钢筋模板第二十三讲

水工工艺基础第二十三讲模块Ⅲ钢筋工艺基础第十一章钢筋焊接11．3电弧焊电弧焊是利用电焊机在焊条和焊件之间产生高温电弧，使焊条末端及焊接部位的金属熔化，熔化的金属凝固后即形成焊缝或焊接接头。电弧焊广泛应用于钢筋混凝土结构Ⅰ～Ⅱ级钢筋的接长、钢筋骨架的焊接、装配式结构钢筋接长以及钢筋钢板的焊接等。11.3.1电弧焊设备与焊条1．电弧焊设备电弧焊的主要设备是弧焊机，分为交流弧焊机和直流弧焊机两类。2．焊条电弧焊焊条由焊芯和药皮组成。国产焊条共分十大类，其中适用于钢筋焊接的称结构钢焊条，其表示方法为“结×××”或“T×××”。其中“×”代表数字，前两个数字表示焊能达到的抗拉强度，单位为N／mm；第3个数字表示药皮类型。药皮的作用是在电弧周围形成保护性气体和起脱氧作用，使氧化物形成熔渣浮于焊缝金属表面，使焊缝不受有害气体的影响和稳定电弧燃烧。11.3.2电弧焊接头型式及工艺1．搭接焊搭接焊适用于直径为10～40mm的Ⅰ～Ⅲ级钢筋。其接头型式有双面焊缝和单面焊缝两种，应优先选用双面焊缝型式，当不能进行双面焊时，才采用单面焊。焊缝高度h应不小于钢筋直径的0.3倍，焊缝宽度b应不小于钢筋直径的0.7倍。2．帮条焊帮条焊适用于直径10～40mm的Ⅰ～Ⅲ级钢筋，其接头型式有单面焊缝和双面焊缝两种型式，宜优先采用双面焊。帮条宜采用与主筋同级别、同直径的钢筋制作。如帮条级别与主筋相同，帮条的直径也可比主筋直径小一个规格；如帮条直径与主筋相同，帮条钢筋的级别可比主筋低一个级别。帮条焊的焊缝高度、宽度及施焊方法的要求与搭接相同。三峡钢筋帮条焊3．坡口焊坡口焊适用于直径16～40mm的Ⅰ～Ⅲ级钢筋及5号钢筋。根据焊接位置的不同分为平焊和立焊两种。（1）钢筋坡口焊要求平焊时，Ｖ形坡口角度为55～65°；立焊时，Ｖ形坡口角度为40～55°。（2）钢筋坡口平焊接头操作要点：①为防止钢水外流和便于施焊，在接头下部宜加一长度为40～60mm、宽度为钢筋直径加10mm，厚度为4～6mm的钢垫板。②操作时，首先由坡口根部或垫板上引弧，并横向施焊数层，接着焊条作“之”字形运弧，直至焊缝略高于钢筋表面为止。③当接头冷却到150～200℃时，进行加强焊缝的焊接。④焊接过程中应注意清渣，发现弧坑未填满气孔及咬边均应进行补焊。（3）钢筋坡口立焊接头操作要点①为防止焊缝根部产生气孔和焊瘤，在坡口的背部宜放一长为40～60ｍｍ、厚度为4～6mm、宽等于钢筋直径的钢垫板。②焊接时，首先在下部钢筋端面或垫板上引弧，焊缝高度达1／3以后要控制好层间温度。③焊接过程中要特别注意上下钢筋端面的充分熔合，焊接部位要圆。④焊接过程中注意清渣，发现有气孔及咬边均应补焊，补焊时的接头温度不得低于150℃；Ⅱ、Ⅲ级钢筋的接头如在冷切后补焊，焊前需加热，焊后进行退火处理。⑤对于柱间节点，可由两名焊工对称焊接，以减少结构变形。4．钢筋窄间隙焊钢筋间隙焊是近年发展起来的钢筋连接技术。该技术主要采用了小线能量短弧连续焊，强制成型，自动排渣、排气，自回火，一次焊成的新工艺。与通常的钢筋连接方法比较，成本降低了51～94%，工效提高了4～6倍。具有焊接质量可靠、投资少、成本低、见效快、简单易学的特点。该新技术特别适用于水利水电建设钢筋混凝土工程中工期紧，粗钢筋（ø20～40mm）密集、且焊接工作量大的施工作业面。（1）水平钢筋窄间隙焊的原理水平钢筋窄间隙焊，是将两根待焊钢筋端头置于“∪”形模具中，并留出一定间隙加以固定，然后采用手工电弧焊连续焊接而形成牢固接头的一种熔化焊接法。水平钢筋窄间隙焊可以焊接各种直径（20～40mm）的热轧Ⅰ级～Ⅲ级钢筋以及经检验合格的其他钢筋。（2）焊接参数及焊接工艺钢筋端面间隙过会使小焊条摆动困难，易造成气孔、夹渣缺陷；间隙过大则会延长焊接时间，从而增加焊条和电能的消耗，还可能导致接头过热。焊接电流过小易产生气孔、夹渣、未焊透等缺陷；电流过大，又容易出现咬边等缺陷。水平钢筋窄间隙焊接成型过程(a)焊接开始时，焊条插入间隙底部一侧的钢筋端面处引燃电弧；（b）焊条在间隙内左右前后运弧，连续施焊；(c)逐渐增加焊缝宽度，直到达到合适的焊缝高度,。5．熔槽帮条焊11.3.3钢筋电弧焊接头的质量检验钢筋电弧焊接头的质量检验分外观检查和强度检验两方面。1．外观检查1）焊缝表面平整，不得有明显的凹陷、焊瘤、气孔和裂缝；2）用小锤敲击接头时，应发出清脆声音；3）焊接尺寸偏差及缺陷允许值见表3－14；4）坡口焊接头，其焊缝加强高度为2～3mm。2．强度检验11.4电渣压力焊钢筋电渣压力焊是一项钢筋焊接新技术，曾被国家科委列为国家科技成果重点推广项目，并在我国葛洲坝、三峡等工程进行过试用。目前应用最广泛、技术上最成熟的是竖向钢筋电渣压力焊。竖向钢筋电渣压力焊比钢筋绑扎搭接可节约钢筋20%～30%，可提高工效8～10倍，单个接头可节省资金约85%，比电弧焊搭接也优越得多。3.4.1竖向钢筋电渣压力焊基本原理1.工作原理利用电流通过两根钢筋端部之间所产生的电弧热和通过焊接渣池产生的电阻热，将钢筋端部局部熔化，施加压力，使两根钢筋紧密地结合在一起。2．焊接接头的形成过程11.4.2竖向钢筋电渣压力焊焊接工艺及操作要求1．焊前准备工作1）材料：国产钢筋须有材质证明书，进口钢筋须经电渣压力焊试验合格方能使用。2）焊剂：应根据GBJ5293－85选用HJ431焊剂，若受潮须经250℃、2h的烘熔后才能使用。3）焊机及夹具：焊机额定输入容量应根据焊接钢筋的直径决定。常用的夹具有摇柄式焊接夹具和压柄式焊接夹具。2．装夹具和钢筋先用下夹钳夹紧下钢筋，夹持的部位应保证焊药能掩埋下钢筋端部下一定的深度，以便形成熔池。3．放引弧球用20#或22#铁丝（约350mm）缠绕成约10mm直径的球形，放置在上下钢筋之间。4．装焊剂斗和焊剂、装石棉垫5．焊接先接通电源引弧，起弧后要注意电压的变化，若电压高于45V则下送上钢筋，若低于40V则上抬上钢筋，使电压维持在40～45V之间。随着钢筋的不断熔化，熔池就不断扩大和加深。这时要不断缓慢地下送上钢筋，到电弧过程结束的时，将其送入熔渣池。这时，电弧熄灭，电压陡降至20～25V。维持这个电压到规定时间，然后切断电源，同时迅速下压上钢筋，挤出液态金属和熔渣；2秒钟后，即可松开手把，1分钟后即可回收焊剂。即下焊剂斗，折下夹具，去掉渣壳，整个焊接过程完毕。11.4.3竖向钢筋电渣压力焊的工艺参数1．电流电流的取值是由电源设备的额定输入功率决定的。由于电渣压力焊的热效率高，钢筋熔化量小，所以可比一般电渣焊电流的取值小。2．电压电渣压力焊各阶段的电压是不同的，引弧时空载电压，电弧稳定燃烧时是40～45V，电渣过程是20～25V。3．加热时间加热时间主要由电弧燃烧和电渣加热时间两部分组成。4．钢筋熔化量钢筋端头在切断时愈不平整，钢筋直径愈大，熔化量也就越大，通常为20～30mm。5．顶锻压力电渣压力焊顶锻压力很小，通常为200～300Ｎ。11.4.4质量检查与验收1．外观检查外观检查应逐个接头进行，检查结果应符合下列要求。1）接头焊包均匀，不得有裂纹，钢筋表面无明显烧伤等缺陷。2）接头处钢筋轴线的偏移不得超过0.1倍的钢筋直径，同时不得大于2mm。3）接头处弯折不得大于4°。2．强度检验1）取样2）质量评定作业：练习题:2、3、①、②6、12