钢筋混凝土工程-钢筋焊接

钢筋的焊接连接（上）钢筋的焊接质量与钢材的可焊性、焊接工艺有关。在相同的焊接工艺条件下，能获得良好焊接质量的钢材，称其在这种条件下的可焊性好，相反则称其在这种工艺条件下的可焊性差。钢筋的可焊性与其含碳及含合金元素的数量有关。含碳、锰数量增加，则可焊性差；加入适量的钛，可以改善焊接性能。焊接参数和操作水平也影响焊接质量，即使可焊性差的钢材，若焊接工艺适宜，也可获得良好的焊接质量。钢筋常用的焊接方法有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、埋弧压力焊和气压焊等。钢筋焊接的接头形式、焊接工艺和质量验收，应符合《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012的规定。闪光对焊钢筋闪光对焊的原理（图1）是利用对焊机使两段钢筋接触，通过低电压的强电流，待钢筋被加热到一定温度变软后，进行轴向加压顶锻，形成对焊接头。根据钢筋的牌号、直径以及所用焊机的容量，闪光对焊工艺可以分为连续闪光焊、预热闪光焊、闪光—预热—闪光焊三种。1-焊接的钢筋图1钢筋闪光对焊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01闪光对焊01钢筋闪光对焊焊接工艺应根据具体情况选择：钢筋直径较小、钢筋牌号较低时，可采用连续闪光焊；钢筋直径较大、端面比较平整时，宜采用预热闪光焊；钢筋直径较大且端面不够平整时，宜采用闪光一预热一闪光焊。闪光对焊01连续闪光焊的工艺过程包括连续闪光和顶锻过程。施焊时，将钢筋夹紧在电极钳口上后，闭合电源，使两钢筋端面轻微接触，此时端面接触点很快熔化，并产生金属蒸汽飞溅，形成闪光现象。接着徐徐移动钢筋，形成连续闪光过程，同时接头也被加热。待接头烧平、闪去杂质和氧化膜、白热熔化时，随即施加轴向压力迅速进行顶锻，使两根钢筋焊牢。连续闪光焊所能焊接的最大钢筋直径，应根据焊机容量、钢筋牌号等具体情况而定，并应符合《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012的规定。（1）连续闪光焊闪光对焊01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。（2）预热闪光焊闪光对焊闪光一预热一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。013）闪光一预热一闪光焊0201一次闪光、预热二次闪光及顶锻过程其工艺过程包括：施焊时首先连续闪光，使钢筋端部闪平，然后同预热闪光焊。闪光对焊013）闪光一预热一闪光焊闪光对焊接头的质量检验，应分批进行外观质量检查和力学性能检验，并应符合下列规定：（1）（1）在同一台班内，由同一个焊工完成的300个同牌号、同直径钢筋焊接接头应作为一批。当同一台班内焊接的接头数量较少，可在一周之内累计计算；累计仍不足300个接头时，应按一批计算。（2）力学性能检验时，应从每批接头中随机切取6个接头，其中3个做拉伸试验，3个做弯曲试验。（3）异径钢筋接头可只做拉伸试验。闪光对焊013）闪光一预热一闪光焊对焊接头表面应呈圆滑、带毛刺状，不得有肉眼可见的裂纹01与电极接触处的钢筋表面不得有明显烧伤02接头处的弯折角度不得大于2°接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的1／10，且不得大于1mm0304电弧焊电弧焊（图2）是利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧，使焊条和电弧燃烧范围内的焊件熔化，待其凝固便形成焊缝或接头。电弧焊广泛用于钢筋接头与钢筋骨架焊接、装配式结构接头焊接、钢筋与钢板焊接及各种钢结构焊接等。02图2电弧焊电弧焊02弧焊机（图3）有直流与交流之分，常用的是交流弧焊机。焊条（图4）的种类很多，应根据钢材等级和焊接接头形式选择焊条。图3弧焊机图4焊条电弧焊02钢筋电弧焊的接头形式有三种：搭接接头（单面焊缝或双面焊缝）、帮条接头（单面焊缝或双面焊缝）及坡口接头（平焊或立焊），如图5所示。（a）搭接焊接头（b）帮条焊接头（c）立焊的坡口焊接头（d）平焊的坡口焊接头图5钢筋电弧焊的接头形式电弧焊02钢筋采用电弧焊时，搭接接头的长度、帮条的长度、焊缝的宽度和高度，均应符合现行有关规范的规定。电弧焊接头的质量检验，应分批进行外观质量检查和力学性能检验，并应符合下列规定：01在现浇混凝土结构中，应以300个同牌号钢筋、同形式接头作为一批；在房屋结构中，应在不超过连续二楼层中300个同牌号钢筋、同形式接头作为一批；每批随机切取3个接头，做拉伸试验；02在装配式结构中，可按生产条件制作模拟试件，每批3个，做拉伸试验；03钢筋与钢板搭接焊接头可只进行外观质量检查。电弧焊02在同一批中若有3种不同直径的钢筋焊接接头，应在最大直径钢筋接头和最小直径钢筋接头中分别切取3个试件进行拉伸试验。钢筋电渣压力焊接头、钢筋气压焊接头取样均同。电弧焊02电弧焊接头外观质量检查结果，应符合下列规定：①焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤；②焊接接头区域不得有肉眼可见的裂纹；③焊缝余高应为2mm～4mm；④咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许偏差，应符合表1的规定。电弧焊02名称单位接头形式帮条焊搭接焊钢筋与钢板搭接焊坡口焊、窄间隙焊、熔槽帮条焊帮条沿接头中心线的纵向偏移mm0.3d--接头处弯折角度°222接头处钢筋轴线的偏移mm0.1d0.1d0.1d111焊缝宽度mm+0.1d+0.1d-焊缝长度mm-0.3d-0.3d-咬边深度mm0.50.50.5在长2d焊缝表面上的气孔及夹渣数量个22-面积mm266-在全部焊缝表面上的气孔及夹渣数量个--2面积mm2--6表1钢筋电弧焊接头尺寸偏差及缺陷允许值电弧焊02电渣压力焊是将两根钢筋安放成竖向对接形式，利用焊接电流通过两根钢筋端面间隙，在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程，产生电弧热和电阻热，熔化钢筋，加压完成的一种压焊方法。这种焊接方法比电弧焊节省钢材、工效高、成本低，适用于现浇钢筋混凝土结构中竖向或斜向（倾斜度在4：1范围内）钢筋的连接。电渣压力焊的设备主要包括：焊接电源、控制箱、焊接机头（夹具）、焊剂盒等，如图6所示。电弧焊02图6钢筋电渣压力焊设备示意图1-上钢筋；2-焊剂盒；3-下钢筋；4-焊接机头；5-焊钳；6-焊接电源；7-控制箱。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；钢筋端部有弯折、扭曲时，应予以矫直或切除；焊接夹具应有足够的刚度，在最大允许荷载下应移动灵活，操作方便。钢筋夹具的上下钳口应夹紧于上、下钢筋上；钢筋一经夹紧，不得晃动；（1）焊前准备电弧焊02焊剂筒的直径与所焊钢筋直径相适应，以防在焊接过程中烧坏；电压表、时间显示器应配备齐全，以便操作者准备掌握各项焊接参数；检查电源电压，当电源电压降大于5%，则不宜进行焊接。异直径的钢筋电渣压力焊，钢筋的直径差不得大于7mm。（1）焊前准备电弧焊02电渣压力焊03电渣压力焊过程分为引弧过程、电弧过程、电渣过程、顶压过程四个阶段。接头焊毕，应停歇20~30s后，方可回收焊剂盒卸下夹具，并敲去渣壳，四周焊包应均匀。引弧过程引弧宜采用铁丝圈或焊条头引弧法，亦可采用直接引弧法。（1）电渣压力焊03电渣压力焊过程分为引弧过程、电弧过程、电渣过程、顶压过程四个阶段。电弧过程引燃电弧后，靠电弧的高温作用，将钢筋端头的凸出部分不断烧化，同时将接头周围的焊剂充分熔化，形成渣池。（2）接头焊毕，应停歇20~30s后，方可回收焊剂盒卸下夹具，并敲去渣壳，四周焊包应均匀。电渣压力焊03电渣压力焊过程分为引弧过程、电弧过程、电渣过程、顶压过程四个阶段。渣池形成一定的深度后，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，使渣池温度升到接近2000℃，将钢筋端头迅速而均匀地熔化。电渣过程（3）接头焊毕，应停歇20~30s后，方可回收焊剂盒卸下夹具，并敲去渣壳，四周焊包应均匀。电渣压力焊03电渣压力焊过程分为引弧过程、电弧过程、电渣过程、顶压过程四个阶段。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，施焊过程结束。（4）接头焊毕，应停歇20~30s后，方可回收焊剂盒卸下