焊接方案

新乡华星制药厂综合污水处理工程钢筋焊接作业指导书编制单位：中建二局二公司郑州分公司新乡项目经理部2005-6-21.编制说明针对华星制药厂综合污水处理工程钢筋焊接进行编制。2.焊接要求2.1钢筋闪光对焊2.1.1对焊工艺钢筋闪光对焊的焊接工艺分为连续闪光焊、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。2.1.1.1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。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。本工艺适于对焊直径18mm以下的I～III级钢筋。2.1.1.2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。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，这是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。本工艺适于对焊直径20mm以上的I～III级钢筋。2.1.1.3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。施焊时首先连续闪光，使钢筋端部闪平，然后同预热闪光焊。本工艺适于对焊直径20mm以上的I～III级钢筋及IV级钢筋。2.1.2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。2.1.2.1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为钢筋直径）；直径小的钢筋取大值。2.1.2.2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。闪光留量的取值：连续闪光焊为两钢筋切断时严重压伤部位之和，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位之和，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。2.1.2.3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级钢筋宜告些；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。2.1.2.4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）的金属产生塑性变形。2.1.2.5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。2.1.2.6RRB400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。本工程宜选用后者。2.1.3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，宜按下表查找原因，采取措施，及时消除。焊接前，钢筋端头应除锈。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、未焊透或夹渣（1）增加预热程度（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圬（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2.1.4对焊接头质量检验2.1.4.1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。2.1.4.2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a，不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm；其测量方法见下图：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。2.1.4.3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。2.1.4.4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，与母材的外表平齐。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，弯心直径见下表。弯曲至90°时，至少有2个试件不得发生破断。钢筋级别弯心直径（mm）弯曲角（°）HPB235级HRB335级HRB400级2d4d5d909090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。2.2钢筋电弧焊钢筋电弧焊是以焊条作为一板、钢筋为另一板，利用焊接电流通过产生的电弧热进行焊接的一种熔焊方法。钢筋电弧焊包括帮条焊、搭接焊、坡口焊和熔槽帮条焊等接头形式。焊接时应符合下列要求：（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、帮条和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。2.2.1电弧焊设备和焊条本工程电弧焊设备采用交流弧焊机。电弧焊所采用的焊条，其性能应符合现行国家标准《碳钢焊条》（GB517）或《低合金钢焊条》（GB5118）的规定，其型号应根据设计确定；本工程所采用焊条：用于HPB235级钢之间的构件连接时，采用E43型电焊条；用于HRB335级钢之间的构件连接，或HRB335级钢与HPB235级钢之间的构件连接时，采用E50型电焊条；2.2.1.1搭接焊和帮条焊搭接焊和帮条焊的规格与尺寸，双面搭接焊：HPB235级钢为4d，HRB335级、HRB400级、RRB400级钢为5d，单面搭接焊：HPB235级钢为8d，HRB335级、HRB400级、RRB400级钢为10d；帮条双面焊：HPB235级钢为2d，HRB335级、HRB400级、RRB400级钢为2.5d，帮条单面焊：HPB235级钢为4d，HRB335级、HRB400级、RRB400级钢为5d；帮条焊和搭接焊宜采用双面焊。本工程除水解酸化池外筒环向钢筋采用双面搭接焊外，其余水平钢筋焊接采用单面搭接焊。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；搭接焊接头的焊缝厚度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0.7倍；焊接时,应在搭接位置焊形成焊缝中引弧；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。2.2.1.2预埋件钢筋电弧焊T型接头本工程采用角焊；装配和焊接时，应符合下列要求：a.钢板厚度δ不宜小于钢筋直径的0.6倍，且不应小于6mm；b.钢筋应采用I、II级；受力锚固钢筋的直径不宜小于8mm；构造锚固钢筋的直径不宜小于6mm；c.当采用I级钢筋时，角焊缝焊脚k不得小于钢筋直径的0.5倍；采用II级钢筋时，焊脚k不得小于钢筋直径的0.6倍；d.施焊中，不得使钢筋咬边和烧伤。2.3钢筋电渣压力焊2.3.1适用范围电渣压力焊适用于现浇钢筋砼结构中竖向或斜向（倾斜度在4：1范围内）钢筋的连接。本工程的壁柱、框架柱、剪力墙竖向钢筋焊接均采用电渣压力焊。电渣压力焊在供电条件差、电压不稳、雨季或防火要求高的场合应慎用。2.3.2焊接工艺与参数2.3.2.1焊接工艺施焊前，焊接夹具的上、下钳口应夹紧在钢筋上；钢筋一经夹紧，不得晃动。电渣压力焊的工艺过程包括：引弧、电弧、电渣和顶压过程。（1）引弧过程：宜采用铁丝圈引弧法，也可采用直接引弧法。铁丝圈引弧法是将铁丝圈放在上、下钢筋端头之间，高约10mm，电流通过铁丝圈与上、下钢筋端面的接触点形成短路引弧。直接引弧法是在通电后迅速将上钢筋提起，使两端头之间的距离为2～4mm引弧。当钢筋端头夹杂不导电物质或过于平滑造成引弧困难时，可以多次把上钢筋移下与下钢筋短接后在提起，达到引弧目的。（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。由于电流直接通过渣池，产生大量的电阻热，使渣池温度达到近2000℃，将钢筋端头迅速而均匀熔化。（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、熔液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。接头焊毕，应停歇后，方可回收焊剂和卸下焊接夹具，并敲去渣壳；四周焊包应均匀，凸出钢筋表面的高度应大于或等于4mm。2.3.2.2焊接参数电渣压力焊的焊接参数主要包括：焊接电流、焊接电压和焊接时间等，见下表：钢筋直径(mm)焊接电流（A）焊接电压（V）焊接通电时间（s）电弧过程u2.1电渣过程u2.2电弧过程t1电渣过程t214200～22035