闪光对焊作业指导书

闪光对焊作业指导书 1 适用范围： 本作业指导书适用于 连续 闪光 焊 、预热 闪光焊 、闪光 预热 闪光焊 作业。 2 作业 准备： 2.1材料准备 钢筋 :钢筋的级别、直径必须符合设计要求 ,有出厂证明书及复试报告单。进口钢筋还应有化学复试单 ,其化学成分应满足焊接要求。 2.2主要机具： 对焊机及配套的对焊平台、防御深色眼镜、电焊手套、绝缘鞋、钢筋切断机、空压机、水源、除锈机或钢丝刷、冷拉调直作业线。 2.3作业条件： 2.3.1焊工必须持有有效的考试合格证。 2.3.2对焊机及配套装置、冷却水、压缩空气等应符合要求。 2.3.3 电源应符合要求，当电源电压下降大于 5%，小于 8%时，应采取适当提高焊接变压器级数的措施；大于 8%时不得进行焊接。 2 3 4作业场地应有安全防护措施，防火墙和必要的通风措施，防止发生烧伤、触电和火灾等事故。 3 技术要求 3.1 当钢筋直径较小，钢筋级别较低，可采用连续闪光焊所能焊接的最大钢筋直径应符合下面表格的规定。当钢筋直径较大，端面较平整，宜采用预热闪光焊；当端面不够平整，则应采用闪光一预热闪光焊 3.2 级钢筋焊接时，无论直径大小，均应采用预热闪光焊或闪光一预热闪光焊。 见表 3-1 表 3-1 焊机容量 钢筋级别 钢筋直径（ mm） 150 25 22 20 100 20 18 16 75 16 14 12 4 施工程序和工艺流程 4.1工艺流程 ： 检查设备选择焊接工艺及参数试焊、做模拟试件送试确定焊接参数焊接质量检验 4.1.1 连续闪光对焊工艺过程 ： 闭合电路闪光（两钢筋端面轻微接触）连续闪光加热到将近熔点（两钢筋端面徐徐接触）带电顶锻无电顶锻 4.1.2 预热闪光对焊工艺 过程： 闭合电路断续闪光预热（两钢筋端面交替接触和分开）连续闪光加热到将近熔点（两端钢筋端面徐徐接触）带电顶锻无电顶锻 4.1.3闪光 预热闪光对焊工艺过程： 闭合电路一次闪光闪平端面（两端钢筋端面徐徐接触）连续闪光预热（两钢筋端面交替接触和分开）二次连续闪光加热到将近熔点（两端钢筋端面徐徐接触）带电顶锻无电顶锻 5 施工要求 5.1钢筋闪光对焊的概念与对焊机械 5.1.1钢筋闪光对焊的概念：钢筋闪光对焊是两根钢筋沿着整个接触端面熔焊连接的方法。它适用于水平钢筋非施工现场连接。闪光对焊工艺 对钢筋端面要求不严格，可以免去钢筋端面磨平工序，因而简化了操作，提高了工效，由于在闪光时接触面积小，接触点电流密度大，热量集中，加热迅速，所以热影响区小，接头质量好，又因采用预热方法，在较小功率的对焊机上能焊接较大截面的钢筋，所以闪光对焊是目前普遍采用的焊接方法。 5.1.2对焊机械：对焊机是利用电流通过电阻热作为热源，并施加一定压力而使金属焊合的电阻焊机。 对焊机按焊接方式分为电阻对焊、连续闪光对焊和预热闪光对焊。按结构型式分为弹簧顶锻式、杠杆挤压弹簧顶锻式、电动凸轮顶锻式、气压顶锻式。钢筋加工中最常用的 是 UNI系列对焊机，它有多种容量，但结构基本相同，主要结构由机架部分、进料压紧机构、夹具装置、控制开关、冷却系统、电气设备等几部分构成。 5.2焊接工艺 施工单位对首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，应进行焊接工艺评定，并应根据评定报告确定焊接工艺。 焊接工艺评定应按国家现行的钢结构焊接技术规程的规定进行。焊接时，焊工要严格遵守焊接工艺。 5.2.1焊前准备工作 1） 焊件组装焊接前，对焊接接触面和焊缝边缘每边 30-50 毫米范围内的铁锈、毛刺等清除干净，露出钢材金属光泽。 2） 施焊前，焊工应 复查焊件接头质量和焊区的处理情况，当不符合要求时，应经修整合格后方可施焊。 5.2.2焊接参数 闪光对焊时，应选择调伸长度、烧化留量、顶锻留量、闪光速度、预热留量、顶锻速度以及变压器级数等焊接参数。连续闪光焊时的留量应包括烧化留量、有电顶锻留量和无电顶锻留量；闪光 -预热闪光焊时的留量应包括：一次烧化留量、预热留量、二次烧化留量、有电顶锻留量和无电顶锻留量。 1） 调伸长度：调伸长度是指在焊接前，钢筋端部从钳口伸出的长度，调伸长度的选择应使接头区获得均匀的加热，又不致在顶锻时旁弯。其长度应随钢筋等级提高而增大。 当焊接 、 级钢筋时，调伸长度宜在 40-60mm内选用。 2） 烧化留量：烧化留量是指在钢筋闪光过程中，由于闪燃的金属所消耗的钢筋长度。 烧化留量的选择，应根据焊接工艺方法确定。当连续闪光焊接时，烧化过程应较长，烧化留量应等于两根钢筋在断料时切断机刀口严重压伤部分（包括端面的不平整度），再加 8mm。 闪光 -预热 -闪光焊时，应区分一次烧化留量和二次烧化留量。一次烧化留量等于两根钢筋在断料时切断机刀口严重压伤部分，二次烧化留量不应小于 10mm。预热闪光焊的烧化留量不应小于 10mm。 3） 顶锻留量：顶锻留量是指在钢 筋闪光过程结束时，将钢筋锻压紧后，接头处挤出金属所消耗的钢筋长度。顶锻留量应为 4-10mm，并应随钢筋直径的增大和钢筋级别的提高而增加，有电顶锻留量约占1/3 和无电顶锻留量约占 2/3。有电顶锻能消除氧化作用，使熔化金属表面紧密结合，挤出氧化物及污秽杂质，使焊口处加热均匀。焊接 级钢筋时，顶锻留量宜增大 30%。 4） 闪光速度：闪光速度是指闪光过程的速度。它的控制应随着钢筋直径增大而降低，在闪光过程中，闪光速度由慢到块，一般是以0.1mm/s 到 1.5-2.0mm/s，这样闪光比较强烈，以保护焊缝金属免受氧化。 5） 预热留量：预热留量是指采用预热闪光焊或闪光 -预热 -闪光焊时预热所消耗的钢筋长度。需要预热时，宜采用电阻预热法。预热留量应为 1-2mm，预热次数为 1-4次，每次预热时间为 1.5-2s，间歇时间应为 3-4s。且随着钢筋直径增大而增加。 6） 顶锻速度：顶锻速度是指在挤压钢筋接头时的速度。顶锻速度的控制愈快愈好，特别是顶锻开始的 0.1s 应将钢筋压缩 1-2mm，以使焊口迅速闭合，保护焊缝金属免受氧化。在火口紧密封闭之后，要以适当的快速完成顶锻过程。 7） 顶锻压力：是压紧钢筋接头时的压力，与顶锻留量有关，应随钢筋直 径增大而增加。应有足够的压力，防止熔渣和被氧化的金属滞留在焊缝内，和闪光后被留下的火孔未被挤压密实而形成缩孔。但顶锻压力也不宜过大，以免焊缝附近产生裂纹。 8） 变压器级数：变压器级数用以调节焊接电流大小，钢筋直径大，其级数要高。焊接时如火花过大并有强烈声响，应降低变压器级数。否则应提高变压器级数。当降低 5%左右时，应提高变压器级数一级。 变压器调节级有 8级，一般在 级到 级内调节。 各级钢筋连续闪光，预热闪光的焊接参数列于表 3.4.2-14。 I级钢筋连续闪光焊参数 表 3.4.2-1 钢筋直径mm 调伸长度 mm 闪光留量 mm 顶锻留量（ mm） 总留量 mm 变压器级次（ UN-75） 有电 无电 10 1.25d 8 1.5 3 12.5 III 12 1.0d 8 1.5 3 12.5 III 14 1.0d 10 1.5 3 14.5 III 16 1.0d 10 2.0 3 15 IV 18 0.75d 10 2.0 3 15 IV 注： 1.d为钢筋直径； 2.II、 III级钢筋连续闪光焊也可参照次表，只将调伸长度改为 1.251.5d； 3.采用其他型号电焊机时，变压器级次通过试验确定。 II、 III、 IV级钢筋预热闪光焊参数 表 3.4.2-2 钢筋级别 钢筋直径（ mm） 调伸长度 （ mm） 闪光及预热留量（ mm） 顶锻留量（ mm） 总留量变压器级次 一次闪光 预热 二次闪光 有电 无电 mm （ UN1-75） III 20 1.5d 2+e 2 6 1.5 3.5 15+e V 22 1.5d 3+e 2 6 1.5 3.5 16+e V 25 1.25d 3+e 4 6 2.0 4.0 19+e V 28 1.25d 3+e 5 7 2.0 4.0 21+e VI 32 1.0d 3+e 6 8 2.5 4.5 24+e VI 36 1.0d 3+e 7 8 3.0 5.0 26+e VII IV 12 2.5d 58 12次 12 1.5 3.0 VIII 16 2.0d 3+e 1 8 1.5 3.0 16.5+e VI、 VII 20 1.75d 3+e 2 8 2.0 3.5 18+e V、 VI 25 1.5d 3+e 3 9 2.0 3.5 20.5+e V、 VI 28 1.25d 3+e 3 9 2.0 4.0 21+e V、 VI 注： 1.e为钢筋两端不平时，两钢筋端部凸出部分长度； 2.I级钢筋预热闪光焊参数也可参考 II、 III级钢筋预热闪光焊参数，但调伸长度宜为 0.75d。 IV级钢筋连续闪光焊参数 表 3.4.2-3 钢筋直径mm 调伸长度 mm 闪光留量 mm 顶锻留量（ mm） 总留量 mm 变压器级次 （ UN1-75） 有电 无电 12 2.5d 10+e 1.0 3.0 14+e VIII 14 2.5d 10+e 1.5 3.0 14.5+e VIII 注：本表采用强参数，适用于焊后需进行热处理的所有钢种。 采用 UN2-150自动对焊机时闪光焊接参数 表 3.4.2-4 钢筋直径mm 调伸长度mm 预热及闪光留量 mm 顶锻留量（ mm） 总留量 mm 变压器级次 预热留量 闪光留量 有电 无电 25 25 - 20 2 2 25 12 28 28 8 16 2 3 29 12 32 32 10 16 2 4 32 12 36 36 10 16 2 4 32 14 40 40 10 16 2.5 4.5 33 14 注： 1.本表参数只适用 IIII级钢筋； 2.钢筋端面不平时，先要闪去凸出部分，再进行预热； 3.钢筋直径为 3240mm时，预热留量系两次预热的总和。 5.2.3焊接环境 1） 焊接的环境温度应能保证焊件焊接所需的足够温度和焊工技能不受影响。 2） 焊接电弧 1m范围内的相对湿度应符合下列规定： 铝及铝合金焊接：不得大于 80%； 其他焊接材料焊接：不得大于 90%。 3） 当焊件表面潮湿、覆盖有冰雪、或在下雨、下雪刮风期间，焊工及焊件无保护措施时，不应进行焊接。 5.2.4焊接工艺 1） 连续闪光焊：连续闪光焊的工艺是连续闪光（烧化）、顶锻过程。 当对焊机夹具夹紧钢筋并通电后，使对焊钢筋的端面轻微接触，由于电阻的原因，使端头金属很快熔化，熔化的金属微粒象火花般的从钢筋端面间隙喷射出来，这种现象称为闪光。继续将钢筋端面逐渐移近，新的接触点不断形成，即形成连续闪光过程。待钢筋烧熔完规定的留量后，钢筋端部也已加热到接近熔点温度，然后以一定的压力迅速进行顶锻，再断电继续顶锻到一定长度，焊接接头即告完成。闪光焊适用焊接直径 25mm以下的钢筋。 2） 预热闪光焊：预热闪光焊要经过预热、闪光（烧化）、顶锻工艺过程。 预热闪光焊是在连续闪光前，增加一个钢筋预热过程，然后再进行闪光和顶锻。预热方法有断续闪光预热和电阻预热两种。断续闪光预热是使钢筋端面交替地轻微接触和分开，发出断续闪光来实现预热。电阻预热是在两根钢筋端面一直阻热（不闪光）来实现预热。该法适用于焊接直径大于 25mm并且端面不平的钢筋。 3） 闪光 -预热 -闪光焊：闪光 -预热 -闪光焊要经历一次闪光、预热、二次闪光、顶锻工艺过程。在预热闪光前，再增加一次闪光过程，使不平整的钢筋端面，先闪成比较平整的端面， 并将钢筋预热均匀。此法适用于直径大于 25mm且端面不平的钢筋。 5.3保证焊接质量的技术要求 5.3.1焊接工艺要求 1） 当螺丝端杆与钢筋对焊时，宜事先对螺丝端杆进行预热，并减小调伸长度。钢筋一侧的电极应垫高，确保两者轴线一致。 2） 焊后通电热处理。 焊后热处理 级钢筋闪光对焊时，与热扎钢筋比较，应减小调伸长度，提高变压器级数，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。 级钢筋采用预热闪光焊或闪光 -预热 -闪光焊工艺，其接头力学性能不能符合质量要求时，在焊后进 行通电热处理时，其工艺如下： （ 1） 待接头冷却到 300oC（暗红色）以下，电极钳口调至最大间距，接头居中，重新夹紧。 （ 2） 采用较低变压器级数，进行脉冲式通电加热，频率以 0.5-1s/次为宜。 （ 3） 热处理温度通过试验确定，一般在 750-850 oC（桔红色）范围内选择，然后在空气中自然冷却。 3） 采用 UN2-150型对焊机（电动机凸轮传动）或 UN17-150-1型对焊机（气 -液压传动）进行大直径钢筋焊接时，宜首先采取锯割或气割方式对钢筋端面进行平整处理，然后采取预热闪光焊工艺，并应符合下列要求： 光过程应 强烈、稳定； 锻凸块应垫高； 应准确调整并严格控制各过程的起点和止点。 5.3.2闪光焊接操作要点和注意事项 1） 焊接前应先调整变压器级数，接通冷却水，检查对焊机各部件和接地情况后，方可开始工作。 2） 工作前和变换钢筋级别或直径时，均应按有关规定先进行试焊，作拉力和冷弯试验，合格后方可成批焊接。 3） 焊接前应将钢筋端头电极钳口部位处的铁锈、污物清除，以利电流通过，防止钳口处接触不良而引起 “ 打火 ” 。 4） 钢筋端头应保持顺直，如有弯扭应调直或切除，电极钳口应固定牢靠，并使两钢筋处在同一直线上。焊接过程中应随时清 除电极上的焊渣、铁锈等脏物，每班收工时应妥加清刷。 5） 对 II、 III 级钢筋采用预热闪光焊时，其操作要点是：一次闪光，闪平为准；充分预热，频率要高；二次闪光，短、稳、强烈；顶锻过程快速有力。对 IV 级钢筋，由于碳、锰、硅含量较高，施焊时在焊缝和热影响区易产生氧化缺陷，过热和淬硬脆断。在焊接时，应掌握适当的温度，其焊接参数应根据温度适当调整。其操作要点是：一次闪光，闪去压伤；预热适中，频率中低；二次闪光，稳而强烈；顶锻过程，快而用力得当。 钢筋低频预热时，应根据钢筋级别极其直径大小，其预热接触时间宜介于 0.52s/次之间。预热间隙时间稍大于每次预热的接触时间。预热时应有一定的接触压力。预热程度宜采取预热留量与预热次数相结合的办法来控制。 6） 不同直径的钢筋可以对焊，但其两截面积之比不宜大于 1.5倍，其直径差不宜大于 23mm，焊接时应按大直径钢筋选择焊接参数。 7） 负温（不低于 -20oC）条件下进行闪光焊接时，应在室内焊接，采用弱参数，其调伸长度应适当增大，变压器级数不宜过大，闪光速度应稍慢，预热次数要增加，并使接头部位用石棉粉等材料保持。 8） 焊接完毕，应待接头处由红色转黑色之后才能松开夹具，平稳地取出钢筋， 以防接头发生弯曲。 5.4闪光对焊异常现象、焊接缺陷及消除措施钢筋闪光对焊异常现象、焊接缺陷及消除措施 异常现象、焊接缺陷 消 除 措 施 烧化过分剧烈并产生强烈的爆炸声 降低变压器级数； 减慢烧化速度 闪光不稳定 清除电极底部和表面的氧化物； 提高变压器级数； 加快烧化速度 接头中有氧化膜、未焊透或夹渣 增加预热程度； 加快临近顶锻时烧化程度； 确保带电顶锻过程； 加快顶锻速度； 增大顶锻压力 接头中有缩孔 降低变压器级数； 避免烧化过程过分剧烈； 适当增大顶锻留量及顶锻压力 焊缝金 属过烧 减少预热程度； 加快烧化速度、缩短焊接时间； 避免过多带电顶锻 接头区域裂纹 检验钢筋的碳、硫、磷含量，若不符合规定时应更换钢筋； 采取低频预热方法，增加预热程度 钢筋表面微熔及烧伤 消除钢筋被夹紧部位的铁锈和油污； 消除电极内表面的氧化物； 改进电极槽口形状，增大接触面积； 夹紧钢筋 异常现象、焊接缺陷 消 除 措 施 接头弯折或轴线偏移 正确调整电极位置； 修整电极钳口或更换已变形的电极； 切除或矫直钢筋的弯头 接头结合不良 增加预热程度； 控制二次闪光，避免过早顶锻。 5.5焊工应 经过考试并取得合格证后，方可从事焊接工作。合格证应注明施焊条件、有效期限。焊工停焊时间超过 6个月，应重新考核。 焊工应按规定的焊接作业指导书及焊接技术措施进行施焊，当遇到工况条件与焊接作业指导书及焊接技术措施的要求不符合时，应拒绝施焊。 5.6焊接技术人员应由中专及以上专业学历，有一年以上焊接生产实践的人员担任。 焊接技术人员负责焊接工艺评定，编制焊接作业指导书和焊接技术措施，指导焊接作业，参与焊接质量管理，处理焊接技术问题，处理焊接技术资料。 5.7焊接质检人员应由相当于中专及以上文化水平，有一定的焊接经 验和技术水平的人员担任。 焊接质检人员应对现场焊接作业进行全面检查和控制，负责确定焊缝检测部位，评定焊接质量，签发检查文件，参检测部位，评定焊接质量，签发检查文件，参与焊接技术措施的审定。 5.8 无损探伤人员应由国家授权的专业考核机构考核合格的人员担任，并应按考核合格项目及权限，从事焊接检测和审核工作。 5.9 无损探伤人员应根据焊接质检人员确定的受检部位进行检验，评定焊缝质量，签发检验报告，对外观不符合检验要求的焊缝应拒绝检验。 6劳动组织 6.1劳动组织方式：采用架子队组织模式 6.2施工人员应结合试验 段确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置 7 材料要求 各种规格钢筋级别必须有出厂合格证，进场后经物理性能检验，对于进口钢筋须增加化学性能检验，符合要求后方能使用。 8设备机具配置 主要设备为闪光对焊 机、钢筋切断机、空压机、除锈机。 9 质量 控制级检验 9.1 闪光对焊接头的质量检验，应分批进行外观检查和力学性能试验，并应按下列规定抽取试件。 1)在同一台班内，由同一焊工完成的 300个同级别、同直径钢筋焊接接头应作为一批。当同一台班内焊接接头数量较少，可在一周之内累计计算；累计仍不足 300个接 头，应按一批计算； 2)外观检查接头的数量，应从每批中抽查 10%，且不得少于 10个； 3)力学性能试验时，应从每批接头中随机抽取 6个试件，其中 3个做拉伸试验， 3个做弯曲试验； 4)焊接等长度的预应力钢筋（包括螺丝端杆与钢筋）时，可按生产时同等条件制作模拟试件； 5)螺丝端杆接头可只做拉伸试验。 9.2 闪光对焊接头外观检查结果，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， - 级钢筋焊接时不得有明显烧伤；负温闪光对焊时，对于 - 级钢筋，均不得有烧伤； 3)接头处的弯折角不得大 于 4度； 4)接头处的轴线偏移，不得大于钢筋直径的 0.1倍，且不得大于2mm。 外观检查结果，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。 9.3焊接接头的机械性能试验（力学试验）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。 焊接等长的预应力钢筋（包括螺丝端杆与钢筋的焊接接头），可按生产条件进行模拟试件。 9.4 闪光对焊接头拉伸试验结果应符合下列要求： 1） 3 个热扎钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强 度；余热处理 级钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于热扎 级钢筋抗拉强度 570MPa； 2）应至少有 2个试件断于焊缝之外，并呈延性断