浅析钢筋异直径异牌号焊接质量评定

浅析钢筋异直径异牌号焊接质量评定

Summary：随着现代化建设工程的飞速发展，基础建设由圬工工程发展到钢筋混凝土工程。钢筋混凝土工程中钢筋的连接方式较多，通常为同直径同等级钢筋机械连接或焊接连接。在一些工程中，存在钢筋异直径连接或异直径异牌号连接情况，但现行有效规范尚未明确异直径异牌号焊接接头抗拉强度计算的规定。本文通过现场电弧单面搭接焊，就异直径异牌号焊接接头抗拉强度计算进行了探讨。Keys：钢筋异直径异牌号焊接接头抗拉强度计算一、材料1、钢筋：本次试验采用HRB500E级φ22、φ25，HRB400E级φ28，钢筋生产厂家为云南曲靖钢铁集团凤凰钢铁有限公司。钢筋进场时有合格证和质量保证书，外观无锈蚀和油污，现场原材料尺寸及力学性能均符合《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》（GB/T1499.2-2018）规范要求。2、焊条：本次试验采用E5003直径4.0mm长度400mm，焊条生产厂家为株洲湘江电焊条有限公司。焊条进场时有合格证和质量保证书，包装完好未受潮、无裂纹、无脱落情况，尺寸及外观符合《非合金钢及细晶粒钢焊条》（GB/T5117-2012）规范要求。二、设备及人员1、机械设备电弧焊的主要设备是ZX6-500直流弧焊机。其参数见下表一：拉力试验机是微机控制电液伺服万能材料试验机。其参数见下表二：厂家精度等级最大负荷出厂编号出厂日期浙江英松1级1000KNWL2012132020.122、人员：电焊工1名、试验人员1名。（1）电焊工持相应等级焊工证上岗操作，试验员持试验检测员证书。（2）焊接前首先对钢筋的牌号、规格及焊条类型进行记录确认。（3）弧焊机等机具设备完好，焊机按规定操作接通电源，电源符合施焊要求。（4）施焊环境有遮蔽措施，环境温度17℃满足规范要求。（5）抗拉试验为室内封闭环境，室内温度22℃满足规范要求。三、接头加工制作钢筋母材检验合格后现场随机取样，钢筋端部切平，保证端头无弯折，扭曲。将两截钢筋母材预弯使搭接焊后在同一轴线，预弯长度为不小于较小钢筋的10倍直径。搭接焊接头的焊缝有效厚度S不小于主筋（较小钢筋）直径的30%，焊缝宽度b不小于主筋（较小钢筋）直径的80%。搭接焊时，两点固定，定位焊缝与搭接端部的距离大于或等于20mm，在搭接焊形成焊缝中引弧。采用水平焊接，分两层施焊，第一层施焊的电流为210A，以增加熔化深度，焊完一层之后，将焊渣清除干净。第二层施焊的电流为180A，在端头收弧前填满弧坑，并使主焊缝与定位焊缝的始端和终端熔合。当需要立焊时，焊接电流应比平焊减少10%~15%。四、外观质量检查1、焊缝表面平整，无凹陷和焊瘤；2、焊接接头区域无肉眼可见的裂纹；3、焊接接头区域无咬边、气孔、夹渣等缺陷。图一：HRB500Eφ22焊HRB400Eφ28图二：HRB500Eφ25焊HRB400Eφ28五、室内抗拉试验根据钢筋的牌号和直径，选用适配的拉力机或万能试验机。本试验机符合现行国家标准《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》GB/T228.1中的有关规定。夹紧装置根据试样规格选用，在拉伸试验过程中不得与钢筋产生相对滑移，夹持长度可按试样直径确定。本次钢筋最小直径为22mm，最大直径为28mm，夹持长度为90mm～120mm。对试样进行轴向拉伸试验时，加载连续平稳，试验速率采用应力速率符合现行国家标准《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》GB/T228.1中的有关规定。将试样拉至断裂，自动采集最大力，拉伸曲线上的最大力与自动采集最大力吻合。图三：HRB500Eφ22焊HRB400Eφ28试验曲线图图四：HRB500Eφ25焊HRB400Eφ28试验曲线图六、试验结果HRB500Eφ22单面搭接焊HRB400Eφ28试验情况见下表钢筋序号拉断最大力（MPa）断裂钢筋类别断裂位置（mm）性质描述结果判定01723HRB500Eφ2230延性断裂符合HRB500Eφ22焊接技术要求02740HRB500Eφ2261延性断裂符合HRB500Eφ22焊接技术要求03731HRB500Eφ2228延性断裂符合HRB500Eφ22焊接技术要求HRB500Eφ25单面搭接焊HRB400Eφ28试验情况见下表钢筋序号拉断最大力（MPa）断裂钢筋类别断裂位置（mm）性质描述结果判定01739HRB500Eφ2557延性断裂符合HRB500Eφ25焊接技术要求02743HRB500Eφ2549延性断裂符合HRB500Eφ25焊接技术要求03727HRB500Eφ2568延性断裂符合HRB500Eφ25焊接技术要求上述电弧焊接头拉伸试验结果符合下列要求：1、3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该牌号钢筋规定的抗拉强度；2、至少应有2个试件断于焊缝之外，并应呈延性断裂。当达到上述2项要求时，应评定该组接头抗拉强度合格。结论:两根异直径异牌号的钢筋可进行电弧焊或其它相关焊接，其钢筋牌号应在《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012规定的范围内。焊材可按较低牌号钢筋选用，焊接工艺可按较小直径钢筋选用，对接头强度的要求应按较小直径钢筋强度计算。施工中的焊接作业人员，必须通过安全技术培训，并经考试