。要保证对焊后上下钢筋轴线的相对偏心量（e）不得大于钢筋公称直径的0.15倍，同时不得大于4mm。同时应保证两待焊钢筋之间留有3-5mm缝隙。5.2.4加热钢筋缝隙：熔态焊法：首先使用中性焰加热，在加热器不离开钢筋缝隙的前提下，做均匀圆弧摆动，就是使得每个加热器焊嘴火焰轮流接近钢筋缝隙。直至钢筋端头至融化状态，附着物随熔滴流走，端部呈凸状时，即快速加压，挤出熔化金属。在加压时要宽幅移动加热器。使镦粗区最大直径为钢筋直径的1.4—1.5倍时，停止加压，用火焰吹烤镦粗区表面几秒钟，使镦粗凸起部分均匀平缓。使用氧液化石油气火焰进行熔态气压焊时，应适当增大氧气用量。郑州市轨道交通1号线一期工程土建施工02合同段郑州大学站主体结构施工方案-5-5.2.5成型后拆卸卡具：停止加压加热后，待接头红色消失，即接头呈暗红色（约400℃—500℃）即可拆除卡具，继续自然冷却。注意不能用水等其它物质强行冷切。5.2.6在加热过程中，如果火焰突然中断，发生在钢筋接缝已完全闭合以后，即可继续加热加压，直至完成全部压接过程；如果火焰突然中断发生在钢筋接缝完全闭合以前，则应切掉接头部分，重新压接。5.3焊接缺陷及消除措施在焊接生产中，妆发现焊接缺陷时，宜按下表查找原因，采取措施，及时消除。气压焊接头焊接缺陷及消除措施。项次焊接缺陷产生原因消除措施1轴线偏移（偏心）（1）焊接夹具变形，两夹头不同心，或夹具刚度不够。（1）检查夹具，及时修理或更换（2）两钢筋安装不正（2）重新安装夹紧（3）钢筋接合端面倾斜（3）切平钢端面（4）钢筋未夹紧进行焊接（4）夹紧钢筋再焊2弯折（1）焊接夹具变形，两夹头不同心（1）检查夹具，及时修理或更换（2）焊接夹具拆卸过早（2）熄火后半分钟再拆夹具3镦粗直径不够（1）焊接夹具动夹尜有效行程不够（1）检查夹具和顶压油缸，及时更换（2）项压油缸有效行程不够（3）加热温度不够（2）条用适宜的加热温度及压力（4）压力不够4镦粗长度不够（1）加热幅度不够宽（1）增大加热幅度（2）顶压力过大过急（2）加压时应平稳5压焊面偏移（1）焊缝两侧加热温度不均（1）同径钢筋焊接时两侧加热温度和加热长度基本一致（2）焊缝两侧加热长度不等（2）异径钢筋焊接时对较大直径钢筋加热时间稍长6钢筋表面严重烧伤（1）火焰功率过大调整加热火焰，正确掌握朱操作方法（2）加热时间过长（3）加热器摆动不均7未焊合（1）加热温度不够或热量分布不均合理选择焊接参数，正确掌握操作方法（2）项压力过小（3）接合端面不洁（4）端面氧化郑州市轨道交通1号线一期工程土建施工02合同段郑州大学站主体结构施工方案-6-项次焊接缺陷产生原因消除措施（5）中途灭火或火焰不当5.4气压焊质量检查5.4.1气压焊接头的质量检验，应分批进行外观检查和力学性能检验，并应按下列规定作为一个检验批：在现浇钢筋混凝土结构中，应以300个同牌号钢筋接头作为一批；当不足300个接头时，仍应作为一批、在柱、墙竖向钢筋连接中，应从每批接头中随机切取3个接头座拉伸试验；在梁、板的水平钢筋连接中，应另切取3个接头做弯曲试验。5.4.2气压焊接头外观检查，应符合下列要求：A、偏心量不得大于钢筋直径的0.15倍，且不得大于4mm。当不同直径钢筋焊接时，应按较小钢筋直径计算。当大于规定值时，应切除重焊；B、两侧钢筋线变折角不得大于3度，当大于规值时，应重新加热矫正；C、镦粗长度不得小钢筋直径的1.0倍，且凸起部分平缓圆滑。当小于此规定值时，应重新加热镦长；D、镦粗直径不得小于钢筋直径的1.4倍.。当小于此规定值时，应重新加热镦长；E、压焊面偏移不得大于钢筋直径的0.2倍；F、钢筋压焊区表面不得有横向裂纹或严重烧伤。5.6成品保护5.6.1掌握好拆卸夹具的时间，在加压成型停火后，要待接头红色消失后再拆卸吏具，以免钢筋倾斜造成接头偏心或其它变形。5.6.2焊接成形后，切忌用冷水浇泼并避免撞击接头。5.6.3钢筋接头发生偏心时，不可盲目校正。5.6.4焊接成型的钢筋在接头未冷却前不得搬运，避免造成钢筋接头轴线偏移和弯角过大等现象。5.6.5成品钢筋须堆码整齐，不得随意乱丢乱放，应用方木支起，不得直接放置在泥土上面。5.7施工中应注意的问题5.7.1检查钢筋轴线偏移，以及钢材表面质量情况，不符合要求时不得焊接。5.7.2经常检查夹具有无产生弯折和弯心的现象。常用的方法是用两根光圆短钢筋郑州市轨道交通1号线一期工程土建施工02合同段郑州大学站主体结构施工方案-7-安装在夹具上，稍加压力，检查夹头是否同轴，若不同轴要调整或更换夹具。5.7.3钢筋加热初期，即压焊面的缝隙完全闭合前，要使用碳化焰加然(1200℃)，这肘火焰的中心不要离开钢筋的接缝部位，并使内焰包住缝隙，加热至两端面基本熔合，这样可使钢筋内外受热均匀，并防止钢筋端头氧化。5.7.4后期加热方法的正确与否，直接影响钢筋的镦粗效果，具体做法是在缝隙闭合后，改用中性焰加热，这时火焰在焊面缝中心2倍钢筋直径范固内均匀摆动，以免钢筋受热不均造成加压时镦粗头偏凸，焊面偏移或呈帽沿状。5.7.5火焰的功率对焊接时间有较大影响，一般氧气工作压力不小于0.7MPa，乙块工作压力为0.05～0.1MPa。5.7.6加热时要掌握好加热温度，当接近熔点的温度时，由于氧化性气体的渗入，接缝可能会发生金属过烧、晶粒破碎的现象，加热后镦粗头会形戒所渭的铁渣。若温度偏低，则挤压不动，且易产生纵向裂纹。这就要求施焊人员有一定的实践经验。5.7.7钢筋接头达到可加压温度时，加压速度不可太快，要注意加压泵的压力表指数，一般在30～40MPa范围内，压力过大或过快，容易形成帽沿状接头．这就要求加热与