竖向钢筋的电渣压力焊接技术.doc

竖向钢筋的电渣压力焊接技术竖向钢筋的电渣压力焊接技术对于现浇混凝土结构中竖向或斜向（倾斜度在4:1的范围）钢筋接长简便快捷，是缩短施工工期、降低工程成本的保证措施之一。（1）施工准备1）材料方面施焊前准备一次线YHC3*50mm2和二次线YHC2*70mm2；二级钢筋采用431型焊剂，三级钢筋选用431型或350型焊剂。2）焊接机具方面施焊前准备BX2-1000型弧焊机或KDZ型配套焊机，手动或自动焊接卡具，焊接自动控制箱等。（2）施工工艺及焊接参数1）工艺过程a 施焊时，首先在钢筋端面之间引燃电弧，使电弧周围焊剂熔化形成空穴。b 在保证电压稳定的情况下延续电弧过程。c 利用电弧的热量，使周围的焊剂不断熔化形成渣池，获得良好的接头条件，随即将上钢筋端部潜入渣池中，使电弧熄灭，转换为电渣过程。d 利用电渣形成的电阻热能，使钢筋全断面熔化，为确保焊接钢筋面形状与焊接质量，在断电的同时进行钢筋挤压，排除熔渣与熔化金属，完成钢筋焊接的全过程。2）焊接参数渣池电极电压：不得低于30V焊机开路电压：不得低于380V，且一次电压降波动不超过8%。焊接电流密度：11.2A/mm2焊接时间：4045S（3）施工要点与质量控制a 控制二次线的长度和截面积，导线截面根据焊接钢筋直径确定，长度不宜超过25m。b 焊剂使用前，须经恒稳250烘焙2小时，回收重复使用的焊剂，应除去杂物，若受潮时应重新烘焙。c 手工电渣焊接时可采用直接引弧，先将上钢筋与下钢筋接触，接通电源后立即将上钢筋提升24mm。引燃电弧继续缓慢提升钢筋使电弧稳定燃烧。随着钢筋的熔化而缓缓下送上钢筋进入电渣过程，待钢筋熔化到一定程度、控制系统报警时，切断电源同时迅速挤压钢筋，持续数秒再松开操纵杆，以免接头偏斜或接触不良，焊接过程中，钢筋的上提和下送要适当，防止电源短路或断路。d 自动电渣压力焊接采用铁丝圈引弧，铁丝圈高度为1020mm。整个焊接过程均为自动控制。e 在一般结构中，每300个同类接头作为一批留取一组试件，每组留取三个；三个试件强度均应不低于该级别钢筋的抗拉强度。f 钢筋电渣焊接的接头焊包均匀，不得有裂纹和明显烧伤的缺陷；接头处钢筋轴线偏移不得超过0.1倍的钢筋直径，同时也不得大于2mm；接头处弯杆不得大于4o。电渣压力焊连接工艺简介：1 工作原理钢筋电渣压力焊是将两钢筋安放成竖向对接形式，利用焊接电流通过两钢筋间隙，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。电渣压力焊的焊接过程包括四个阶段：引弧过程、电弧过程、电渣过程和顶压过程。焊接开始时，首先在上、下两钢筋端面之间引燃电弧，使电弧周围焊剂熔化形成空穴；随之焊接电弧在两钢筋之间燃烧，电弧热将两钢筋端部熔化，熔化的金属形成熔池，熔融的焊剂形成熔渣（渣池），覆盖于熔池之上，此时，随着电弧的燃烧，上、下两钢筋羰部逐渐熔化，将上钢筋不断下送，以保持电弧的稳定，继续电弧过程；随电弧过程的延续，两钢筋端部熔化量增加，熔池和渣池加深，待达到一定深度时，加快上钢筋的下送速度，使其端部直接与渣池接触，这时，电弧熄灭而变电弧过程为电渣过程；待电渣过程产生的电阻热使上、下两钢筋的端部达到全截面均匀加热的时候，迅速将上钢筋向下顶压，挤出全部熔渣和液态金属，随即切断焊接电源，完成了焊接工作。电渣压力焊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，特别是对于高层建筑的柱、墙钢筋，应用尤为广泛。2 焊接设备和材料1、焊接机具（1）焊接电源电渣压力焊可采用交流或直流焊接电源，焊机容量应根据所焊钢筋的直径选定。由于电渣压力焊机的生产厂家很多，产品设计各有不相同，所以配用焊接电源的型号也同，常用的多为弧焊电源（电弧焊机），如BX3-500型、BX3-630型、BX3-750型、BX3-1000型等。（2）焊接夹具焊接夹具由立柱、传动机械、上、下夹钳、焊剂筒等组成，其上安装有监控器，即控制开关、次级电压表、时间显示器（蜂鸣器）等，焊接夹具应具有足够的刚度，在最大允许荷载下应移动灵活，操作便利；焊剂筒的直径应与所焊钢筋直径相适应；监控器上的附件（如电压表、时间显示器等）应配备齐全。（3）控制箱控制箱的主要作用是通过焊工操作，使弧焊电源的初级线接通或断开，控制箱正面板上装有初级电压表、电源开关、指示灯、信号电铃等，也可刻制焊接参数表，供操作人员参考。2、焊剂 （1）焊剂的作用熔化后产生气体和熔渣，保护电弧和熔池，保护焊缝金属，更好地防止氧化和氮化；减少焊缝金属中化学元素的蒸发和烧损；使焊接过程稳定；具有脱氧和掺合金的作用，使焊缝金属获得所需要的化学成分和力学性能；焊剂熔化后形成渣池，电流通过渣池产生大量的电阴热；包托被挤出的液态金属和熔渣，使接头获得良好盛开； 渣壳对接头有保温和缓冷作用。（2）常用焊剂焊剂牌号为“焊剂”其中第一位数字表示焊剂中氧化锰含量，第二位数字表示二氧化硅和氟化钙含量，第三个数字表示同一牌号焊剂的不同品种。施工中最常用的焊剂牌号为“焊剂431”，它是高锰、高硅、低氟类型的，可交、直流两用，适合于焊接重要的低碳钢钢筋及普通低合金钢钢筋。与“焊剂432”性能相近的还有“焊剂350”、“焊剂360”、“焊剂430”、“焊剂433”等。“焊剂”亦可写成“HJ”如“焊剂431”写成“HJ431”。有关部门正在研制专用电渣压力焊的焊剂。3 操作要点1、工艺过程（1）工作示意见图4-17。操作前应将钢筋待焊端部约150mm范围内的铁锈、杂物以及油污清除干净；要根据竖向钢筋接头的高度搭设必要的操作架子，确保工人扶直钢筋时操作方便，并防止钢筋在夹紧后晃动。1-钢筋；2-铁丝圈；3-焊剂；4-焊剂筒（2）焊接夹具的上、下钳口应夹紧于上、下钢筋的适当位置，钢筋一经夹紧不得晃动。（3）引弧宜采用铁丝圈或焊条引弧法，就是在两钢筋的间隙中预先安放一个引弧铁丝圈（高约10mm）或1根焊条芯（直径为3.2mm，高约10mm），由于铁丝（焊条芯）细，电流密度大，便立即熔化、蒸发，原子电离而引弧；亦可采用直接引弧法，就是将上钢筋与下钢筋接触，接通焊接电源后，即将上钢筋提升24mm，引燃电弧。（4）经过四阶段的焊接过程（引弧、电弧、电渣、顶压）之后 ，接头焊毕应适当停歇，方可回收焊剂和卸下焊接夹具，敲去渣壳；四周焊包应均匀，凸出钢筋表面的高度应不小4mm（见图4-18）。（5）焊接注意事项：1）焊剂使用前，须经恒温250烘焙12h；焊剂回收重复使用时，应除去熔渣和杂物，如果受潮，尚须再烘焙。2）焊前应检查电路，观察网路电压波动情况，如电源的电压降大于5，则不宜进行焊接。竖向电渣压力焊施工工法竖向钢筋电渣力焊技术的应用，代替了原来习惯采用的搭接绑扎和手工电孤焊的方法。应用此技术可以达到保证施工质量、降低工程成本、加快工程进度、减轻工人劳动强度的良好效果，而且工艺操作简单、容易掌握。 一、焊接范围： 多、高层框架（或框剪等）结构中的竖向钢筋直径在1632的、级钢筋，其焊接接头质量应符合钢筋焊接及验收规程（JGJ1884）规定。 二、基本原理： 电渣压力焊是借助被焊钢筋端头之间形成的电孤，来熔化焊剂而获得2000以上高温熔渣将被焊钢筋端头均匀地熔化，再经挤压而形成焊接接头的方法。 详细过程：接通电路产生电孤和孤丝，随后周围的焊剂和钢筋端部迅速熔化形成渣池，电渣池温度在15002000左右，旋转把手，将上钢筋缓慢送下。待上下两钢筋的端部熔化至一定程序时，附近钢筋也达到热塑性状态，此时立即旋转把手，使上筋突然下落，挤出渣池全部熔渣和液态金属，形成一圈凸出的光亮的焊接接头。 三、机具设备和材料 1、设备 （1）现以山东省济南市历下通用机械厂制造的ZHJ-600型垂直钢筋对焊机为例，其主要数据详下表： 电源电压 380V50HZ 正级电压 80V 熔化电压 2550V 焊接电流 200600A 焊接钢筋直径 1632 焊接时间 2040S 熔化箱 2533 焊枪尺寸 620200180m 控制箱 340300180 对焊压力 300 （2）500A及其以上电焊机： （3）装焊剂的铁铲。 2、材料： （1）焊剂：HJ431焊剂。 （2）石棉绳：用于塞严焊剂盒下部间隙，防止焊剂外漏。 （3）钢筋：符合规范和设计要求的直径在1632的钢筋。 四、工艺流程： 检查钢筋质量检查焊接设备校正钢筋垂直固定焊接夹具装焊剂接通电源引弧稳压加压顶锻保温收集剩余焊剂、拆除夹具打掉熔渣、检查焊接接头质量 五、操作要点： 1、基本要求： （1）操作人员必须经培训，考试合格后上岗。 （2）严格执行专人专机，焊接接头挂牌制。 2、操作要求： （1）检查电压情况。 （2）检查夹具是否同心、灵活。 （3）确保安全施工。 （4）焊剂必须经烘烤合格。 （5）钢筋端部10左右的铁锈、油污等用钢刷除去，不直部分用气焊割掉。 （6）将电源、电焊机、控制箱、焊枪、焊接电缆和控制电缆连接好。 （7）按钢筋直径的大小由下表确定竖焊的工艺参数。 附表： 电渣压力焊焊接参数表 钢筋直径 16 20 25 28 32 渣池电压（V） 2550 2550 2550 2550 2550 焊接电流（A） 250350 350450 450550 500550 550600 焊接时间（S） 23 25 27 29 34 注：当电压波动时，应根据实际情况调整焊接电流和焊接时间。 六、操作方法： （1）将电源与电焊机和控制器，焊枪焊枪焊接电缆和控制电缆，按图联接好。 （2）调整电焊机电流调节装置，使其为所需数值。 （3）将控制箱电源开关置于“开”的位置，电源指示灯亮，调节时间电位器旋钮至所需位置上，调整时间电位器方法是：按下焊枪上“开”的按钮（焊枪只接控制电缆，不接焊接电缆），开始计时，到焊枪仪表壳上的红指示灯熄灭止，看这段时间是否符合所需数值，如不符合反复调几次，直到调准为止，再按下焊枪上“关”的按钮。 （4）把焊枪上的下夹钳夹在固定的钢筋上，把待焊的钢筋夹在上夹钳上，对准引孤线。（导套上端与导柱上的刻线对正）。 （5）在上下钢筋间放45的焊条一小段，再用石棉布（或耐火棉）放入焊剂筒下部间隙内堵严，关闭焊剂筒，将431焊剂倒入焊剂筒，以装满为准。 （6）做好上述准备工作后，按下焊枪上的电源“开”的按钮，焊接电源接通，反时针摇动手柄，开始引孤，电压表指示30V左右，此后电压值逐渐升高；顺时针摇动手柄，使熔池电压保持40V左右，见焊枪上仪表红灯熄灭时，顺时针摇动手柄加压，因机械连杆下行时碰触微动开关BQ1或（BQ2）使电源断电，如不能自动断电，应立即按下焊枪上“关”的按钮，使之断电，至此一个接头焊完。保持温度12分钟后，打开焊剂筒，倒出焊剂后，卸下焊枪，焊接过程完毕。在保温期间拔下快速接头，插入另一做好准备的焊枪上，当另一焊枪准备完闭，即可旋焊，这样可以交替进行焊接。 （7）在夹具和钢筋自重的压力下，稍用力即能满足顶压压力的要求，顶压完成后不要立即松手，要继续把持操作杆58秒钟，防止焊缝凝固前由于夹具回弹或松动而造成焊口开裂。 （8）冬季施工时，应采取缓慢冷却法，延长焊接通电时间13秒，适当增加焊接电流，延长打掉渣壳的时间，使渣壳起降低却速度的作用。 七、劳动组织： 根据每个楼层（或标准层）的施工计划，以两个轴线（或三个轴线）为一个流水段，也可根据接头数量增减轴线数，在劳力上，安排两人一台焊枪为一竖焊组：其中一人扶插钢筋，一个装拆夹具施焊，一个流水段二至四个竖焊组同时焊接，在施工层第一段流水梁筋绑扎完后，未浇梁板砼前，竖焊组即可竖焊上一层第一流水段柱墙竖向主筋，并随后安排绑其箍筋固定，此时梁柱节点处柱子箍筋外必须加保护层垫块，严禁塔吊等碰撞，防止竖筋位移。 每组（2人）每台班可焊3234个接头（熟练操作后仍有增加的潜力）这样安排在不影响其它任何工序的情况下，竖焊不占用标准层施工的绝对时间，明显的加快了工程进度。 八、质量检查和缺陷处理： 1、取样数量及方法：钢筋电渣压力焊接头的外观应逐个检查。强度检查时，从每批成品中切取三个试件进行拉力试验。在一般建筑物中，每300个接头为一批，在现浇砼框架结构中，每一层楼层中以300个同规格接头为一批，不足300个按一批计算。 2、外观检查： （1）接头焊点均匀，不得有裂缝，钢筋表面不得有明显烧伤，气孔、咬边，夹渣等质量缺陷。 （2）接头轴线位移不得超过钢筋直径的10%，同时不得大于2。 （3）接头处弯折不得大于4。 对以上外观检查不合格的应割除重焊。 3、拉力实验：钢筋焊接拉力实验的结果，三个试件均不得低于该组钢筋母材的抗拉强度，如有一个试件的抗拉强度低于规定值，应取双倍数量的试件进行复验，复验结果仍有一个及一个以上试件强度达不到上述要求，该批接头判为不合格。 4、焊接通病及处理防止措施： 缺陷处理 防止措施 偏心 将钢筋矫直，钢筋安放正直，顶压用力适当，及时修夹具。 弯折 将钢筋矫直，钢筋安放正直，适当延长夹具松开时间。 咬边 将钢筋矫直，适当缩短焊接时间，及时停机，适当加大顶压量。 未熔合 提高钢筋下送速度，延迟断电时间，检查夹具，适当增加焊接电流。 焊包不均 钢筋端部不平，钢筋位置正中，风大时，增加一人扶正。 焊包下流 塞好石棉布 气孔 焊剂不得潮湿，除锈。 九、质量及安全措施： 1、电源电缆和控制电缆联接要正确。 2、电源和控制器外壳必须固定接地线，接地线如为铜线，截面面积为610，铝线为20。 3、上下钢筋端部要直、平，除去锈蚀和油污。 4、431焊剂要烘干，切勿用潮湿焊剂施焊。 5、上下钢筋要求对齐，轴线偏移量小于0.1d，或小于2。 6、操作人员必须戴绝缘手套，穿绝缘鞋。 7、电源一次线截面积不小于25mm2，二次线上的电压降不大于4V。 8、焊接过程中上钢筋不能与焊好的钢筋相碰。 9、施焊前应对所用钢筋进行试焊，合格后方可施焊。 10、在施焊过程中，应随机检查焊接质量。 11、下班后必须保管好机头，控制箱，电缆等，避免损坏。 十、工程实例及经济分析： 省林业厅工程建筑面积11000m2，地下2层、地上14层，框架剪力墙结构。应用此工法共计焊接4548个接头，钢筋直径以25为主，其它有22、20钢筋。即：每个绑扎接头的成本14.15元，每个竖焊接头成本3.01元，每个接头可节约11.14元。共计节约资金50664.72元。 总之，竖向电渣压力焊是一种综合效益极好的技术，应在多层和高层框架结构竖向钢筋连接中大力推行。