1、建筑施工之鋼筋焊接1 一般規定鋼筋焊接方法分類及適用范圍,見表9-37。鋼筋焊接質量檢驗,應符合行業標準鋼筋焊接及驗收規程(JGJ 18-96)和鋼筋焊接接頭試驗方法標準(JGJ/T 27-2001)的規定。鋼筋焊接方法分類及適用范圍 表9-37注:1表中的幫條或搭接長度值,不帶括弧的數值用于HPB235級鋼筋,括號中的數值用于HRB335級、HRB400級及RRB400級鋼筋;2電阻電焊時,適用范圍內的鋼筋直徑系指較小鋼筋的直徑。鋼筋焊接的一般規定如下:1電渣壓力焊應用于柱、墻、煙囪等現澆混凝土結構中豎向受力鋼筋的連接;不得用于梁、板等構件中水平鋼筋的連接。2在工程開工或每批鋼筋正式焊接前,
2、應進行現象條件下的焊接性能試驗。合格后,方可正式生產。3鋼筋焊接施工之前,應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;鋼筋端部若有彎折、扭曲時,應予以矯直或切除。4進行電阻點焊、閃光對焊、電渣壓力焊或埋弧壓力焊時,應隨時觀察電源電壓的波動情況。對于電阻點焊或閃光對焊,當電源電壓下降大于5%、小于8%時,應采取提高焊接變壓器級數的措施;當大于或等于8%時,不得進行焊接。對于電渣壓力焊或埋弧壓力焊,當電源電壓下降大于5%時,不宜進行焊接。5對從事鋼筋焊接施工的班組及有關人員應經常進行安全生產教育,并應制定和實施安全技術措施,加強焊工的勞動保護,防止發生燒傷、觸電、火災、爆炸
3、以及燒壞焊接設備等事故。6焊機應經常維護保養和定期檢修,確保正常使用。2 鋼筋閃光對焊鋼筋閃光對焊是將兩根鋼筋安放成對接形式,利用焊接電流通過兩根鋼筋接觸點產生的電阻熱,使接觸點金屬熔化,產生強烈飛濺,形成閃光,迅速施加頂鍛力完成的一種壓焊方法。2-1 對焊設備常用對焊機的技術性能,見表9-38。圖9-78示出建筑工地常用的UN1-75型手動對焊機。常用對焊機技術性能 表9-38項次項目單位焊機型號UN1-75UN1-100UN2-150UN17-150-11額定容量kVA751001501502初級電壓V220/3803803803803次級電壓調節范圍V3.527.944.57.64.05
4、8.13.87.64次級電壓調節級數8815155額定持續率%202020506鉗口夾緊力kN20401001607最大頂鍛力kN304065808鉗口最大距離mm8080100909動鉗口最大行程mm3050278010動鉗口最大燒化行程mm2011焊件最大預熱壓縮量mm1012連續閃光焊時鋼筋最大直徑mm121616202025202513預熱閃光焊時鋼筋最大直徑mm323640404014生產率次/h7520308012015冷卻水消耗量L/h20020020050016壓縮空氣:壓力N/mm25.56消耗量m3/h15517焊機重量kg4454652500190018外形尺寸:長mm1
5、520180021402300寬mm55055013601100高mm1080115013801820圖9-78 UN1-75型手動對焊機2-2 對焊工藝鋼筋閃光對焊的焊接工藝可分為連續閃光焊、預熱閃光焊和閃光預熱閃光焊等,根據鋼筋品種、直徑、焊機功率、施焊部位等因素選用。1連續閃光焊連續閃光焊的工藝過程包括:連續閃光和頂鍛過程(圖9-79a)。施焊時,先閉合一次電路,使兩根鋼筋端面輕微接觸,此時端面的間隙中即噴射出火花般熔化的金屬微粒閃光,接著徐徐移動鋼筋使兩端面仍保持輕微接觸,形成連續閃光。當閃光到預定的長度,使鋼筋端頭加熱到將近熔點時,就以一定的壓力迅速進行頂鍛。先帶電頂鍛,再無電頂鍛到
6、一定長度,焊接接頭即告完成。2預熱閃光焊預熱閃光焊是在連續閃光焊前增加一次預熱過程,以擴大焊接熱影響區。其工藝過程包括:預熱、閃光和頂鍛過程(圖9-79b)。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出斷續的閃光,而形成預熱過程。當鋼筋達到預熱溫度后進入閃光階段,隨后頂鍛而成。3閃光預熱閃光焊閃光預熱閃光焊是在預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,使預熱均勻。其工藝過程包括:一次閃光、預熱、二次閃光及頂鍛過程(圖9-79c)。施焊時首先連續閃光,使鋼筋端部閃平,然后同預熱閃光焊。圖9-79 鋼筋閃光對焊工藝過程圖解(a)連續閃光焊;(
7、b)預熱閃光焊;(c)閃光預熱閃光焊t1-閃光時間;t1.1-一次閃光時間;t1.2-二次閃光時間;t2-預熱時間;t3-頂鍛時間2-3 對焊參數對焊參數包括:調伸長度、閃光留量、閃光速度、頂鍛留量、頂鍛速度、頂鍛壓力及變壓器級次。采用預熱閃光焊時,還要有預熱留量與預熱頻率等參數。連續閃光焊和閃光預熱閃光焊的各項留量圖解見圖9-80。圖9-80 閃光對焊各項留量圖解(a)連續閃光焊;(b)閃光預熱閃光焊L1、L2-調伸長度;a1a2-閃光留量;a1.1a2.1-一次閃光留量;a1.2a2.2-二次閃光留量;b1b2-預熱留量;c1c2-頂鍛留量;c1c2-有電頂鍛留量;c1c2-無電頂鍛留量1
8、調伸長度調伸長度是指焊接前,兩鋼筋端部從電極鉗口伸出的長度。調伸長度的選擇與鋼筋品種和直徑有關,應使接頭能均勻加熱,并使鋼筋頂鍛時不致發生旁彎。調伸長度取值:HPB235級鋼筋為0.751.25d,HRB335與HRB400級鋼筋為1.01.5d(d鋼筋直徑);直徑小的鋼筋取大值。2閃光留量與閃光速度閃光(燒化)留量是指在閃光過程中,閃出金屬所消耗的鋼筋長度。閃光留量的選擇,應使閃光過程結束時鋼筋端部的熱量均勻,并達到足夠的溫度。閃光留量取值:連續閃光焊為兩鋼筋切斷時嚴重壓傷部分之和,另加8mm;預熱閃光焊為810mm;閃光預熱閃光焊的一次閃光為兩鋼筋切斷時刀口嚴重壓傷部分之和,二次閃光為81
9、0mm(直徑大的鋼筋取大值)。閃光速度由慢到快,開始時近于零,而后約1mm/s,終止時達1.52mm/s。3預熱留量與預熱頻率預熱程度由預熱留量與預熱頻率來控制。預熱留量的選擇,應使接頭充分加熱。預熱留量取值:對預熱閃光焊為47mm,對閃光預熱閃光焊為27mm(直徑大的鋼筋取大值)。預熱頻率取值:對HPB235級鋼筋宜高些;對HRB335, HRB400級鋼筋宜適中(12次/s),以擴大接頭處加熱范圍,減少溫度梯度。4頂鍛留量、頂鍛速度與頂鍛壓力頂鍛留量是指在閃光結束,將鋼筋頂鍛壓緊時因接頭處擠出金屬而縮短的鋼筋長度。頂鍛留量的選擇,應使鋼筋焊口完全密合并產生一定的塑性變形。頂鍛留量宜取410
10、mm,級別高或直徑大的鋼筋取大值。其中,有電頂鍛留量約占1/3,無電頂鍛留量約占2/3,焊接時必須控制得當。頂鍛速度應越快越好,特別是頂鍛開始的0.1s應將鋼筋壓縮23mm,使焊口迅速閉合不致氧化,而后斷電并以6mm/s的速度繼續頂鍛至結束。頂鍛壓力應足以將全部的熔化金屬從接頭內擠出,而且還要使鄰近接頭處(約10mm)的金屬產生適當的塑性變形。5變壓器級次變壓器級次用以調節焊接電流大小。鋼筋級別高或直徑大,其級次要高。焊接時如火花過大并有強烈聲響,應降低變壓器級次。當電壓降低5%左右時,應提高變壓器級次1級。6RRB400級鋼筋閃光對焊時,與熱軋鋼筋比較,應減小調伸長度,提高焊接變壓器級數,縮
11、短加熱時間,快速頂鍛,形成快熱快冷條件,使熱影響區長度控制在鋼筋直徑的0.6倍范圍之內。對焊參數,根據焊接電流和時間不同,分為強參數(即大電流和短時間)和弱參數(即電流較小和時間較長)兩種。采用強參數,可減少接頭過熱并提高焊接效率,但易產生淬硬傾向。采用弱參數,可減小溫度梯度和冷卻速度。2-4 對焊缺陷及消除措施在閃光對焊生產中,當出現異常現象或焊接缺陷時,宜按表9-39查找原因,采取措施,及時消除。鋼筋對焊異常現象、焊接缺陷及消除措施 表9-39項次異常現象和缺陷種類消除措施1燒化過分劇烈并產生強烈的爆炸聲(1)降低變壓器級數(2)減慢燒化速度2閃光不穩定(1)清除電極底部和表面的氧化物(2
12、)提高變壓器級數(3)加快燒化速度3接頭中有氧化膜、未焊透或夾渣(1)增加預熱程度(2)加快臨近頂鍛時的燒化速度(3)確保帶電頂鍛過程(4)加快頂鍛速度(5)增大頂鍛壓力4接頭中有縮孔(1)降低變壓器級數(2)避免燒化過程過分強烈(3)適當增大頂鍛留量及頂鍛壓力5焊縫金屬過燒(1)減小預熱程度(2)加快燒化速度,縮短焊接時間(3)避免過多帶電頂鍛6接頭區域裂紋(1)檢驗鋼筋的碳、硫、磷含量;如不符合規定時,應更換鋼筋(2)采取低頻預熱方法,增加預熱程度7鋼筋表面微熔及燒傷(1)清除鋼筋被夾緊部位的鐵銹和油污(2)清除電極內表面的氧化物(3)改進電極槽口形狀,增大接觸面積(4)夾緊鋼筋8接頭彎折
13、或軸線偏移(1)正確調整電極位置(2)修整電極鉗口或更換已變形的電極(3)切除或矯直鋼筋的彎頭2-5 對焊接頭質量檢驗1取樣數量在同一臺班內,由同一焊工,按同一焊接參數完成的300個同類型接頭作為一批。一周內連續焊接時,可以累計計算。一周內累計不足300個接頭時,也按一批計算。鋼筋閃光對焊接頭的外觀檢查,每批抽查10%的接頭,且不得少于10個。鋼筋閃光對焊接頭的力學性能試驗包括拉伸試驗和彎曲試驗,應從每批成品中切取6個試件,3個進行拉伸試驗,3個進行彎曲試驗。2外觀檢查鋼筋閃光對焊接頭的外觀檢查,應符合下列要求:(1)接頭處不得有橫向裂紋;(2)與電極接觸處的鋼筋表面,不得有明顯的燒傷;(3)
14、接頭處的彎折,不得大于4;(4)接頭處的鋼筋軸線偏移,不得大于鋼筋直徑的0.1倍,且不得大于2mm;其測量方法見圖9-81。圖9-81 對焊接頭軸線偏移測t方法1-測量尺;2-對焊接頭當有一個接頭不符合要求時,應對全部接頭進行檢查,剔出不合格接頭,切除熱影響區后重新焊接。3拉伸試驗鋼筋對焊接頭拉伸試驗時,應符合下列要求:(1)三個試件的抗拉強度均不得低于該級別鋼筋的抗拉強度標準值;(2)至少有兩個試樣斷于焊縫之外,并呈塑性斷裂。當檢驗結果有一個試件的抗拉強度低于規定指標,或有兩個試件在焊縫或熱影響區發生脆性斷裂時,應取雙倍數量的試件進行復驗。復驗結果,若仍有一個試件的抗拉強度低于規定指標,或有
15、三個試件呈脆性斷裂,則該批接頭即為不合格品。模擬試件的檢驗結果不符合要求時,復驗應從成品中切取試件,其數量和要求與初試時相同。4彎曲試驗鋼筋閃光對焊接頭彎曲試驗時,應將受壓面的金屬毛刺和鐓粗變形部分去掉,與母材的外表齊平。彎曲試驗可在萬能試驗機、手動或電動液壓彎曲機上進行,焊縫應處于彎曲的中心點,彎心直徑見表9-40。彎曲至90時,至少有2個試件不得發生破斷。鋼筋對接接頭彎曲試驗指標 表9-40鋼筋級別彎心直徑(mm)彎曲角()HPB235級2d90HRB333級4d90HRB400級5d90注:1d為鋼筋直徑。2直徑大于25mm的鋼筋對焊接頭,作彎曲試驗時彎心直徑應增加一個鋼筋直徑。當試驗結
16、果,有2個試件發生破斷時,應再取6個試件進行復驗。復驗結果,當仍有3個試件發生破斷,應確認該批接頭為不合格品。3 鋼筋電阻點焊鋼筋電阻點焊是將兩根鋼筋安放成交叉疊接形式,壓緊于兩電極之間,利用電阻熱熔化母材金屬,加壓形成焊點的一種壓焊方法。3-1 點焊設備1單頭點焊機單頭點焊機的技術性能見表9-41。圖9-82示出DN3-75型氣壓傳動式點焊機。常用點焊機技術性能 表9-41項次項目單位焊機型號SO232ASO432ADN3-75DN3-1001傳動方式氣壓傳動式2額定容量hVA1721751003額定電壓V3803803803804額定暫載率%505020205初級額定電流A45821982
17、636較小鋼筋最大直徑mm810101281010127每小時最大焊點數點/h9001800300017408次級電壓調節范圍V1.83.62.54.63.336.663.657.39次級電壓調節級數級688810電極臂有效伸長距離mm23055050080080080011上電極工作行程mm1040228940120561702020輔助行程808012電極間最大壓力kN2.641.182.761.956.56.513電極臂間距離mm19031038053014下電極臂垂直調節mm19031015015015015壓縮空氣壓力N/mm20.60.60.550.55消耗量m3/h2.15115
18、1516冷卻水消耗量L/h16016040070017重量kg16022580085018外形尺寸長mm76586016101610寬mm400400730730高mm1405140514601460圖9-82 DN3-75型氣壓傳動式點焊機2鋼筋焊接網成型機鋼筋焊接網成型機是鋼筋焊接網生產線的專用設備,采用微機控制,生產效率高,網格尺寸準,能焊接總寬度不大于3.4m、總長度不大于12的鋼筋網。GWC系列鋼筋焊接網成型機的技術性能,見表9-42。GWC系列鋼筋網成型機主要技術性能 表9-42型號GWC1250GWC1650GWC2400GWC3300最大網寬(mm)13001700260034
19、00焊接鋼筋直徑(mm)1.5428412412網格寬度(mm) 縱向5050100100橫向20505050工作頻率(1/min)3090401004010040100焊點數(點)26342634點焊機用電極,應采用優質紫銅制造,電極槽孔的尺寸應當精確,以保證冷卻水的暢通。電極直徑,根據所焊的較小鋼筋直徑選擇。當較小鋼筋的直徑為310mm時,電極直徑取30mm;鋼筋直徑1214mm時取40mm。在點焊生產中,經常保持電極與鋼筋之間接觸表面的清潔平整。若電極使用變形,應及時修整。3-2 點焊工藝點焊過程可分為預壓、通電、鍛壓三個階段,見圖9-83。在通電開始一段時間內,接觸點擴大,固態金屬因加
20、熱膨脹,在焊接壓力作用下,焊接處金屬產生塑性變形,并擠向工件間隙縫中;繼續加熱后,開始出現熔化點,并逐漸擴大成所要求的核心尺寸時切斷電流。圖9-83 點焊過程示意圖t1-預壓時間;t2-通電時間;t3-鍛壓時間焊點的壓入深度,應符合下列要求:(1)熱軋鋼筋點焊時,壓入深度為較小鋼筋直徑的25%45%;(2)冷拔光圓鋼絲、冷軋帶肋鋼筋點焊時,壓入深度應為較小鋼筋直徑的25%40%。3-3 點焊參數當焊接不同直徑的鋼筋時,焊接網的縱向與橫向鋼筋的直徑應符合下式要求:dmin0.6dmax (9-15)電阻點焊應根據鋼筋級別、直徑及焊機性能等,合理選擇變壓器級數、焊接通電時間和電極壓力。在焊接過程中
21、應保持一定的預壓時間和鍛壓時間。采用DN3-75型點焊機焊接HPB235級鋼筋和冷拔光圓鋼絲時,焊接通電時間和電極壓力分別見表9-43和表9-44。采用DN3-75型點焊機焊接通電時間(s) 表9-43變壓器級數較小鋼筋直徑(mm)3456810121410.080.100.1220.050.060.0730.220.701.5040.200.601.252.504.0050.501.002.003.5060.400.751.503.0070.501.202.50注:點焊HRB335級鋼筋或冷軋帶肋鋼筋時,焊接通電時間可延長20%25%。采用DN3-75型點焊機電極壓力 表9-44較小鋼筋直徑
22、(mm)HPB235級鋼筋冷拔光圓鋼絲HRB335級鋼筋冷軋帶肋鋼筋39801470-4980147014701960514701960196024506196024502450294082450294029403430102940392034303920123430441044104900143920490049005880鋼筋點焊工藝,根據焊接電流大小和通電時間長短,可分為強參數工藝和弱參數工藝。強參數工藝的電流強度較大(120360A/mm2),而通電時間很短(0.10.5s);這種工藝的經濟效果好,但點焊機的功率要大。弱參數工藝的電流強度較小(80160A/mm2),而通電時間較長(0
23、.5s)。點焊熱軋鋼筋時,除因鋼筋直徑較大而焊機功率不足需采用弱參數外,一般都可采用強參數,以提高點焊效率。點焊冷處理鋼筋時,為了保證點焊質量,必須采用強參數。3-4 點焊缺陷及消除措施鋼筋點焊生產過程中,應隨時檢查制品的外觀質量,當發現焊接缺陷時,應參照表9-45查找原因,采取措施及時消除。點焊制品焊接缺陷及消除措施 表9-45項次缺陷種類產生原因消除措施1焊點過燒(1)變壓器級數過高(2)通電時間太長(3)上下電極不對中心(4)繼電器接觸失靈(1)降低變壓器級數(2)縮短通電時間(3)切斷電源,校正電極(4)調節間隙,清理觸點2焊點脫落(1)電流過小(2)壓力不夠(3)壓入深度不足(4)通
24、電時間太短(1)提高變壓器級數(2)加大彈簧壓力或調大氣壓(3)調整兩電極間距離符合壓入深度要求(4)延長通電時間3表面燒傷(1)鋼筋和電極接觸表面太臟(2)焊接時沒有預壓過程或預壓力過小(3)電流過大(4)電極變形(1)清刷電極與鋼筋表面的鐵銹和油污(2)保證預壓過程和適當的預壓壓力(3)降低變壓器級數(4)修理或更換電極3-5 鋼筋焊接網質量檢驗成品鋼筋焊接網進場時,應按批抽樣檢驗。1取樣數量每批鋼筋焊接網應由同一廠家生產的、受力主筋為同一直徑、同一級別的焊接網組成,重量不應大于20t。每批焊接網外觀質量和幾何尺寸的檢驗,應抽取5%的網片,且不得少于3片。鋼筋焊接網的焊點應作力學性能試驗。
25、在每批焊接網中,應隨機抽取一張網片,在縱、橫向鋼筋上各截取2根試件,分別進行拉伸和冷彎試驗;并在同一根非受拉鋼筋上隨機截取3個抗剪試件。試件的尺寸見圖9-84所示。圖9-84 鋼筋焊接網試件(a)拉伸試件;(b)抗剪試件力學性能試件,應從成品中切取,切取過試件的制品,應補焊同級別、同直徑鋼筋,其每邊搭接的長度不應小于2個孔格的長度。2外觀檢查焊接網外觀質量檢查結果,應符合下列要求:(1)鋼筋交叉點開焊數量不得超過整個網片交叉點總數的1%,并且任一根鋼筋上開焊點數不得超過該根鋼筋上交叉點總數的50%。焊接網最外邊鋼筋上的交叉點不得開焊。(2)焊接網表面不得有油漬及其他影響使用的缺陷,可允許有毛刺
26、、表面浮銹。(3)焊接網幾何尺寸的允許偏差:對網片的長度、寬度為25mm;對網格的長度、寬度為10mm。當需方有要求時,經供需雙方協商,焊接網片長度允許偏差可取10mm。3力學性能試驗(1)抗剪試驗時,應采用能懸掛于試驗機上專用的抗剪試驗夾具。抗剪試驗結果,3個試件抗剪力的平均值應符合下式計算的抗剪力:F0.3A0s (9-16)式中 F抗剪力;A0較大鋼筋的橫截面積;s該級別鋼筋的屈服強度。當抗剪試驗不合格時,應在取樣的同一橫向鋼筋上所有交叉焊點取樣檢查;當全部試件平均值合格時,應確認該批焊接網為合格品。(2)拉伸試驗與彎曲試驗方法,與常規方法相同。試驗結果應符合該級別鋼筋的力學性能指標;如
27、不合格,則應加倍取樣進行不合格項目的檢驗。復驗結果全部合格時,該批鋼筋網方可判定為合格。4 鋼筋電弧焊鋼筋電弧焊是以焊條作為一板、鋼筋為另一板,利用焊接電流通過產生的電弧熱進行焊接的一種熔焊方法。鋼筋電弧焊包括幫條焊、搭接焊、坡口焊和熔槽幫條焊等接頭型式。焊接時應符合下列要求:(1)應根據鋼筋級別、直徑、接頭形式和焊接位置,選擇焊條、焊接工藝和焊接參數;(2)焊接時,引弧應在墊板、幫條或形成焊縫的部位進行,不得燒傷主筋;(3)焊接地線與鋼筋應接觸緊密;(4)焊接過程中應及時清渣,焊縫表面應光滑,焊縫余高應平緩過渡,弧坑應填滿。4-1 電弧焊設備和焊條電弧焊設備主要采用交流弧焊機。建筑工地常用交
28、流弧焊機的技術性能,見表9-46。常用交流弧焊機的技術性能 表9-46項目BX3-120-1BX3-300-2BX3-500-2BX2-1000(BC-1000)額定焊接電流(A)1203005001000初級電壓(V)220/380380380220/380次級空載電壓(V)7075707870756978額定工作電壓(V)25324042額定初級電流(A)41/23.561.9101.4340/196焊接電流調節范圍(A)2016040400606004001200額定持續率(%)60606060額定輸入功率(kVA)923.438.676各持續率時功率100%(kVA)718.530.5
29、-額定持續率(kVA)923.438.676各持續率時焊接電流100%(kVA)93232388775額定持續率(kVA)1203005001000功率因數(cos)-0.62效率(%)8082.58790外形尺寸(長寬高)(mm)4854706807305409007305409007449501220重量(kg)100183225560電弧焊所采用的焊條,其性能應符合現行國家標準碳鋼焊條(GB 5117)或低合金鋼焊條(GB 5118)的規定,其型號應根據設計確定;若設計無規定時,可按表9-47選用。當采用低氫型堿性焊條時,應按使用說明書的要求烘焙;酸性焊條若在運輸或存放中受潮,使用前也應
30、烘焙后方可使用。鋼筋電弧焊焊條型號 表9-47鋼筋級別電弧焊接頭形式幫條焊搭接焊坡口焊熔槽幫條焊預埋件穿孔塞焊鋼筋與鋼板搭接焊預埋件T形角焊HPB235E4303E4303E4303HRB335E4303E5003E4303HRB400E5003E5503-4-2 幫條焊和搭接焊幫條焊和搭接焊的規格與尺寸,見表9-37。幫條焊和搭接焊宜采用雙面焊。當不能進行雙面焊時,可采用單面焊。當幫條級別與主筋相同時,幫條直徑可與主筋相同或小一個規格;當幫條直徑與主筋相同時,幫條級別可與主筋相同或低一個級別。1施焊前,鋼筋的裝配與定位,應符合下列要求:(1)采用幫條焊時,兩主筋端面之間的間隙應為25mm;(
31、2)采用搭接焊時,焊接端鋼筋應預彎,并應使兩鋼筋的軸線在一直線上;(3)幫條和主筋之間應采用四點定位焊固定(圖9-85a);搭接焊時,應采用兩點固定(圖9-85b);定位焊縫與幫條端部或搭接端部的距離應大于或等于20mm。圖9-85 幫條焊與搭接焊的定位(a)幫條焊;(b)搭接焊1-定位焊縫;2-弧坑拉出方位2施焊時,應在幫條焊或搭接焊形成焊縫中引弧;在端頭收弧前應填滿弧坑,并應使主焊縫與定位焊縫的始端和終端熔合。3幫條焊或搭接焊的焊縫厚度h不應小于主筋直徑的0.3倍,焊縫寬度b不應小于主筋直徑的0.7倍(圖9-86)。圖9-86 焊縫尺寸(a)鋼筋接頭;(b)鋼筋與鋼板接頭4鋼筋與鋼板搭接焊
32、時,搭接長度見表9-37。焊縫寬度不得小于鋼筋直徑的0.5倍,焊縫厚度不得小于鋼筋直徑的0.35倍。4-3 預埋件電弧焊預埋件T字接頭電弧焊分為貼角焊和穿孔塞焊兩種(圖9-87)。圖9-87 預埋件電弧焊T字接頭(a)貼角焊;(b)穿孔塞焊采用貼角焊時,焊縫的焊腳K:對HPB235級鋼筋不得小于0.5d,對HRB335級鋼筋,不得小于0.6d(d為鋼筋直徑)。采用穿孔塞焊時,鋼板的孔洞應做成喇叭口,其內口直徑應比鋼筋直徑d大4mm,傾斜角度為45,鋼筋縮進2mm。施焊中,電流不宜過大,不得使鋼筋咬邊和燒傷。4-4 剖口焊1施焊前的準備工作,應符合下列要求:(1)鋼筋坡口面應平順,切口邊緣不得有
33、裂紋、鈍邊和缺棱;(2)鋼筋坡口平焊時,V形坡口角度宜為5565(圖9-88a);坡口立焊時,坡口角度宜為4055,其中下鋼筋為010,上鋼筋為3545(圖9-88b);圖9-88 鋼筋坡口接頭(a)坡口平焊:(b)坡口立焊(3)鋼墊板的長度宜為4060mm,厚度宜為46mm;坡口平焊時,墊板寬度應為鋼筋直徑加10mm;立焊時,墊板寬度宜等于鋼筋直徑。(4)鋼筋根部間隙,坡口平焊時宜為46mm;立焊時,宜為35mm;其最大間隙均不宜超過10mm。2剖口焊工藝,應符合下列要求:(1)焊縫根部、坡口端面以及鋼筋與鋼板之間均應熔合。焊接過程中應經常清渣。鋼筋與鋼墊板之間,應加焊23層側面焊縫;(2)
34、宜采用幾個接頭輪流進行施焊;(3)焊縫的寬度應大于V形坡口的邊緣23mm,焊縫余高不得大于3mm,并宜平緩過渡至鋼筋表面;(4)當發現接頭中有弧坑、氣孔及咬邊等缺陷時,應立即補焊。HRB400級鋼筋接頭冷卻后補焊時,應采用氧乙炔焰預熱。4-5 熔槽幫條焊熔槽幫條焊的規格與尺寸,見表9-37。焊接時應加角鋼作墊板模。角鋼的邊長宜為4060mm,長度宜為80100mm。其焊接工藝應符合下列要求:(1)鋼筋端頭應加工平整,兩根鋼筋端面的間隙應為1016mm。(2)從接縫處墊板引弧后應連續施焊,并應使鋼筋端頭熔合,防止未焊透、氣孔或夾渣;(3)焊接過程中應停焊清渣一次,焊平后再進行焊縫余高的焊接,其高
35、度不得大于3mm;(4)鋼筋與角鋼墊板之間,應加焊側面焊縫13層,焊縫應飽滿,表面應平整。4-6 電弧焊接頭質量檢驗1取樣數量電弧焊接頭外觀檢查,應在清渣后逐個進行目測或量測。當進行力學性能試驗時,應按下列規定抽取試件:(1)以300個同一接頭形式、同一鋼筋級別的接頭作為一批,從成品中每批隨機切取3個接頭進行拉伸試驗;(2)在裝配式結構中,可按生產條件制作模擬構件。2外觀檢查鋼筋電弧焊接頭外觀檢查結果,應符合下列要求:(1)焊縫表面應平整,不得有凹陷或焊瘤。(2)焊接接頭區域不得有裂紋;(3)焊接接頭尺寸的允許偏差及咬邊深度、氣孔、夾渣等缺陷允許值,應符合表9-48的規定;(4)坡口焊、熔槽幫
36、條焊接頭的焊縫余高不得大于3mm;(5)預埋件T字接頭的鋼筋間距偏差不應大于10mm,鋼筋相對鋼板的直角偏差不得大于4。外觀檢查不合格的接頭、經修整或補強后,可提交二次驗收。3拉伸試驗鋼筋電弧焊接頭拉伸試驗結果,應符合下列要求:(1)3個熱軋鋼筋接頭試件的抗拉強度均不得小于該級別鋼筋規定的抗拉強度;(2)3個接頭試件均應斷于焊縫之外,并應至少有2個試件呈延性斷裂;當試驗結果,有一個試件的抗拉強度小于規定值,或有1個試件斷于焊縫,或有2個試件發生脆性斷裂時,應再取6個試件進行復驗。復驗結果當有一個試件抗拉強度小于規定值,或有一個試件斷于焊縫,或有3個試件呈脆性斷裂時,應確認該批接頭為不合格品。模
37、擬試件試驗結果不符合要求時,復驗應再從成品中切取,其數量和要求應與初始試驗時相同。預埋件鋼筋T形接頭的拉伸試驗,可參照7-5條執行。鋼筋電弧焊接頭尺寸偏差及缺陷允許值 表9-48名稱單位接頭形式幫條焊搭接焊坡口焊熔槽幫條焊幫條沿接頭中心線的縱向偏移mm0.5d-接頭處彎折角()444接頭處鋼筋軸線的偏移mm0.1d0.1d0.1d333焊縫厚度mm0.05d00.05d0-焊縫寬度mm0.1d00.1d0-焊縫長度mm-0.5d-0.5d-橫向咬邊深度mm0.50.50.5在長2d焊縫表面上的氣孔及夾渣數量個22-面積mm266-在全部焊縫表面上的氣孔及夾渣數量個-2面積mm2-6注:d為鋼筋
38、直徑(mm)。5 鋼筋電渣壓力焊鋼筋電渣壓力焊是將兩根鋼筋安放成豎向對接形成,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省鋼材、工效高、成本低,適用于現澆鋼筋混凝土結構中豎向或斜向(傾斜度在4:1范圍內)鋼筋的連接。電渣壓力焊在供電條件差、電壓不穩、雨季或防火要求高的場合應慎用。5-1 焊接設備與焊劑電渣壓力焊的焊接設備包括:焊接電流、焊接機頭、控制箱、焊劑填裝盒等,見圖9-89。圖9-89 鋼筋電渣壓力焊設備示意圖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-
39、控制箱1焊接電源豎向鋼筋電渣壓力焊的電源,可采用一般的BX3-500型與BX2-1000型交流弧焊機,也可采用JSD-600型與JSD-1000型專用電源,見表9-49。豎向鋼筋電渣壓力焊電源性能 表9-49項目單位JSD600JSD1000電源電壓V380380相數相11輸入容量kVA4576空載電壓V8078負載持續率%60356035初級電流A116196次級電流A60075010001200次級電壓V22452245焊接鋼筋直徑mm14322240一臺焊接電源可供數個焊接機頭交替用電,電纜線與機頭的連接采用插接式,以獲得較高的生產效率。空載電壓應較高(75V),以利引弧。2焊接機頭焊接
40、機頭有杠桿單柱式、絲桿傳動雙柱式等。(1)LDZ型杠桿單柱焊接機頭(圖9-90)由單導柱、夾具、手柄、監控儀表、操作把等組成。下夾具固定在鋼筋上,上夾具利用手動杠桿可沿單柱上、下滑動,以控制上鋼筋的運動和位置。圖9-90 杠桿式單柱焊接機頭1-鋼筋;2-焊劑盒;3-單導柱;4-固定夾頭;5-活動夾頭;6-手柄;7-監控儀表;8-操作把;9-開關;10-控制電纜;11-電纜插座(2)MH型絲桿傳動式雙柱焊接機頭(圖9-91)由傘形齒輪箱、手柄、升降絲桿、夾具、夾緊裝置、雙導柱等組成。上夾具在雙導柱上滑動,利用絲桿螺母的自鎖特性使上鋼筋易定位;夾具定位精度高,卡住鋼筋后無需調整對中度。圖9-91
41、絲桿傳動式雙柱焊接機頭1-傘形齒輪箱;2-手柄;3-升降絲桿;4-夾緊裝置;5-上夾頭;6-導管;7-雙導柱;8-下夾頭;9-操作盒YJ型焊接機頭,利用梯形螺紋傳動和單柱導向,也取得良好的效果。上述各類焊接機頭,可采用手控與自控相結合的半自動化操作方式。3焊劑盒與焊劑焊劑盒呈圓形,由兩半圓形鐵皮組成,內徑為80100mm,與所焊鋼筋的直徑相適應。焊劑盒宜與焊接機頭分開。當焊接完成后,先拆機頭,待焊接接頭保溫一段時間后再拆焊劑盒。特別是在環境溫度較低時,可避免發生冷淬現象。焊劑宜采用HJ431型。該焊劑含有高錳、高硅與低氟成分,其作用除起隔絕、保溫及穩定電弧作用外,在焊接過程中還起補充熔渣、脫氧
42、及添加合金元素作用,使焊縫金屬合金化。焊劑使用前必須在250溫度烘烤2h,以保證焊劑容易熔化,形成渣池。5-2 焊接工藝與參數1焊接工藝施焊前,焊接夾具的上、下鉗口應夾緊在上、下鋼筋上;鋼筋一經夾緊,不得晃動。電渣壓力焊的工藝過程包括:引弧、電弧、電渣和頂壓過程(圖9-92)。圖9-92 鋼筋電渣壓力焊工藝過程圖解(28鋼筋)1-引弧過程;2-電弧過程;3-電渣過程;4-頂壓過程(1)引弧過程:宜采用鐵絲圈引弧法,也可采用直接引弧法。鐵絲圈引弧法是將鐵絲圈放在上、下鋼筋端頭之間,高約10mm,電流通過鐵絲圈與上、下鋼筋端面的接觸點形成短路引弧。直接引弧法是在通電后迅速將上鋼筋提起,使兩端頭之間
43、的距離為24mm引弧。當鋼筋端頭夾雜不導電物質或過于平滑造成引弧困難時,可以多次把上鋼筋移下與下鋼筋短接后再提起,達到引弧目的。(2)電弧過程:靠電弧的高溫作用,將鋼筋端頭的凸出部分不斷燒化;同時將接口周圍的焊劑充分熔化,形成一定深度的渣池。(3)電渣過程:渣池形成一定深度后,將上鋼筋緩緩插入渣池中,此時電弧熄滅,進入電渣過程。由于電流直接通過渣池,產生大量的電阻熱,使渣池溫度升到近2000,將鋼筋端頭迅速而均勻熔化。(4)頂壓過程:當鋼筋端頭達到全截面熔化時,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全部擠出結合面,同時切斷電源,焊接即告結束。接頭焊畢,應停歇后,方可回收焊劑和卸
44、下焊接夾具,并敲去渣殼;四周焊包應均勻,凸出鋼筋表面的高度應大于或等于4mm。2焊接參數電渣壓力焊的焊接參數主要包括:焊接電流、焊接電壓和焊接時間等,見表9-50。電渣壓力焊焊接參數 表9-50鋼筋直徑(mm)焊接電流(A)焊接電壓(V)焊接通電時間(s)電弧過程u2.1電渣過程u2.2電弧過程t1電渣過程t21420022035452227123162002501441825030015520300350175223504001862540045021285005502463260065027636700750307408509003385-3 焊接缺陷及消除措施在鋼筋電渣壓力焊的焊接過程中
45、,如發現軸線偏移、接頭彎折、結合不良、燒傷、夾渣等缺陷,參照表9-51查明原因,采取措施,及時消除。電渣壓力焊接頭焊接缺陷及消除措施 表9-51項次焊接缺陷消除措施1軸線偏移(1)矯直鋼筋端部(2)正確安裝夾具和鋼筋(3)避免過大的頂壓力(4)及時修理或更換夾具2彎折(1)矯直鋼筋端部(2)注意安裝和扶持上鋼筋(3)避免焊后過快卸夾具(4)修理或更換夾具3咬邊(1)減小焊接電流(2)縮短焊接時間(3)注意上鉗口的起點和止點,確保上鋼筋頂壓到位4未焊合(1)增大焊接電流(2)避免焊接時間過短(3)檢修夾具,確保上鋼筋下送自如5焊包不勻(1)鋼筋端面力求平整(2)填裝焊劑盡量均勻(3)延長焊接時間
46、,適當增加熔化量6氣孔(1)按規定要求烘焙焊劑(2)滴除鋼筋焊接部位的鐵銹(3)確保接縫在焊劑中合適埋入深度7燒傷(1)鋼筋導電部位除凈鐵銹(2)盡量夾緊鋼筋8焊包下淌(1)徹底封堵焊劑筒的漏孔(2)避免焊后過快回收焊劑5-4 電渣壓力焊、接頭質量檢驗1取樣數量電渣壓力焊接頭應逐個進行外觀檢查。當進行力學性能試驗時,應從每批接頭中隨機切取3個試件做拉伸試驗,且應按下列規定抽取試件。(1)在一般構筑物中,應以300個同級別鋼筋接頭作為一批;(2)在現澆鋼筋混凝土多層結構中,應以每一樓層或施工區段中300個同級別鋼筋接頭作為一批,不足300個接頭仍應作為一批。2外觀檢查電渣壓力焊接頭外觀檢查結果應
47、符合下列要求:(1)四周焊包凸出鋼筋表面的高度應大于或等于4mm。(2)鋼筋與電極接觸處,應無燒傷缺陷;(3)接頭處的彎折角不得大于4;(4)接頭處的軸線偏移不得大于鋼筋直徑0.1倍,且不得大于2mm。外觀檢查不合格的接頭應切除重焊,或采用補強焊接措施。3拉伸試驗電渣壓力焊接頭拉伸試驗結果,3個試件的抗拉強度均不得小于該級別鋼筋規定的抗拉強度。當試驗結果有1個試件的抗拉強度低于規定值,應再取6個試件進行復驗。復驗結果,當仍有1個試件的抗拉強度小于規定值,應確認該批接頭為不合格品。6 鋼筋氣壓焊鋼筋氣壓焊是采用氧乙炔火焰或其他火焰對兩鋼筋對接處加熱,使其達到塑性態,加壓完成的一種壓焊方法。由于加
48、熱和加壓使接合面附近金屬受到鐓鍛式壓延,被焊金屬產生強烈的塑性變形,促使兩接合面接近到原子間的距離,進入原子作用的范圍內,實現原子間的互相嵌入擴散及鍵合,并在熱變形過程中,完成晶粒重新組合的再結晶過程而獲得牢固的接頭。鋼筋氣壓焊工藝具有設備簡單、操作方便、質量好、成本低等優點,但對焊工要求嚴,焊前對鋼筋端面處理要求高。被焊兩鋼筋直徑之差不得大于7mm。6-1 焊接設備鋼筋氣壓設備包括氧、乙炔供氣設備、加熱器、加壓器及鋼筋卡具等,見圖9-93。鋼筋氣壓焊接機系列有GQH-II與III型等。圖9-93 氣壓焊設備工作簡圖1-腳踏液壓泵;2-壓力表;3-液壓膠管;4-活動油缸;5-鋼筋卡具;6-被焊
49、接鋼筋;7-多火口烤槍;8-氧氣瓶;9-乙炔瓶加熱器由混合氣管和多火口烤槍組成。為使鋼筋接頭能均勻受熱,烤槍應設計成環狀鉗形。烤槍的火口數:對直徑1622mm的鋼筋為68個,對直徑2528mm的鋼筋為810個,對直徑為3236mm的鋼筋為1012個,對直徑為40mm的鋼筋為1214個。加壓器由液壓泵、壓力表、液壓膠管和活動油缸組成。液壓泵有手動式、腳踏式和電動式。在鋼筋氣壓焊接作業中,加壓器作為壓力源,通過鋼筋卡具對鋼筋施加30N/mm2以上的壓力。鋼筋卡具由可動卡子與固定卡子組成,用于卡緊、調整和壓接鋼筋用。6-2 焊接工藝1焊前準備(1)鋼筋下料要用砂輪鋸,不得使用切斷機,以免鋼筋端頭呈馬
50、蹄形而無法壓接。(2)鋼筋端面在施焊前,要用角向磨光機打磨見新。邊棱要適當倒角,端面要平,不準有凹凸及中洼現象。鋼筋端面基本上要與軸線垂直。接縫與軸線的夾角不得小于70;兩鋼筋對接面間隙不得超過3mm。(3)鋼筋端面附近50100mm范圍內的鐵銹、油污、水泥漿等雜物必須清除干凈。(4)兩根被連接的鋼筋用鋼筋卡具對正夾緊。2施焊要點鋼筋氣壓焊的工藝過程包括:頂壓、加熱與壓接過程。氣壓焊時,應根據鋼筋直徑和焊接設備等具體條件選用等壓法、二次加壓法或三次加壓法焊接工藝。圖9-94示出常用的三次加壓工藝過程(以25鋼筋為例)。圖9-94 三次加壓法焊接工藝過程圖解t1-碳化焰對準鋼筋接縫處集中加熱;F
51、1-一次加壓,預壓;t2-中性焰往復寬幅加熱;F2-二次加壓,接縫密合;t1+t2-根據鋼筋直徑和火焰熱功率而定;F3-三次加壓,鐓粗成形(1)兩鋼筋安裝后,預壓頂緊。預壓力宜為10MPa,鋼筋之間的局部縫隙不得大于3mm。(2)鋼筋加熱初期應采用碳化焰(還原焰),對準兩鋼筋接縫處集中加熱,并使其淡白色羽狀內焰包住縫隙或伸入縫隙內,并始終不離開接縫,以防止壓焊面產生氧化。待接縫處鋼筋紅黃,隨即對鋼筋加第二次加壓,直至焊口縫隙完全閉合。應注意:碳化焰若呈黃色,說明乙炔過多,必須適當減少乙炔量,不得使用碳化焰外焰加熱,嚴禁用氣化過剩的氧化焰加熱。(3)在確認兩鋼筋的縫隙完全粘合后,應改用中性焰,在
52、壓焊面中心12倍鋼筋直徑的長度范圍內,均勻擺動往反加熱。擺幅由小到大,擺速逐漸加大,使其達到壓接溫度(11501300)。(4)當鋼筋表面變成熾白色,氧化物變成芝麻粒大小的灰白色球狀物,繼而聚集成泡沫狀并開始隨加熱器的擺動方向移動時,則可邊加熱邊第三次加壓,先慢后快,達到30 40MPa,使接縫處隆起的直徑為1.41.6倍母材直徑、變形長度為母材直徑1.21.5倍的鼓包。在合理選用火焰的基礎上,氣壓焊接時間:對直徑1625mm的鋼筋為12min,對直徑2832mm的鋼筋為23min,對直徑3640min的鋼筋為34min。火口前端距鋼筋表面2530mm。(5)壓接后,當鋼筋火紅消失,即溫度為6
53、00650時,才能解除壓接器上的卡具。(6)在加熱過程中,如果火焰突然中斷,發生在鋼筋接縫已完全閉合以后,即可繼續加熱加壓,直至完成全部壓接過程;如果火焰突然中斷發生在鋼筋接縫完全閉合以前,則應切掉接頭部分,重新壓接。6-3 焊接缺陷及消除措施在焊接生產中,當發現焊接缺陷時,宜按表9-52查找原因,采取措施,及時消除。氣壓焊接頭焊接缺陷及消除措施 表9-52項次焊接缺陷產生原因消除措施1軸線偏移(偏心)(1)焊接夾具變形,兩夾頭不同心,或夾具剛度不夠(2)兩鋼筋安裝不正(3)鋼筋接合端面傾斜(4)鋼筋未夾緊進行焊接(1)檢查夾具,及時修理或更換(2)重新安裝夾緊(3)切平鋼筋端面(4)夾緊鋼筋
54、再焊2彎折(1)焊接夾具變形,兩夾頭不同心(2)焊接夾具拆卸過早(1)檢查夾具,及時修理或更換(2)熄火后半分鐘再拆夾具3鐓粗直徑不夠(1)焊接夾具動夾頭有效行程不夠(2)頂壓油缸有效行程不夠(3)加熱溫度不夠(4)壓力不夠(1)檢查夾具和頂壓油缸,及時更換(2)采用適宜的加熱溫度及壓力4鐓粗長度不夠(1)加熱幅度不夠寬(2)頂壓力過大過急(1)增大加熱幅度(2)加壓時應平穩5壓焊面偏移(1)焊縫兩側加熱溫度不均(2)焊縫兩側加熱長度不等(1)同徑鋼筋焊接時兩側加熱溫度和加熱長度基本一致(2)異徑鋼筋焊接時對較大直徑鋼筋加熱時間稍長6鋼筋表面嚴重燒傷(1)火焰功率過大(2)加熱時間過長(3)加
55、熱器擺動不勻調整加熱火焰,正確掌握操作方法7未焊合(1)加熱溫度不夠或熱量分布不均(2)頂壓力過小(3)接合端面不潔(4)端面氧化(5)中途滅火或火焰不當合理選擇焊接參數,正確掌握操作方法6-4 氣壓焊接頭質量檢驗1取樣數量氣壓焊接頭應逐個進行外觀檢查。當進行力學性能試驗時,應從每批接頭中隨機切取3個接頭做拉伸試驗;在梁、板的水平鋼筋連接中,應另切取3個接頭做彎曲試驗,且應按下列規定抽取試件:(1)在一般構筑物中,以300個接頭作為一批;(2)在現澆鋼筋混凝土房屋結構中,同一樓層中應以300個接頭作為一批;不足300個接頭仍應作為一批。2外觀檢查氣壓焊接頭外觀檢查結果應符合下列要求:(1)偏心
56、量。不得大于鋼筋直徑的0.15倍,且不得大于4mm(圖9-95a)。當不同直徑鋼筋焊接時,應按較小鋼筋直徑計算。當大于規定值時,應切除重焊;(2)兩鋼筋軸線彎折角不得大于4,當大于規定值時,應重新加熱矯正;(3)鐓粗直徑dc不得小于鋼筋直徑的1.4倍(圖9-95b)。當小于此規定值時,應重新加熱鐓粗;(4)鐓粗長度1c不得小于鋼筋直徑的1.2倍,且凸起部分平緩圓滑(圖9-95c)。當小于此規定值時,應重新加熱鐓長;(5)壓焊面偏移dh不得大于鋼筋直徑的0.2倍(圖9-95d)。圖9-95 鋼筋氣壓焊接頭外觀質量圖解(a)偏心量;(b)鐓粗直徑;(c)鐓粗長度;(d)壓焊面偏移(6)鋼筋壓焊區表
57、面不得有橫向裂紋或嚴重燒傷。3拉伸試驗氣壓焊接頭拉伸試驗結果,3個試件的抗拉強度均不得小于該級別鋼筋規定的抗拉強度,并應斷于壓焊面之外,呈延性斷裂。當有1個試件不符合要求時,應切取6個試件進行復驗;復驗結果,當仍有1個試件不符合要求,應確認該批接頭為不合格品。4彎曲試驗氣壓焊接頭進行彎曲試驗時,應將試件受壓面的凸起部分消除,并應與鋼筋外表面齊平。彎心直徑應比原材彎心直徑增加1倍鋼筋直徑,彎曲角度均為90。彎曲試驗可在萬能試驗機、手動或電動液壓彎曲試驗器上進行;壓焊面應處在彎曲中心點,彎至90,3個試件均不得在壓焊面發生破斷。當試驗結果有1個試件不符合要求,應再切取6個試件進行復驗。復驗結果,當
58、仍有1個試件不符合要求,應確認該批接頭為不合格品。7 鋼筋埋弧壓力焊預埋件鋼筋埋弧壓力焊是將鋼筋與鋼板安放成T形連接形式,利用焊接電流通過,在焊劑層下產生電弧,形成熔池,加壓完成的一種壓焊方法(圖9-96)。這種焊接方法工藝簡單、工效高、質量好、成本低。圖9-96 預埋件鋼筋埋弧壓力焊示意1-鋼筋;2-鋼板;3-焊劑;4-電弧;5-熔池;6-焊接變壓器7-1 焊接設備埋弧壓力焊的焊接電源宜采用BX3-500型或BX3-1000型弧焊變壓器。手工埋弧壓力焊機由焊接機架、工作平臺和焊接機頭組成(圖9-97)。圖9-97 手工埋弧壓力焊機1-立柱;2-搖臂;3-操作手柄;4-焊接機頭;5-鋼筋夾鉗;
59、6-夾鉗手柄;7-鋼筋;8-焊劑斗;9-焊劑下料管;10-焊劑盒;11-鋼板;12-可移動的工作臺面;13-電磁吸盤;14-機架焊接機頭裝在搖臂的前端,其下端連接鋼筋夾鉗(活動電極)。工作平臺上裝有電磁吸盤(固定電極),用以固定鋼板。高頻引弧器的作用是利用高頻電壓電流來引弧,它能使周圍空氣劇烈電離,在其輸出端距離13mm的情況下,能產生電擊穿現象。但應注意:焊接變壓器的初級與次級間要有良好絕緣,以防被高頻電壓擊穿。焊劑宜采用HJ431型,其性能詳見5-1節。自動埋弧壓力焊機是在手工埋弧壓力焊機的基礎上,增加帶有延時調節器的自動控制系統。7-2 焊接工藝施焊前,鋼筋鋼板應清潔,必要時除銹,以保證
60、臺面與鋼板、鉗口與鋼筋接觸良好,不致起弧。1采用手工埋弧壓力焊時,接通焊接電源后,立即將鋼筋上提2.54.0mm,引燃電弧。隨后,根據鋼筋直徑大小,適當延時,或者繼續緩慢提升34mm,再漸漸下送,使鋼筋端部和鋼板熔化,待達到一定時間后,迅速頂壓。2采用自動埋弧壓力焊時,在引弧之后,根據鋼筋直徑大小,延續一定時間進行熔化,隨后及時頂壓。7-3 焊接參數埋弧壓力焊的焊接參數應包括引弧提升高度、電弧電壓、焊接電流、焊接通電時間等。當采用500型焊接變壓器時,焊接參數應符合表9-53的規定;當采用1000型焊接變壓器時,也可選用大電流、短時間的強參數焊接法。埋弧壓力焊焊接參數 表9-53鋼筋級別鋼筋直
61、徑(mm)引弧提升高度(mm)電弧電壓(V)焊接電流(A)焊接通電時間(s)HPB235級62.53035400450282.530355006003HRB335級102.530355006505123.030355006508143.5303550065015163.5304050065022183.5304050065030203.5304050065033224.0304050065036254.03040500650407-4 焊接缺陷及消除措施焊工應自檢。當發現焊接缺陷時,宜按表9-54查找原因,采取措施,及時消除。預埋件鋼筋埋弧壓力焊接頭焊接缺陷及消除措施 表9-54項次焊接缺陷消
62、除措施1鋼筋咬邊(1)減小焊接電流或縮短焊接時間;(2)增大壓入量2氣孔(1)烘焙焊劑;(2)消除鋼板和鋼筋上的鐵銹、油污3夾渣(1)消除焊劑中熔渣等雜物;(2)避免過早切斷焊接電流;(3)加快頂壓速度4未焊合(1)增大焊接電流,增加焊接通電時間;(2)適當加大頂壓力5焊包不均勻(1)保證焊接地線的接觸良好;(2)使焊接處對稱導電6鋼板焊穿(1)減小焊接電流或減少焊接通電時間;(2)避免鋼板局部懸空7鋼筋率硬脆斷(1)減小焊接電流,延長焊接時間;(2)檢查鋼筋化學成分8鋼板凹陷(1)減小焊接電流,延長焊接時間;(2)減小頂壓力,減小壓入量7-5 埋弧壓力焊接頭質量檢驗1取樣數量預埋件鋼筋T字接
63、頭的外觀檢查,應從同一臺班內完成的同一類型預埋件中抽查10%,且不得少于10件。當進行力學性能試驗時,應以300件同類型預埋件作為一批。一周內連續焊接時,可累計計算。當不足300件時,也應按一批計算。應從每批預埋件中隨機切取3個試件進行拉伸試驗。試件的尺寸見圖9-98。如果從成品中切取的試件尺寸過小,不能滿足試驗要求時,可按生產條件制作模擬試件。圖9-98 預埋件T形接頭拉伸試件1-鋼板;2-鋼筋2外觀檢查埋弧壓力焊接頭外觀檢查結果,應符合下列要求:(1)四周焊包凸出鋼筋表面的高度應不小于4mm;(2)鋼筋咬邊深度不得超過0.5mm;(3)與鉗口接觸處鋼筋表面應無明顯燒傷;(4)鋼板應無焊穿,
64、根部應無凹陷現象;(5)鋼筋相對鋼板的直角偏差不得大于4;(6)鋼筋間距偏差不應大于10mm。3拉伸試驗預埋件T字接頭3個試件拉伸試驗結果,其抗拉強度應符合下列要求:(1)HPB235級鋼筋接頭均不得小于350N/mm2;(2)HRB335級鋼筋接頭均不得小于490N/mm2。當試驗結果有1個試件的抗拉強度小于規定值時,應再取6個試件進行復驗。復驗結果,當仍有1個試件的抗拉強度小于規定值時,應確認該批接頭為不合格品。對于不合格品采取補強焊接后,可提交二次驗收。8 焊接接頭無損檢測技術8-1 超聲波檢測法鋼筋是一種帶肋棒狀材料。鋼筋氣壓焊接頭的缺陷一般呈平面狀存在于壓焊面上,而且探傷工作只能在施
65、工現場進行。因此,采用脈沖波雙探頭反射法在鋼筋縱肋上進行探查是切實可行的。1檢測原理當發射探頭對接頭射入超聲波時,不完全接合部分對入射波進行反射,此反射波又被接收探頭接收。由于接頭抗拉強度與反射波強弱有很好的相關關系,故可以利用反射波的強弱來推斷接頭的抗拉強度,從而確保接頭是否合格。2檢測方法使用氣壓焊專用簡易探傷儀的檢測步驟:(1)縱筋的處理:用紗布或磨光機把接頭徽粗兩側100150mm范圍內的縱向肋清理干凈,涂上耦合劑。(2)測超聲波最大的透過值:將兩個探頭分別置于鐓粗同側的兩條縱肋上,反復移動探頭,找到超聲波最大透過量的位置,然后調整探傷儀衰減器旋鈕,直至在超聲波最大透過量時,顯示屏幕上
66、的豎條數為5條為止。同材質同直徑的鋼筋,每測20個接頭或每隔1h要重復一次這項操作。不同材質或不同直徑的鋼筋也要重做這項操作。(3)檢測操作:如圖9-99所示,將發射探頭和接收探頭的振子都朝向接頭接合面。把發射探頭依次置于鋼筋同一肋的以下3個位置上:接近鐓粗處;距接合面1.4d處;距接合面2d處。發射探頭在每一個位置,都要用接收探頭在另一條肋上從位置到位置之間來回走查。檢查應在兩條肋上各進行一次。圖9-99 沿縱肋二探頭K形走查法1-鋼筋縱肋;2-不完全接合部;3-發射探頭;4-接收探頭(4)合格判定:在整個K形走查過程中,如始終沒有在探傷儀的顯示屏上穩定地出現3條或3條以上的豎線,即判定合格
67、。只有兩條肋上檢查都合格時,才能認為該接頭合格。如果顯示屏上穩定地出現3條或3條以上豎線時,探傷儀即發出嘟嘟的報警聲,判定為不合格。這時可打開探傷儀聲程值按鈕,讀出聲程值。根據聲程值確定缺陷所在的部位。8-2 無損張拉檢測鋼筋接頭無損張拉檢測技術主要用于施工現場鋼筋接長的普查。它具有快速、無損、輕便、直觀、可靠和經濟的優點,適用于各種焊接接頭,如電渣壓力焊、氣壓焊、閃光對焊、電弧焊和搭接焊的接頭等和多種機械連接接頭,如錐形螺紋接頭和套管擠壓接頭等。1無損張拉檢測儀無損張拉檢測儀實際上是一種直接安裝在被測鋼筋接頭上的微型拉力機。它由拉筋器、高壓油管和手動油泵組成。拉筋器為積木式結構,安裝在被測鋼
68、筋上。它是由上下錨具、墊座、油缸和百分表等測量桿件組成。當手動泵加壓時,油缸頂升錨具,使鋼筋及其接頭拉伸,直至預定的拉力。拉力與變形分別由壓力表和百分表顯示。檢測儀的主要性能和測量精度見表9-55。一般測試時只用一個百分表,精確測量時由兩個前后等距的百分表測量取平均值。所加拉力與壓力表讀數之間的關系應事先標定。檢測儀的主要性能和測量精度 表9-55機型可測鋼筋直徑(mm)額定拉力(kN)油缸行程(mm)拉筋器厚度(mm)壓力表精度(MPa)百分表精度(mm)ZL-I1636400501101.50.01ZL-II122525050861.50.012無損張拉試驗在檢測儀安裝之后,將油泵卸荷閥閉死。開始加壓時,加壓速度控制在0.51.5MPa/次,使壓力表讀數平穩上升,當升至鋼筋公稱屈服拉力Ps(或某個設定的非破損拉力)時,同時記錄百分表和壓力表的讀數,并用5倍放大鏡仔細觀察接頭的狀況。3評定標準每一種接頭的抽檢數量不應少于本批制作接頭總數的2%,但至少應抽檢3個。無損張拉試驗結果,必須同時符合以下三個條件,才能判定為無損張拉檢測的合格接頭:(1)能拉伸到公稱屈服點;(2)在公稱屈服拉力下接頭無破損,也沒有細致裂紋和接頭聲響等異常現象;(3)屈服伸長率基本正常,對HRB335級鋼筋暫定為0.15%0.6%。不符合上述條件之一者判定為不合格件,可取雙倍數量復驗。