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钢筋电渣压力焊施工方法
钢筋电渣压力焊是将两根钢筋安放成竖向对接形成,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。
电渣压力焊在供电条件差、电压不稳、雨季或防火要求高的场合应慎用。
一、焊接设备与焊剂
电渣压力焊的焊接设备包括:焊接电流、焊接机头、控制箱、焊剂填装盒等, 见图1。
I
图1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
1. 焊接电源
竖向钢筋电渣压力焊的电源,可采用一般的BX 3-5型与BX 2-10型交流 弧焊机,也可采用JSD-6型与JSD-10型专用电源,见表1。
竖向钢筋电渣压力焊电源性能表1
项目
单位
JSD6
JSD10
电源电压
V
380
380
相数
相
1
1
输入容量
kVA
45
76
空载电压
V
80
78
负载持续率
%
60
35
60
35
初级电流
A
116
196
次级电流
A
6
750
10
12
次级电压
V
22~45
22~45
焊接钢筋直径
mm
14~32
22~40
一台焊接电源可供数个焊接机头交替用电,电缆线与机头的连接采用插接式,
以获得较高的生产效率。空载电压应较高(>75V ),以利引弧。
2. 焊接机头
焊接机头有杠杆单柱式、丝杆传动双柱式等。
(1)LDZ型杠杆单柱焊接机头(图2)由单导柱、夹具、手柄、监控仪表、 操作把等组成。下夹具固定在钢筋上,上夹具利用手动杠杆可沿单柱上、下滑动, 以控制上钢筋的运动和位置。
图2杠杆式单柱焊接机头
1-钢筋;2-旱剂盒;3-单导柱;4-固定夹头;5-活动夹头;6-手柄;
7-监控仪表;8-操作把;9-开关;10-控制电缆;11-电缆插座
(2)MH型丝杆传动式双柱焊接机头(图3)由伞形齿轮箱、手柄、升降丝 杆、夹具、夹紧装置、双导柱等组成。上夹具在双导柱上滑动,利用丝杆螺母的 自锁特性使上钢筋易定位;夹具定位精度高,卡住钢筋后无需调整对中度。
图3丝杆传动式双柱焊接机头
1-伞形齿轮箱;2-手柄;3-升降丝杆;4-夹紧装置;
5-上夹头;6-导管;7-双导柱;8-下夹头;9-操作盒
YJ型焊接机头,利用梯形螺纹传动和单柱导向,也取得良好的效果。
上述各类焊接机头,可采用手控与自控相结合的半自动化操作方式。
3. 焊剂盒与焊剂
焊剂盒呈圆形,由两半圆形铁皮组成,内径为80~1mm,与所焊钢筋的直 径相适应。
焊剂盒宜与焊接机头分开。当焊接完成后,先拆机头,待焊接接头保温一段 时间后再拆焊剂盒。特别是在环境温度较低时,可避免发生冷淬现象。
焊剂宜采用HJ431型。该焊剂含有高锰、高硅与低氟成分,其作用除起隔 绝、保温及稳定电弧作用外,在焊接过程中还起补充熔渣、脱氧及添加合金元素 作用,使焊缝金属合金化。
焊剂使用前必须在250C温度烘烤2h,以保证焊剂容易熔化,形成渣池。
二、焊接工艺与参数
1. 焊接工艺
施焊前,焊接夹具的上、下钳应夹紧在上、下钢筋上;钢筋一经夹紧,不
得晃动。
电渣压力焊的工艺过程包括:引弧、电弧、电渣和顶压过程(图4)。
图4钢筋电渣压力焊工艺过程图解(虫28钢筋)
1-弓I弧过程;2-电弧过程;3-电渣过程;4-顶压过程
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(1) 引弧过程:宜采用铁丝圈引弧法,也可采用直接引弧法。
铁丝圈引弧法是将铁丝圈放在上、下钢筋端头之间,高约10mm,电流通过 铁丝圈与上、下钢筋端面的接触点形成短路引弧。
直接引弧法是在通电后迅速将上钢筋提起,使两端头之间的距离为2~4mm 引弧。当钢筋端头夹杂不导电物质或过于平滑造成引弧困难时,可以多次把上钢 筋移下与下钢筋短接后再提起,达到引弧目的。
(2) 电弧过程:靠电弧的高温作用,将钢筋端头的凸出部分不断烧化;同 时将接周围的焊剂充分熔化,形成一定深度的渣池。
(3) 电渣过程:渣池形成一定深度后,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 度升到近20C,将钢筋端头迅速而均匀熔化。
(4) 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,焊接即告 结束。
接头焊毕,应停歇后,方可回收焊剂和卸下焊接夹具,并敲去渣壳;四周焊
包应均匀,凸出钢筋表面的高度应大于或等于4mm。
2. 焊接参数
电渣压力焊的焊接参数主要包括:焊接电流、焊接电压和焊接时间等,见表
2。
电渣压力焊焊接参数表2
钢筋直径
(mm )
焊接电流
(A )
焊接电/
电弧过程
U2.1
14
2~220
35 45
16
2~250
18
250~3
20
3~350
22
350~4
25
4~450
28
5~550
32
6~650
36
7~750
40
850~9
压(V )
焊接通电时间(s)
电渣过程
U2. 2
电弧过程
电渣过程
t2
22 27
12
3
14
4
15
5
17
5
18
6
21
24
6
27
6
30
7
33
8
三、焊接缺陷及消除措施
在钢筋电渣压力焊的焊接过程中,如发现轴线偏移、接头弯折、结合不良、 烧伤、夹渣等缺陷,参照表3查明原因,采取措施,及时消除。
项次
焊接缺陷
消除措施
1
轴线偏移
(1)矫直钢筋端部
(2)正确安装夹具和钢筋
(3)避免过大的顶压力
(4)及时修理或更换夹具
2
弯折
(1)矫直钢筋端部
(2)注意安装和扶持上钢筋
(3)避免焊后过快卸夹具
(4)修理或更换夹具
3
咬边
(1)减小焊接电流
(2)缩短焊接时间
(3)注意上钳的起点和止点,确保上钢筋顶压到位
4
未焊合
(1)增大焊接电流
(2)避免焊接时间过短
(3)检修夹具,确保上钢筋下送自如
5
焊包不匀
(1)钢筋端面力求平整
(2)填装焊剂尽量均匀
(3)延长焊接时间,适当增加熔化量
6
气孔
(1)按规定要求烘焙焊剂
(2)滴除钢筋焊接部位的铁锈
(3)确保接缝在焊剂中合适埋入深度
7
烧伤
(1)钢筋导电部位除净铁锈
(2)尽量夹紧钢筋
8
焊包下淌
(1)彻底封堵焊剂筒的漏孔
(2)避免焊后过快回收焊剂
四、电渣压力焊、接头质量检验
1. 取样数量
电渣压力焊接头应逐个进行外观检查。当进行力学性能试验时,应从每批接 头中随机切取3个试件做拉伸试验,且应按下列规定抽取试件。
(1)在一般构筑物中,应以3个同级别钢筋接头作为一批;
(2)在现浇钢筋混凝土多层结构中,应以每一楼层或施工区段中3个同 级别钢筋接头作为一批,不足3个接头仍应作为一批。
2. 外观检查
电渣压力焊接头外观检查结果应符合下列要求:
(1)四周焊包凸出钢筋表面的高度应大于或等于4mm。
(2)钢筋与电极接触处,应无烧伤缺陷;
(3) 接头处的弯折角不得大于4°;
(4) 接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径0.1倍,且不得大于2mm。
外观检查不合格的接头应切除重焊,或采用补强焊接措施。
3. 拉伸试验
电渣压力焊接头拉伸试验结果,3个试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋 规定的抗拉强度。
当试验结果有1个试件的抗拉强度低于规定值,应再取6个试件进行复验。 复验结果,当仍有1个试件的抗拉强度小于规定值,应确认该批接头为不合格 品。
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