第二节 钢筋制作加工

第二节钢筋制作加工一、钢筋的焊接（一）钢筋焊接方法分类及适用范围•（二）钢筋焊接施工准备•1．根据钢筋品种、规格、位置选定适宜的焊接工艺。•2．检查参与该项施焊的焊工的上岗证书，确认其具备上岗资质。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．焊机应经常维护保养和定期检修，确保正常使用。5．检查焊条、焊剂型号、牌号、干燥状态，确保符合施工工艺要求。•6．带肋钢筋进行闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊和气压焊时，宜将纵肋对纵肋安放和焊接。•（三）闪光对焊•1．对焊设备图1-15UN1-75型手动对焊机图1-16钢筋闪光对焊原理1-焊接的钢筋；2-固定电极；3-可动电极；4-机座；5-变压器；6-平动顶压机构；7-固定支座；8-滑动支座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。•连续闪光焊所能焊接的钢筋上限直径，应根据焊机容量、钢筋牌号等具体情况而定，并应符合表1-16的规定。•（2）预热闪光焊•当钢筋直径超过表1-16中规定，且钢筋端面较平整，宜采用预热闪光焊。•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。•（3）闪光－预热闪光焊•当钢筋直径超过表1-16中规定，且钢筋端面不平整，宜采用闪光－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。3．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：•1）接头处不得有横向裂纹；•2）与电极接触处的钢筋表面，不得有明显的烧伤；•3）接头处的弯折，不得大于4°；•4）接头处的钢筋轴线偏移α，不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm；其测量方法，如图1-17所示。图1-17对焊接头轴线偏移测t方法1-测量尺；2-对焊接头•（3）拉伸试验•钢筋对焊接头拉伸试验时，应符合下列要求：•1）三个试件的抗拉强度均不得低于该级别钢筋的抗拉强度标准值；•2）至少有两个试样断于焊缝之外，并呈塑性断裂。•当检验结果有一个试件的抗拉强度低于规定指标，或有两个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，应取双倍数量的试件进行复验。复验结果，若仍有一个试件的抗拉强度低于规定指标，或有三个试件呈脆性断裂，则该批接头即为不合格品。•（4）弯曲试验•钢筋闪光对焊接头弯曲试验时，应将受压面的金属毛刺和镦粗变形部分去掉，与母材的外表齐平。•弯曲试验可在万能试验机、手动或电动液压弯曲机上进行，焊缝应处于弯曲的中心点，弯心直径见表1-17。弯曲至90°时，至少有2个试件不得发生破断。（四）电阻点焊•1．点焊设备•点焊机有单点点焊机、多点点焊机和悬挂式点焊机，施工现场还可采用手提式点焊机。•常用的单点点焊机如图1-18所示。2．点焊工艺•点焊过程可分为预压、通电、锻压三个阶段。•电阻点焊的主要工艺参数为：电流强度、通电时间和电极压力。•焊接施工时应根据钢筋牌号、直径及焊机性能等具体情况，选择合适的参数。点焊过程中，应随时检查制品的外观质量，当发现焊接缺陷时，应查找原因，采取措施及时消除。•用于结构受力的钢筋网片、钢筋骨架，其焊点除应进行外观检查、拉伸试验和弯曲试验外，还应进行抗剪试验。（五）电弧焊•1．一般要求•（1）应根据钢筋级别、直径、接头形式和焊接位置，选择焊条、焊接工艺和焊接参数。•（2）焊接时，引弧应在垫板、帮条或形成焊缝的部位进行，不得烧伤主筋。•（3）焊接地线与钢筋应接触紧密。•（4）焊接过程中应及时清渣，焊缝表面应光滑，焊缝余高应平缓过渡，弧坑应填满。2．帮条焊和搭接焊•帮条焊和搭接焊的规格与尺寸，见表1-15。•（1）施焊前，钢筋的装配与定位应符合下列要求：•1）采用帮条焊时，两主筋端面之间的间隙应为2~5mm；•2）采用搭接焊时，焊接端钢筋应预弯，并应使两钢筋的轴线在一直线上；•3）帮条和主筋之间应采用四点定位焊固定，如图1-19（a）所示；搭接焊时，应采用两点固定，如图1-19（b）所示；定位焊缝与帮条端部或搭接端部的距离应大于或等于20mm。图1-19帮条焊与搭接焊的定位1-定位焊缝；2-弧坑拉出方位•（2）施焊时，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。•（3）帮条焊或搭接焊的焊缝厚度h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0.7倍，如图1-20所示。•（4）钢筋与钢板搭接焊时，搭接长度见表1-15。焊缝宽度不得小于钢筋直径的0.5倍，焊缝厚度不得小于钢筋直径的0.35倍。图1-20焊缝尺寸3．剖口焊•（1）施焊前的准备工作，应符合下列要求：•1）钢筋坡口面应平顺，切口边缘不得有裂纹、钝边和缺棱；•2）钢筋坡口平焊时，V形坡口角度宜为55°~65°，图1-21（a）所示；坡口立焊时，坡口角度宜为40°~55°，其中下钢筋为0°~10°，上钢筋为35°~45°，如图1-21（b）所示；•3）钢垫板的长度宜为40~60mm，厚度宜为4~6mm；坡口平焊时，垫板宽度应为钢筋直径加10mm；立焊时，垫板宽度宜等于钢筋直径。•4）钢筋根部间隙，坡口平焊时宜为4~6mm；立焊时，宜为3~5mm；其最大间隙均不宜超过10mm。图1-21钢筋坡口接头•（2）坡口焊工艺，应符合下列要求：•1）焊缝根部、坡口端面以及钢筋与钢板之间均应熔合。焊接过程中应经常清渣。钢筋与钢垫板之间，应加焊2~3层侧面焊缝；•2）宜采用几个接头轮流进行施焊；•3）焊缝的宽度应大于V形坡口的边缘2~3mm，焊缝余高不得大于3mm，并宜平缓过渡至钢筋表面；•4）当发现接头中有弧坑、气孔及咬边等缺陷时，应立即补焊。HRB400级钢筋接头冷却后补焊时，应采用氧乙炔焰预热。4．电弧焊接头质量检验•（1）取样数量•（2）外观检查•（3）拉伸试验（六）电渣压力焊•1．焊接设备•电渣压力焊设备包括电源、控制箱、焊接夹具、焊剂盒。电渣压力焊设备构造示意图，如图1-22所示。图1-22电渣压力焊构造示意图1，2-钢筋3-固定电极4-活动电极；5-药盒6-导电剂；7-焊药8-滑动架；9-手柄10-支架；11-固定架2．焊接工艺•（1）引弧过程宜采用铁丝圈引弧法，也可采用直接引弧法。•（2）电弧过程靠电弧的高温作用，将钢筋端头的凸出部分不断烧化；同时将接口周围的焊剂充分熔化，形成一定深度的渣池。•（3）电渣过程渣池形成一定深度后，将上钢筋缓缓插入渣池中，此时电弧熄灭，进入电渣过程。•（4）顶压过程当钢筋端头达到全截面熔化时，迅速将上钢筋向下顶压，将熔化的金属、熔渣及氧化物等杂质全部挤出结合面，同时切断电源，焊接即告结束。3．电渣压力焊接头质量检验•（1）取样数量•（2）外观检查•电渣压力焊接头外观检查结果应符合下列要求：•（a）四周焊包凸出钢筋表面的高度应大于或等于4mm。•（b）钢筋与电极接触处，应无烧伤缺陷；•（c）接头处的弯折角不得大于4°；•（d）接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径0.1倍，且不得大于2mm。•（3）拉伸试验（七）气压焊•气压焊是采用氧乙炔火焰或其他火焰对两钢筋对接处加热，使其达到熔融状态，加压完成的一种压焊方法。•特点：焊接设备轻巧、使用灵活、效率高、节省电能、焊接成本低。•可用于钢筋在垂直位置、水平位置或倾斜位置的对接焊接。•钢筋气压设备包括氧、乙炔供气设备、加热器、加压器及钢筋卡具等，见图1-23、图1-24。图1-23气压焊设备工作简图图1-24气压焊工作图二、钢筋的机械连接•钢筋机械连接是指通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法。•优点：接头质量稳定可靠，不受钢筋化学成分的影响，人为因素的影响也小；操作简便，施工速度快，且不受气候条件影响；无污染、无火灾隐患，施工安全等。•在粗直径钢筋连接中使用越来越广泛。•钢筋机械连接有套筒挤压连接、锥螺纹套筒连接、直螺纹套筒连接三种形式。（一）套筒挤压连接•带肋钢筋套筒挤压连接是将待接钢筋插入钢套筒内，用挤压连接设备侧向挤压钢套筒，使之产生塑性变形，钢套筒变形后与被连接钢筋纵、横肋产生的机械咬合成为整体的钢筋连接方法，如图1-25、图1-26所示。•它适用于竖向、横向及其他方向的较大直径带肋钢筋的连接。图1-25钢筋套筒挤压连接示意1-已挤压的钢筋；2-钢套筒；3-未挤压的钢筋图1-26钢筋套筒挤压连接实物（二）锥螺纹套筒连接•钢筋锥螺纹套筒连接是将两根待接钢筋端头用套丝机做出锥形外丝，然后用带锥形内丝的套筒将钢筋两端拧紧的钢筋连接方法，如图1-27所示。图1-27钢筋锥螺纹套筒连接1-已连接的钢筋；2-锥螺纹套筒；3-待连接的钢筋•钢筋套筒锥螺纹连接施工速度快、不受气候影响、质量稳定、对中性好。•锥螺纹套筒的内壁在工厂内用专用机床加工锥螺纹，接头尺寸没有统一的规定，必须经技术提供单位型式检验认定。•钢筋的对接端头一般在施工现场或钢筋加工厂内用套丝机加工与套筒匹配的螺纹，如图1-28所示。•要求钢筋丝扣的牙形必须与牙形规吻合，丝扣完整牙数不得小于规定值。不合格的丝扣，要切掉后重新套丝。然后再由质检员按10%的比例抽检，如有1根不合格，要加倍抽检。图1-28套丝机加工锥螺纹钢筋对接端头（三）钢筋滚压直螺纹套筒连接•钢筋滚压直螺纹套筒连接是将钢筋连接端头用滚轧加工工艺滚轧成规整的直螺纹，再用相配套的直螺纹套筒将两钢筋相对拧紧，实现连接。•钢筋直螺纹套筒连接质量好，强度高；钢筋连接操作方便，速度快；无明火作业，可全天候施工；适用于水平、竖直等各种不同位置钢筋的连接。•目前在大直径钢筋连接中得到广泛应用。1.滚压直螺纹成型方式•根据滚压直螺纹成型方式，又分为直接滚压直螺纹、挤压肋滚压直螺纹和剥肋滚压直螺纹三种。•（1）直接滚压螺纹•（2）挤压肋滚轧直螺纹•（3）剥肋滚压直螺纹2．滚压直螺纹接头处理•滚压直螺纹接头用连接套筒，应采用优质碳素结构钢。•（1）连接钢筋时，钢筋规格和套筒的规格必须一致，钢筋和套筒的丝扣应干净、完好无损。•（2）采用预埋接头时，连接套筒的位置、规格和数量应符合设计要求。带连接套筒的钢筋应固定牢靠，连接套筒的外露端应有保护盖。•（3）滚压直螺纹接头应使用扭力扳手或管钳进行施工，将两个钢筋丝头在套筒中间位置相互顶紧，接头拧紧力矩应符合相关规定，扭力扳手的精度为±5%。•（4）经拧紧后的滚压直螺纹接头应做出标记。•（5）根据待接钢筋所在部位及转动难易情况，选用不同的套筒类型，采取不同的安装方法，如图1-29~图1-32所示。图1-29标准型接头安装图1-30正反丝扣型接头安装图1-31变径型接头安装图1-32可调型接头安装三、钢筋配料•（一）钢筋下料长度计算•钢筋混凝土构件中的钢筋，由于设计及规范要求，有的需在中间弯折一定角度，有的则要求在两端做各种角度的弯钩。在加工有弯折或有弯钩的钢筋时，若仅是简单按照设计图纸中钢筋的标注尺寸（在施工中也称量度尺寸）逐段相加，并以此值作为下料长度，那么加工成型后的钢筋长短是不合适的，造成这种情况的原因：一是弯曲后钢筋在弯曲处内皮收缩、外皮延伸，而轴线长度不变；二是在弯曲处形成圆弧。而实际上无论是施工图中钢筋的标注尺寸、还是在施工中钢筋放样的量度方式均针对钢筋的外包尺寸，如图1-33所示（注：箍筋有时也标注内皮尺寸），因此，弯起钢筋