豎向鋼筋電渣壓力焊接工法

天馬行空官方博客： ；QQ:1318241189；QQ群：175569632 豎向鋼筋電渣壓力焊接工法 (TLEJGF-93-39) 一、前言 隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)與建筑技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)日益增多，尤其在高層建筑中，鋼筋的直徑大，用量多，現(xiàn)場(chǎng)施工中鋼筋的豎向連接技術(shù)已成為工程單位普遍重視的問題。我局從1983年開始在一些工程中采用豎向鋼筋電渣壓力焊接工藝(這項(xiàng)工藝通過了局級(jí)鑒定并獲得局科技進(jìn)步獎(jiǎng))，后來，隨著焊接機(jī)具的不斷改進(jìn)以及大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，焊接工藝得以進(jìn)一步發(fā)展和提高，形成了本工法。 二、工法特點(diǎn) 1.提高焊接質(zhì)量，加快工程進(jìn)度，改善勞動(dòng)環(huán)境，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，社會(huì)效益顯著。 2.本工法焊接的軋后余熱處理鋼筋(國產(chǎn)新Ⅲ級(jí)鋼筋)，焊后不會(huì)發(fā)生減強(qiáng)效應(yīng)，擴(kuò)大了電渣壓力焊接工藝的應(yīng)用范圍。 3.與綁扎和電弧焊相比，采用本工法可改善被焊鋼筋的受力狀況，提高混凝土的灌筑質(zhì)量，節(jié)約大量鋼筋和電焊條，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。 4.與氣壓焊工藝相比，采用本工法鋼筋端面不需進(jìn)行特殊處理，簡化了操作工藝。 三、適用范圍 本工法適用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土建筑物或構(gòu)筑物中(包括橋墩、水壩等)直徑≤40mm的Ⅰ—Ⅲ級(jí)、新Ⅲ級(jí)豎向或斜向(傾斜度在4∶1范圍內(nèi))鋼筋的連接。 本工法要求電源電壓為380V，低于5%時(shí)不宜施焊。 雨、雪天氣如無有效的遮蔽設(shè)施，不得采用本工法施工。 四、基本原理 利用被焊鋼筋之間通電后產(chǎn)生的電弧熱熔化周圍的焊劑而獲得2000℃以上的高溫渣池，將鋼筋端頭均勻熔化，再施加適當(dāng)?shù)臄D壓力形成牢固的接頭(見圖1)。 五、焊接工藝 (一)工藝流程 鋼筋端部清理→安裝焊接機(jī)頭→裝卡鋼筋→放置鐵絲球→安裝焊劑盒→裝填焊劑→接通電源、引弧、電弧、電渣→斷電擠壓→回收剩余焊劑→拆除焊接機(jī)頭→敲去渣殼→質(zhì)量檢查。 (二)工藝過程(見圖2) (三)焊接參數(shù)(見表1) (四)操作方法 1.焊前要對(duì)焊接機(jī)具進(jìn)行檢查調(diào)試，搭設(shè)好腳手架。 2.鋼筋可采用剪切機(jī)或無齒鋸下料，下料時(shí)要預(yù)留焊接損耗量30mm左右。焊前鋼筋端部要用鋼絲刷清理干凈。 3.裝卡鋼筋。先將焊接機(jī)頭的下鉗口卡在柱或墻伸出的鋼筋上，然后將待焊鋼筋卡入上鉗口中，調(diào)整微調(diào)螺絲使上下鋼筋在同一軸線上。在上下鋼筋之間放置引弧用的鐵絲球，并使其與兩鋼筋端面緊密接觸。 4.安裝好焊劑盒，用石棉布將縫隙堵嚴(yán)，然后灌滿焊劑。 5.按要求接好電源線，并仔細(xì)檢查，無誤后接通電源，引燃電弧，操縱手柄，調(diào)整鋼筋間距，控制焊接電壓在40—45V，使電弧穩(wěn)定燃燒，焊劑熔化形成渣池。達(dá)到規(guī)定時(shí)間后，操縱手柄緩慢穩(wěn)定地下送上鋼筋進(jìn)入渣池，此時(shí)應(yīng)控制焊接電壓在25V左右，電渣熱使鋼筋熔化。下送鋼筋不能過快或過慢，以免電源短路或斷路。鋼筋端頭均勻熔化達(dá)一定量后(可通過上鉗口的行程掌握)，立即快速下送鋼筋進(jìn)行擠壓，將熔化金屬和溶渣從鋼筋接合面中擠出，同時(shí)切斷電源。擠壓力無需很大，靠上鋼筋自重即可。擠壓延時(shí)幾秒鐘松開手柄。 6.如采用自動(dòng)焊接機(jī)頭，則電弧過程、電渣過程、擠壓過程可自動(dòng)控制。 7.焊接完成保溫15—20s后，方可打開焊劑盒回收焊劑。在氣溫0℃以下焊接時(shí)，保溫時(shí)間需適當(dāng)延長。 8.在整個(gè)焊接過程中，上鋼筋必須有輔助工扶正扶穩(wěn)，不得晃動(dòng)和互相碰撞。 (五)操作要點(diǎn) 引弧過程力求可靠，電弧過程延時(shí)充分，電渣過程短而穩(wěn)定，擠壓過程快速果斷。 (六)在焊接軋后余熱處理鋼筋時(shí)，為避免熱影響區(qū)過大而出現(xiàn)焊后減強(qiáng)效應(yīng)，除掌握上述操作方法和要點(diǎn)外，還需注意以下事項(xiàng)： 1.電源電壓不得低于370V。 2.焊接電流比表1中同直徑鋼筋提高一級(jí)，時(shí)間縮短10%。 3.電渣過程的時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格控制。 4.擠壓時(shí)，除利用上鋼筋自重外，還應(yīng)增加0.3—0.5MPa擠壓力。 (七)焊接大直徑(36mm以上)鋼筋注意事項(xiàng)： 1.鋼筋下料時(shí)，應(yīng)使端面盡量平整。 2.焊接過程中，電源電壓應(yīng)保持穩(wěn)定，應(yīng)避開用電高峰或?qū)＞€供電。 3.可采取減小電流值、適當(dāng)延長焊接時(shí)間、增加保溫時(shí)間的辦法，促使接頭晶粒細(xì)化，提高接頭機(jī)械性能。 六、焊接機(jī)具及材料 (一)焊接機(jī)具 1.焊接變壓器：可選用BX—1000型弧焊機(jī)，也可選用專用焊接變壓器。焊接變壓器應(yīng)滿足引弧容易、焊接過程穩(wěn)定、短路時(shí)電流小、功率足夠等要求。 2.焊接機(jī)頭(又稱焊接夾具)：應(yīng)具有一定剛度，重量輕，使用靈巧，堅(jiān)固耐用，上下鉗口同心，安裝鋼筋后同心度應(yīng)可調(diào)。 3.控制箱：由電壓表、電流表、時(shí)間繼電器、自動(dòng)報(bào)警器等組成，便于操作者控制焊接參數(shù)，準(zhǔn)確掌握焊接時(shí)間。 4.焊劑盒：直徑為90—120mm，根據(jù)所焊鋼筋的直徑選用。 (二)輔助工具 包括鋼絲刷、焊劑桶、小鏟子、扳手等。 (三)材料 1. 鋼筋：采用本工法焊接的鋼筋，其性能應(yīng)符合下列標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》（GB1499-91），《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》（GB13013-91），《鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋》（GB13014-91）。 被焊鋼筋端部如彎曲或扭曲應(yīng)切除或矯正，鐵銹、水泥、油污等附著物應(yīng)清除干凈。 2. 焊劑：采用431焊劑（高錳高硅低氟）。焊劑的性能應(yīng)符合《碳素鋼埋弧焊劑》（GB5293-85）的規(guī)定。焊劑使用前必須經(jīng)250-300℃烘焙2小時(shí)，回收后的焊劑要過篩去除熔渣、浮土及其他雜質(zhì)，烘干后與新焊劑摻合使用。 3. 電源線：電源線的截面積根據(jù)所焊鋼筋的焊接參數(shù)確定，一次線長度按需要配置，二次線長度不應(yīng)超過25cm。 4. 石棉布或硅酸鋁氈：用于堵嚴(yán)焊劑盒下口與鋼筋之間的縫隙，防止鋼水流出。 5. 鐵絲球：作為引弧用，鐵絲球的材料可用綁扎鋼筋的退火鐵絲，球徑為10-12mm，球的每一層纏繞方向應(yīng)相互成直角交叉。 七、勞動(dòng)組織與管理 （一）勞動(dòng)組織 由4—5人組成1個(gè)焊接小組（見表2）。根據(jù)需要再臨時(shí)配備電工、鋼筋工、電氣焊工、機(jī)械修理工、架子工等。 表2 焊接小組人員組成 (二)機(jī)具配備 每個(gè)小組配備焊接機(jī)具1套，包括：焊接變壓器1臺(tái)，控制箱1個(gè)、焊接機(jī)頭6—8個(gè)、輔助工具1套。 (三)勞動(dòng)定額 1個(gè)小組每臺(tái)班焊接φ16—22鋼筋接頭90個(gè)，φ25—32鋼筋接頭80個(gè)，φ36—40鋼筋接頭70個(gè)。 八、質(zhì)量檢查與驗(yàn)收 焊接接頭的質(zhì)量檢查方法及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格按照《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》(JGJ18—84)第四章第一節(jié)和第五節(jié)的規(guī)定執(zhí)行。 (一)質(zhì)量保證措施 1.凡從事鋼筋電渣壓力焊的焊工，必須按照《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》中的有關(guān)要求，經(jīng)過培訓(xùn)，并考試合格后方能持證上崗。輔助工也需經(jīng)過適當(dāng)培訓(xùn)。 2.建立健全質(zhì)量保證體系，由管理人員、技術(shù)人員、安質(zhì)員 焊工班長、焊接小組長等組成質(zhì)量管理小組，抓好安全質(zhì)量管理。各工種應(yīng)分工明確，責(zé)任落實(shí)到人。 3.負(fù)責(zé)施工的技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合工程具體情況，預(yù)先制定實(shí)施方案，畫出鋼筋分布圖，劃分各小組的責(zé)任區(qū)，并向焊接工班詳細(xì)進(jìn)行技術(shù)交底。 4.各焊接小組應(yīng)在自己的責(zé)任區(qū)內(nèi)按流水作業(yè)法組織焊接施工，以利于提高施工效率和質(zhì)量。 5.正式焊接前或鋼筋品種變換時(shí)，都必須先進(jìn)行試焊，并按質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查，合格后方能正式施工。 6.每批接頭焊接完成后，要嚴(yán)格按要求進(jìn)行質(zhì)量檢查和驗(yàn)收，并填寫質(zhì)量評(píng)定表。不合格的批量接頭必須返工。 7.焊接機(jī)具及工具應(yīng)有專人保管，焊前要認(rèn)真檢查。焊接施工時(shí)應(yīng)按要求使用，不得亂摔亂放，隨意拆卸。施工完畢要及時(shí)進(jìn)行清理、維修。 (二)焊接接頭常見的焊接缺陷與防止措施(見表3) 九、安全措施 豎向鋼筋電渣壓力焊接施工時(shí)，除應(yīng)遵守現(xiàn)場(chǎng)施工的有關(guān)安全規(guī)定或制度外，還應(yīng)注意下列幾點(diǎn)： 1.機(jī)具設(shè)備應(yīng)符合安全用電要求，焊機(jī)必須接地，電器連接處必須絕緣可靠，確保操作人員的安全。 2.焊接變壓器不得超負(fù)荷使用，焊接時(shí)要遵守暫載率規(guī)定，以免過熱損壞。 3.施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)搭設(shè)固定或移動(dòng)式腳手架，以便焊接操作和扶持鋼筋，腳手架要求穩(wěn)固、安全。 4.操作人員必須穿戴絕緣鞋、手套等防護(hù)衣具。 5.焊接工位附近不得有易燃易爆品，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備消防器材。 6.焊接時(shí)焊劑盒一定要堵嚴(yán)扣緊，以防鋼水流出傷人。 7.夜間施工必須有足夠的照明設(shè)備。 十、效益分析 1.電渣壓力焊將鋼筋對(duì)接，受力狀態(tài)良好，有利于提高混凝土質(zhì)量。 2.降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)環(huán)境，避免有害氣體和刺激性強(qiáng)光對(duì)操作者產(chǎn)生危害。焊接時(shí)無火花飛濺，有利于防火和操作者的安全。 3.焊接速度快，效率高。電弧焊每個(gè)接頭焊接時(shí)間需20—30分鐘，而電渣壓力焊只需4分鐘左右，提高工效5倍以上，可大大加快施工進(jìn)度。 4.采用電渣壓力焊可節(jié)約大量鋼筋和電焊條，綜合經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。以直徑32mm鋼筋接頭為例，電渣壓力焊每個(gè)接頭成本僅為電弧焊的18%，為綁扎搭接接頭的13%。 十一、工程實(shí)例 北京市大興藥研基地主廠房870工程為現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，共有250根柱子，豎向鋼筋接頭3000多個(gè)，其中φ25接頭760個(gè)，φ22接頭1760個(gè)，其他直么接頭480個(gè)，全部采用電渣壓力焊工藝焊接。焊接機(jī)具選用BX-1000型弧焊機(jī)、機(jī)頭選用北京第一通用機(jī)械廠生產(chǎn)的MH-36-Ⅰ型埋弧對(duì)焊機(jī)，焊劑采用431型焊機(jī)，接頭質(zhì)量一次合格率98%以上，拉伸試驗(yàn)一次合格率100%，接頭強(qiáng)度均高于母材的抗拉強(qiáng)度值。由于采用了電渣壓力焊工藝代替綁扎搭接，共節(jié)約鋼材8噸，綜合節(jié)省費(fèi)用1.3萬元，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 執(zhí)筆：徐光明 丁秦生