鋼筋混凝土工程-鋼筋焊接

鋼筋的焊接連接（上）鋼筋的焊接質(zhì)量與鋼材的可焊性、焊接工藝有關(guān)。在相同的焊接工藝條件下，能獲得良好焊接質(zhì)量的鋼材，稱其在這種條件下的可焊性好，相反則稱其在這種工藝條件下的可焊性差。鋼筋的可焊性與其含碳及含合金元素的數(shù)量有關(guān)。含碳、錳數(shù)量增加，則可焊性差；加入適量的鈦，可以改善焊接性能。焊接參數(shù)和操作水平也影響焊接質(zhì)量，即使可焊性差的鋼材，若焊接工藝適宜，也可獲得良好的焊接質(zhì)量。鋼筋常用的焊接方法有閃光對焊、電弧焊、電渣壓力焊、埋弧壓力焊和氣壓焊等。鋼筋焊接的接頭形式、焊接工藝和質(zhì)量驗收，應(yīng)符合《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》JGJ18-2012的規(guī)定。閃光對焊鋼筋閃光對焊的原理（圖1）是利用對焊機使兩段鋼筋接觸，通過低電壓的強電流，待鋼筋被加熱到一定溫度變軟后，進(jìn)行軸向加壓頂鍛，形成對焊接頭。根據(jù)鋼筋的牌號、直徑以及所用焊機的容量，閃光對焊工藝可以分為連續(xù)閃光焊、預(yù)熱閃光焊、閃光—預(yù)熱—閃光焊三種。1-焊接的鋼筋圖1鋼筋閃光對焊2-固定電極3-可動電極4-機座5-變壓器6-平動頂壓機構(gòu)7-固定支座8-滑動支座01閃光對焊01鋼筋閃光對焊焊接工藝應(yīng)根據(jù)具體情況選擇：鋼筋直徑較小、鋼筋牌號較低時，可采用連續(xù)閃光焊；鋼筋直徑較大、端面比較平整時，宜采用預(yù)熱閃光焊；鋼筋直徑較大且端面不夠平整時，宜采用閃光一預(yù)熱一閃光焊。閃光對焊01連續(xù)閃光焊的工藝過程包括連續(xù)閃光和頂鍛過程。施焊時，將鋼筋夾緊在電極鉗口上后，閉合電源，使兩鋼筋端面輕微接觸，此時端面接觸點很快熔化，并產(chǎn)生金屬蒸汽飛濺，形成閃光現(xiàn)象。接著徐徐移動鋼筋，形成連續(xù)閃光過程，同時接頭也被加熱。待接頭燒平、閃去雜質(zhì)和氧化膜、白熱熔化時，隨即施加軸向壓力迅速進(jìn)行頂鍛，使兩根鋼筋焊牢。連續(xù)閃光焊所能焊接的最大鋼筋直徑，應(yīng)根據(jù)焊機容量、鋼筋牌號等具體情況而定，并應(yīng)符合《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》JGJ18-2012的規(guī)定。（1）連續(xù)閃光焊閃光對焊01預(yù)熱閃光焊是在連續(xù)閃光焊前增加一次預(yù)熱過程，以擴大焊接熱影響區(qū)。其工藝過程包括：預(yù)熱、閃光和頂鍛過程。施焊時先閉合電源，然后使兩根鋼筋端面交替地接觸和分開，這時鋼筋端面的間隙中即發(fā)出斷續(xù)的閃光，而形成預(yù)熱過程。當(dāng)鋼筋達(dá)到預(yù)熱溫度后進(jìn)入閃光階段，隨后頂鍛而成。（2）預(yù)熱閃光焊閃光對焊閃光一預(yù)熱一閃光焊是在預(yù)熱閃光焊前加一次閃光過程，目的是使不平整的鋼筋端面燒化平整，使預(yù)熱均勻。013）閃光一預(yù)熱一閃光焊0201一次閃光、預(yù)熱二次閃光及頂鍛過程其工藝過程包括：施焊時首先連續(xù)閃光，使鋼筋端部閃平，然后同預(yù)熱閃光焊。閃光對焊013）閃光一預(yù)熱一閃光焊閃光對焊接頭的質(zhì)量檢驗，應(yīng)分批進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查和力學(xué)性能檢驗，并應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）（1）在同一臺班內(nèi)，由同一個焊工完成的300個同牌號、同直徑鋼筋焊接接頭應(yīng)作為一批。當(dāng)同一臺班內(nèi)焊接的接頭數(shù)量較少，可在一周之內(nèi)累計計算；累計仍不足300個接頭時，應(yīng)按一批計算。（2）力學(xué)性能檢驗時，應(yīng)從每批接頭中隨機切取6個接頭，其中3個做拉伸試驗，3個做彎曲試驗。（3）異徑鋼筋接頭可只做拉伸試驗。閃光對焊013）閃光一預(yù)熱一閃光焊對焊接頭表面應(yīng)呈圓滑、帶毛刺狀，不得有肉眼可見的裂紋01與電極接觸處的鋼筋表面不得有明顯燒傷02接頭處的彎折角度不得大于2°接頭處的軸線偏移不得大于鋼筋直徑的1／10，且不得大于1mm0304電弧焊電弧焊（圖2）是利用弧焊機使焊條與焊件之間產(chǎn)生高溫電弧，使焊條和電弧燃燒范圍內(nèi)的焊件熔化，待其凝固便形成焊縫或接頭。電弧焊廣泛用于鋼筋接頭與鋼筋骨架焊接、裝配式結(jié)構(gòu)接頭焊接、鋼筋與鋼板焊接及各種鋼結(jié)構(gòu)焊接等。02圖2電弧焊電弧焊02弧焊機（圖3）有直流與交流之分，常用的是交流弧焊機。焊條（圖4）的種類很多，應(yīng)根據(jù)鋼材等級和焊接接頭形式選擇焊條。圖3弧焊機圖4焊條電弧焊02鋼筋電弧焊的接頭形式有三種：搭接接頭（單面焊縫或雙面焊縫）、幫條接頭（單面焊縫或雙面焊縫）及坡口接頭（平焊或立焊），如圖5所示。（a）搭接焊接頭（b）幫條焊接頭（c）立焊的坡口焊接頭（d）平焊的坡口焊接頭圖5鋼筋電弧焊的接頭形式電弧焊02鋼筋采用電弧焊時，搭接接頭的長度、幫條的長度、焊縫的寬度和高度，均應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。電弧焊接頭的質(zhì)量檢驗，應(yīng)分批進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查和力學(xué)性能檢驗，并應(yīng)符合下列規(guī)定：01在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中，應(yīng)以300個同牌號鋼筋、同形式接頭作為一批；在房屋結(jié)構(gòu)中，應(yīng)在不超過連續(xù)二樓層中300個同牌號鋼筋、同形式接頭作為一批；每批隨機切取3個接頭，做拉伸試驗；02在裝配式結(jié)構(gòu)中，可按生產(chǎn)條件制作模擬試件，每批3個，做拉伸試驗；03鋼筋與鋼板搭接焊接頭可只進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查。電弧焊02在同一批中若有3種不同直徑的鋼筋焊接接頭，應(yīng)在最大直徑鋼筋接頭和最小直徑鋼筋接頭中分別切取3個試件進(jìn)行拉伸試驗。鋼筋電渣壓力焊接頭、鋼筋氣壓焊接頭取樣均同。電弧焊02電弧焊接頭外觀質(zhì)量檢查結(jié)果，應(yīng)符合下列規(guī)定：①焊縫表面應(yīng)平整，不得有凹陷或焊瘤；②焊接接頭區(qū)域不得有肉眼可見的裂紋；③焊縫余高應(yīng)為2mm～4mm；④咬邊深度、氣孔、夾渣等缺陷允許值及接頭尺寸的允許偏差，應(yīng)符合表1的規(guī)定。電弧焊02名稱單位接頭形式幫條焊搭接焊鋼筋與鋼板搭接焊坡口焊、窄間隙焊、熔槽幫條焊幫條沿接頭中心線的縱向偏移mm0.3d--接頭處彎折角度°222接頭處鋼筋軸線的偏移mm0.1d0.1d0.1d111焊縫寬度mm+0.1d+0.1d-焊縫長度mm-0.3d-0.3d-咬邊深度mm0.50.50.5在長2d焊縫表面上的氣孔及夾渣數(shù)量個22-面積mm266-在全部焊縫表面上的氣孔及夾渣數(shù)量個--2面積mm2--6表1鋼筋電弧焊接頭尺寸偏差及缺陷允許值電弧焊02電渣壓力焊是將兩根鋼筋安放成豎向?qū)有问?，利用焊接電流通過兩根鋼筋端面間隙，在焊劑層下形成電弧過程和電渣過程，產(chǎn)生電弧熱和電阻熱，熔化鋼筋，加壓完成的一種壓焊方法。這種焊接方法比電弧焊節(jié)省鋼材、工效高、成本低，適用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中豎向或斜向（傾斜度在4：1范圍內(nèi)）鋼筋的連接。電渣壓力焊的設(shè)備主要包括：焊接電源、控制箱、焊接機頭（夾具）、焊劑盒等，如圖6所示。電弧焊02圖6鋼筋電渣壓力焊設(shè)備示意圖1-上鋼筋；2-焊劑盒；3-下鋼筋；4-焊接機頭；5-焊鉗；6-焊接電源；7-控制箱。鋼筋焊接施工之前，應(yīng)清除鋼筋或鋼板焊接部位和與電極接觸的鋼筋表面上的銹斑、油污、雜物等；鋼筋端部有彎折、扭曲時，應(yīng)予以矯直或切除；焊接夾具應(yīng)有足夠的剛度，在最大允許荷載下應(yīng)移動靈活，操作方便。鋼筋夾具的上下鉗口應(yīng)夾緊于上、下鋼筋上；鋼筋一經(jīng)夾緊，不得晃動；（1）焊前準(zhǔn)備電弧焊02焊劑筒的直徑與所焊鋼筋直徑相適應(yīng)，以防在焊接過程中燒壞；電壓表、時間顯示器應(yīng)配備齊全，以便操作者準(zhǔn)備掌握各項焊接參數(shù)；檢查電源電壓，當(dāng)電源電壓降大于5%，則不宜進(jìn)行焊接。異直徑的鋼筋電渣壓力焊，鋼筋的直徑差不得大于7mm。（1）焊前準(zhǔn)備電弧焊02電渣壓力焊03電渣壓力焊過程分為引弧過程、電弧過程、電渣過程、頂壓過程四個階段。接頭焊畢，應(yīng)停歇20~30s后，方可回收焊劑盒卸下夾具，并敲去渣殼，四周焊包應(yīng)均勻。引弧過程引弧宜采用鐵絲圈或焊條頭引弧法，亦可采用直接引弧法。（1）電渣壓力焊03電渣壓力焊過程分為引弧過程、電弧過程、電渣過程、頂壓過程四個階段。電弧過程引燃電弧后，靠電弧的高溫作用，將鋼筋端頭的凸出部分不斷燒化，同時將接頭周圍的焊劑充分熔化，形成渣池。（2）接頭焊畢，應(yīng)停歇20~30s后，方可回收焊劑盒卸下夾具，并敲去渣殼，四周焊包應(yīng)均勻。電渣壓力焊03電渣壓力焊過程分為引弧過程、電弧過程、電渣過程、頂壓過程四個階段。渣池形成一定的深度后，將上鋼筋緩緩插入渣池中，此時電弧熄滅，進(jìn)入電渣過程。由于電流直接通過渣池，產(chǎn)生大量的電阻熱，使渣池溫度升到接近2000℃，將鋼筋端頭迅速而均勻地熔化。電渣過程（3）接頭焊畢，應(yīng)停歇20~30s后，方可回收焊劑盒卸下夾具，并敲去渣殼，四周焊包應(yīng)均勻。電渣壓力焊03電渣壓力焊過程分為引弧過程、電弧過程、電渣過程、頂壓過程四個階段。頂壓過程當(dāng)鋼筋端頭達(dá)到全截面熔化時，迅速將上鋼筋向下頂壓，將熔化的金屬、熔渣及氧化物等雜質(zhì)全部擠出結(jié)合面，同時切斷電源，施焊過程結(jié)束。（4）接頭焊畢，應(yīng)停歇20~30s后，方可回收焊劑盒卸下