9-5 钢筋焊接

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》（JGJ18-96）和《钢筋焊接接头试验方法标准》（JGJ/T27-2001）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UN1-75UN1-100UN2-150UN17-150-11额定容量kVA751001501502初级电压V220/3803803803803次级电压调节范围V3.52~7.944.5~7.64.05~8.13.8~7.64次级电压调节级数8815155额定持续率%202020506钳口夹紧力kN20401001607最大顶锻力kN304065808钳口最大距离mm8080100909动钳口最大行程mm3050278010动钳口最大烧化行程mm2011焊件最大预热压缩量mm1012连续闪光焊时钢筋最大直径mm12~1616~2020~2520~2513预热闪光焊时钢筋最大直径mm32~3640404014生产率次/h7520~308012015冷却水消耗量L/h20020020050016压缩空气：压力N/mm25.56消耗量m3/h15517焊机重量kg4454652500190018外形尺寸：长mm1520180021402300宽mm55055013601100高mm1080115013801820图9-78UN1-75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；c1＋c2-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1.0~1.5d（d——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（1）增加预热程度透或夹渣（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：（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；其测量方法见图9-81。图9-81对焊接头轴线偏移测t方法1-测量尺；2-对焊接头当有一个接头不符合要求时，应对全部接头进行检查，剔出不合格接头，切除热影响区后重新焊接。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。模拟试件的检验结果不符合要求时，复验应从成品中切取试件，其数量和要求与初试时相同。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9-40。弯曲至90°时，至少有2个试件不得发生破断。钢筋对接接头弯曲试验指标表9-40钢筋级别弯心直径（mm）弯曲角（°）HPB235级2d90HRB333级4d90HRB400级5d90注：1．d为钢筋直径。2．直径大于25mm的钢筋对焊接头，作弯曲试验时弯心直径应增加一个钢筋直径。当试验结果，有2个试件发生破断时，应再取6个试件进行复验。复验结果，当仍有3个试件发生破断，应确认该批接头为不合格品。9-5-3钢筋电阻点焊钢筋电阻点焊是将两根钢筋安放成交叉叠接形式，压紧于两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，加压形成焊点的一种压焊方法。9-5-3-1点焊设备1．单头点焊机单头点焊机的技术性能见表9-41。图9-82示出DN3-75型气压传动式点焊机。常用点焊机技术性能表9-41项次项目单位焊机型号SO232ASO432ADN3-75DN3-1001传动方式气压传动式2额定容量hVA1721751003额定电压V3803803803804额定暂载率%505020205初级额定电流A45821982636较小钢筋最大直径mm8~1010~128~1010~127每小时最大焊点数点/h9001800300017408次级电压调节范围V1.8~3.62.5~4.63.33~6.663.65~7.39次级电压调节级数级