排水管钢筋骨架滚焊机的选型与使用.pdf

2 0 1 2年第 7期 7月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PR0DUCTS 2 01 2 No 7 J u l y 排水管钢筋骨架滚焊机的选型与使用 赵瑞军 ( 唐山市天泽专用焊接设备有限公司 ， 0 6 3 3 0 2 ) 摘要 ： 探 讨 了排 水管钢筋骨 架滚焊机 生产范 围划 分的合理性 ， 从 理论上分析 了合理 调节焊接参 数在滚焊机使 用过程 中的重要 性 ， 列举 了滚焊机 常见故障的排 除方法和节 能降耗 的具体措施 ， 探 讨 了造成钢筋骨架不合格 的原 因， 并提 出了相 应的解决方案 。 关键词 ： 钢筋骨架 ； 滚焊机 ； 焊接规范 ； 节能降耗 Ab s t r a c t ：Ho w t o r a t i o n a l l y d i v i d e t h e p r o d u c t i o n s c o p e o f r e i n f o r c e d s k e l e t o n f r a me r o l l we l d e r s f o r d r a i n a g e p i p e s i s d i s c u s s e d T h e i m p o r t a n c e o f r e a s o n a b l y a d j u s t i n g t h e w e l d i n g p a r a m e t e r s i n t h e p r o c e s s o f u s i n g r o l l w e l d e r s i s t h e o r e t i c a l l y a n a l y z e d Me a n wh i l e ，t h e s o l v i n g me t h o d s o f c o mmo n s t o p p a g e s o f r o l l w e l d e r s a n d me a s u r e s of e n e r g y s a v i n g a r e l i s t e d I n a d d i t i o n ，t h e r e a s o n s wh y r e i n f o r c e d s k e l e t o n f r a me s a r e u n q u a l i fie d a r e d i s c u s s e d ，a n d r e l e v a n t s o l v i n g w a y s a r e p u t for ward ， Ke y wo r d s ：R e i n f o r c e d s k e l e t o n f r a me ； Ro l l w e l d e r ； W e l d i n g s p e c i f i c a t i o n ； E n e r g y s a v i n g 中 图分 类 号 ： TU6 49 文 献 标 识 码 ： A 文章 编 号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7( 2 01 2) 0 7 6 3 0 4 O前言 随着混凝土排水管行业用 工成本 的大 幅提 高 和强制认证体 系的完善 ，排水管钢筋骨架滚焊 机 ( 以下简称滚焊机) 的使用已经 日益普及。但 目前很 多企业在滚焊机 的选 型和使 用方面仍然存在较 多 误区 ， 造成 了许多不必要 的浪费。本文就企业如何 正确选择滚焊机、 滚焊机在使用过程 中普遍存在 的 问题 、 故障排除方案 、 节能降耗措施 、 制备合格 的钢 筋骨架等进行分析和探讨 。 1 滚 焊机 生产 范 围 的合理 选择 1 1 滚 焊 机 的分类 当企业现有的滚焊机难 以满足生产需要时 ， 则 需要考虑添加新 的滚焊机 ， 而在滚焊机生产范 围的 选择上 ， 一些企业由于存在对滚焊机生产规格范 围 越大越好的误解 ， 使这些企业往往做出不恰 当的选 择。如某企业现生产最大 口径为 0 2 4 0 0 mm水泥管 ， 现 有生 产 范 围 0 3 0 0 O 1 2 0 0 mm 和 Ol O 0 0 - 0 2 4 0 0 m m 各一台滚焊机 ， 因为近期 0 2 0 0 0 mm、 0 2 2 0 0 mm管骨 架 的生产量较 大 ， 无法满足生 产要求 ， 需购置新 的 滚焊机 。若考虑购置最大可生产规格 0 3 0 0 0 mm滚 焊机 ，由于暂时没有生产更大 口径管子的计划 ， 便 会存在 以下问题 ： 大直径滚焊机驱动功率和焊接功 率大 、 生产效率低 、 且操作不方便 ， 更重要的是会增 大 成 本 。 如 果 再 购 进 一 台最 大 可 生 产 规 格 为 0 2 4 0 0 m m 的滚焊机 ， 相 比之前 的选择 ， 不仅节省 了 近十万元的资金 ，同时也满足 了当时的生产需求。 表 l为常用 0 3 0 0 0 3 0 0 0 mm排水管钢筋骨架所需 的纵 向筋根数 。 表 1 0 3 0 0 O 3 0 0 O m m排水管钢筋骨架所需的纵向筋根数 排水管规格 m m 纵 向筋数量 根 03 0 0 05 0 0 06 0 0 08 0 0 09 0 0 01 2 0 0 01 3 5 0 01 6 5 0 01 8 0 0 2 4 0 O 02 6 0 0 03 0 0 0 6 8 l 2 l 6 2 4 3 2 依据表 1 将滚焊机的规格分类 ， 具体如下 。 ( 1 ) 0 3 0 0 0 1 2 0 0 mm滚焊机 ： 该 规格设计纵 向 筋数量为 1 2根 ，可生产 0 3 0 0 01 2 0 0 mm承插 口骨 架 。 生 产 0 3 0 0 0 5 0 0 m m 和 0 9 0 0 O1 2 0 0 m m 骨 架 时 ，纵 向筋 分 别 6根 、 1 2根 均 布 ；生 产 0 6 0 0 0 8 0 0 mm 时 ，纵 向筋 8根 不 均 布 ；平 口 ，可 生 产 03 0 0 O1 2 0 0 mm。 ( 2 ) 0 6 0 0 01 6 5 0 m m滚 焊机 ： 该规 格设计纵 向 筋数 量为 1 6根 ， 可生产 0 6 0 0 - 01 6 5 0 m m平 ( 企 ) 口 和 0 6 0 0 O 1 3 5 0 mm 承 插 口骨 架 ，其 中 ， 6 0 0 08 0 0 mm和 01 3 5 0 O1 6 5 0 m m骨架纵 向筋分别为 8 根、 1 6根均布 ， 0 9 0 0 O1 2 0 0 mm时纵 向筋为 1 2根非 均布 。若以上两种规格滚焊机搭 配使用 ， 可实现所 有规格的纵向筋均布 ， 即 ， 0 6 0 0 0 8 0 0 mm和01 3 5 0 一 63 2 0 1 2年第 7期 混凝土与水泥制品 总第 1 9 5期 01 6 5 0 m m 在 0 6 0 0 O1 6 5 0 m m 滚 焊 机 上 生 产 ， 而 9 o o ol 2 0 0 mm在 0 3 0 0 01 2 0 0 mm滚焊机上生产 。 ( 3 ) 0 9 0 0 O1 8 0 0 m m( O 2 2 O O m m， 0 2 4 0 0 ra m) 滚焊 机 ：该 规 格 设 计 纵 向 筋 数 量 为 2 4根 ， 0 9 0 0 O 1 2 0 0 mm和 1 8 0 0 0 2 4 0 0 m m钢 筋骨架纵 向筋分 别为 1 2根 、 2 4根均布 ， 01 3 5 0 01 6 5 0 m m 为非均布 筋。生产量大时，将 0 1 3 5 0 01 6 5 0 m m骨架安排在 0 6 0 0 01 6 5 0 m m 滚 焊 机上 生 产 ，这 时纵 向筋 为 1 6 根均布 ， 也会提高生产效率 。 ( 4 ) 01 5 0 0 0 3 0 0 0 m m 滚 焊机 ： 由于 近几 年 来对 排水管直径的需求越来越大 ， 很多企业添置了最大 规格可生产 0 3 0 0 0 ra m 的滚焊机 ，使用过程中发现 该 规 格 滚 焊 机 只有 在 生 产 0 2 6 0 0 mm、 0 2 8 0 0 mm、 0 3 0 0 0 mm钢筋骨架时必须使用 ， 0 2 4 0 0 mm 以下钢 筋骨架用其它滚焊机生产反而更加方便 ， 由于大直 径管道需求毕竟相对较少 ， 且大焊机生产小直径骨 架时 ， 效率低 、 能耗大、 利用率很低 ， 所 以， 企业在选 择时应综合考虑。 1 2 滚焊机选择时应遵循 的原则 ( 1 ) 根据企业规模 选择机型 ， 如生产管子的规 格 、 产量等 。 ( 2 ) 根据 国标及设 计图集选择机型 ， 如纵 向筋 间距 、 数量等， 并尽可能考虑纵 向筋均布。 ( 3 ) 结合滚焊机生产单位所提供 的规格 范围 ， 优化选择 。 ( 4 ) 在相应的滚焊机上生产相适应的钢筋骨架 ， 尽量避免大焊机生产小骨架。 ( 5 ) 尽可能减少调节规格频率 ， 减少辅助时间。 2焊接参数的合理调节 滚焊机工作 时， 焊接电流 、 焊接时间 、 焊接速度 ( 缠绕速度)以及 电极压力是决定是否获得 良好焊 接接头的关键 ， 各种参数可 以独立调节 ， 又可以相 互影响 ， 相互制约。调节得当 ， 不但焊点强度高 、 飞 溅小 ， 而且还可 以降低能耗 ， 延长耗材 的使用寿命 。 电极压力是很多企业经常忽视 的问题 ， 电极压力过 低时 ， 可造成两钢筋接触面“ 虚连 ” ， 容易发生焊接 飞溅 ， 焊接强度也不高 ； 而电极压力过高时 ， 两钢筋 接触面增 大 ， 造成接触 电阻变小 ， 同样 的焊接 电流 下 ， 接触 面上通过 的电流密度过低 ， 而不 足以形成 焊点， 这时必须提高焊接 电流才能保证焊接强度。 合适 的焊接参数是实现优质焊接 接头的重要 条件 ，参数的选择主要取决于被焊钢筋的直径 ， 滚 焊机的焊接速度以及焊接电源功率。当焊接 电源功 率较大时， 可采用较大的焊接电流和较短的焊接时 间 ， 这时可通过适当提高焊接速度的方法来提高生 产效率 ； 当焊接 电源功率较小时 ， 就必须采用较小 的焊接电流和较长 的焊接时 间， 此时 ， 如果提 高焊 接速度 ， 则会造成焊点强度低并产生大量 的漏焊 。 3常见故障与排除方法 在实际生产过程 中， 很多生产企业对排 除滚焊 机 常见 的故障还存在一些 困难 ， 为此 ， 特列 出了滚 焊机常见的故障现象、 原因及排除方法， 见表 2 。 表 2 滚焊机常见的故障现象 、 原因及排除方 法 4 节 能 降耗 的几点 具体措 施 4 1 节能方面 4 t 1 小 电流焊接 在保证焊点强度 的条件下 ， 尽可能采用较小 的 6 4 焊接 电流 ， 焊接 电流过大 ， 不仅费电， 而且容易产生 焊接飞溅 ， 降低钢筋承载面积。 4 1 2 保证焊接回路截面积及减少 回路长度 尽可能增大焊接 回路导电截面积和减少 焊接 赵瑞军 排水管钢筋骨架滚焊机的选型与使用 回路的长度 ， 并使用利于散热的铜箔或编织铜带作 为活动导体 ， 保证各连接处紧密压实 ， 以降低接触 电阻， 进而达到降低能耗的 目的。 4 1 3 有效 的强 制水 冷措 施 在滚焊机工作过程 中， 随着焊接回路温度的升 高 ， 其 回路电阻会成倍增加 ， 这时除了增加能耗 、 焊 接变压器容易烧损之外 ， 也可造成焊点不牢 。实验 表明，强制水循环冷却可有效降低焊接回路温度 ， 降低能耗 ， 冷却水 流量不少 于 6 0 L m i n ， 出口水温不 宜高于 4 0 ， 出水温度过高会影响冷却效果。 4 1 - 4圆 电极 圆电极在滚焊机 中属于易损件 ， 当钢筋在电极 槽 内凸起高度不足 l m m时， 就可能造成两电极间短 路 ， 产生分流 ， 增加能耗 。因此 ， 应定期更换 圆电极 ， 显著降低能耗。 另外， 尽可能不使用铁质电极。因为铁质电极 电阻率高于铜质电极十几倍， 实际上所耗用的成本 更高。此外 ， 因铁 电极和所焊钢筋属于同质材料 ， 很 容易粘附在一起 ， 会造成焊点被拉开或滚焊机部件 损坏 。 4 1 5 推荐使用冷轧带肋钢筋和表面清洁的钢筋 冷 轧带肋钢 筋可有效提高钢筋在混凝土 中的 握裹力 ， 其表面布满凸起的“ 肋” 具有减小两筋间接 触面积 的作用 ， 从而降低焊接 电流 ， 另外 ， 钢筋表 面 的“ 肋” 对 电极接触面具有 自清洁的作用 ， 也会起到 减小接触 电阻的作用 ， 进一步降低能耗。 表面清洁的钢筋可以减少焊接飞溅 ， 降低接触 电阻 ， 进而减少能耗。 4 1 6 尽 量避 免大 焊机 生产 小 骨架 大型滚焊机虽然也可 以生产 小直径 的钢筋骨 架 ， 但 因其功率大会使耗能高、 效率低 、 成本提高。 4 2 节 省耗 材方 面 4 2 1 活动导体 滚焊机上的活动导体作为焊接回路 的一部分 ， 在工作中要承受 自身重力、 交变电磁斥力和正反双 向作 用 力 及 一 定 的 温度 ， 属 于易 损 件 ， 需 要 定 期 更 换。 此外 ， 减少活动导体 的长度可降低成本。 若采用 图 1的连接方式 ， 也可有效提高活动导体的使用寿 命 。 不锈钢压板 由于热强性高 ， 在高温下使用不会 氧化锈蚀 ， 可确保结合面 的压力 ， 端部 圆弧状可使 连接弯曲处不易折断。 4 2 2 焊 轮 与焊 接板 目前 ， 滚焊机所配焊接电极主要有板式焊接电 极和轮式焊接电极两种类型。板式电极工作面在环 图 I 活动电极 连接 方式 筋上滑动 ， 摩擦阻力较大 ； 而轮式 电极工作时 ， 电极 工作 面在环筋上滚动 ， 摩擦阻力较小 ， 对纵 向筋扭 曲程度 的影 响小 于 板式 电极 。此 外 ， 轮 式 电极 同板 式 电极相 比， 在焊点处停 留的时间短 ， 电流小时易 产生焊接不牢现象 ；轮式 电极多采用 C r z r 铜制造 ， 成本较高 ； 板式 电极采用普通钢板 ， 可多次修 复使 用 ， 成本低廉。 4 2 3 节省圆电极 的方法 圆电极用铜质材料制造 ， 是滚焊机中最易磨损 的零件之一 ， 用 于支撑和 限定纵 向钢筋 ， 并起导 电 作用 ， 最主要的破坏形式为磨损和 电击伤 。当圆电 极上沟槽过深或过宽时就会造成纵 向筋扭 曲， 为此 开槽时应在保证各种钢筋直径沟槽的情况下 ， 多开 小槽 ， 大槽每种 只开一个 ， 这样小槽磨损变大后 ， 就 可以用于焊接大直径的纵 向筋。另外 ， 采用原本设 计 2 4根纵 向筋的滚焊 机生产小规格 的骨架时 ， 只 需插入 1 2根纵 向筋 ，而此 时不插纵 向筋 的圆电极 在工作时也会产生磨损 ， 如果卸下来又会造成骨架 失 圆 ， 为 了减少铜质圆电极的磨损 ， 可 以制作部分 与圆电极 等径等长 的铁件替代不插纵 向筋的 圆电 极 ， 有利于延长圆电极使用寿命。 4 2 4纵向筋料头处理 使用推筋式滚焊 机时 ， 由于结构 的原 因， 骨架 焊完后尾部会留有 4 0 7 0 mm的钢筋头， 该部分需要 剪掉。剪掉的料头一般会作 为废料处理 ， 为了减少 浪费 ，纵向筋下料 时可以稍微留长一些 ，如 3 0 0 5 0 0 m m， 这样剪掉后 ， 可以制作双层筋的固定支架。 5生产合 格 的钢筋 骨架 要想制备合格的钢筋骨架 ， 应尽可能注意 以下 几 个方 面 。 ( 1 ) 预 防承 口段偏 头 承 口段偏头是由于环向筋 间距过大造成的， 当 焊接承 口段时 ， 由于环 向筋 间距过大导致斜坡段只 有半环钢筋 ， 扩径 时纵 向筋产生变形 ， 而这种变形 存在部分弹性变形 ， 另一半纵向筋没有收到环 向筋 约束 ， 当骨架焊完从滚焊机卸下时 ， 纵 向筋失去圆 一 65 2 0 1 2年第 7期 混凝土与水泥制品 总第 1 9 5期 电极的约束 ， 就表现为承 口段偏头 ， 这种 现象一般 只在小直径钢筋骨架上发生。 ( 2 ) 避免承 口段尺寸误差 承 口段直径出现误差时 ，同时伴随斜坡段长度 误差 ， 这种现象是由于变径速度和纵 向筋进 给速度 不匹配造成的。图 2为变径速度和纵 向筋进给速度 不同匹配情况时的钢筋骨架示意图。 图 2 变径速度和纵 向筋进给速度 不匹配时的钢筋骨架 图 注 ： A为 正常速度 匹配时生 产出合格 的钢筋 骨架 ； B为 变径速度太快时生产出的钢筋 骨架 ，这时斜坡段角度太陡 ， 平段过长 ； C为 变径 速度太慢时生产 出的钢筋骨架 ，这 时斜 坡段角度太缓 ， 变径不到位 ， 没有平段及 密绕段 。 ( 3 ) 解决钢筋骨架环向螺距不均匀 产生螺距不均匀是进给轮 ( 中间轮) 在 主轴上 行走不均匀 ， 即“ 窜动” 行走造成 的 ， 该现象可能是 由于 以下原因造成的 ： 导向架过短或导向轮与主 轴间隙过大 ； 进给轮传动链条过松和个别企业使 用铁 质圆电极 ，焊接 时纵 向筋和 圆电极焊接在一 起 。 ( 4 ) 减少钢筋骨架纵向筋扭 曲 顶进法施工时， 纵 向筋扭 曲对顶进受力方向有 一 定的影响。产生钢筋骨架扭曲的主要原因是 ： 配筋方面 ： 纵 向筋细 、 环向螺距大、 放线盘阻力过大 或重量过大 ； 滚焊机方面 ： 圆电极导槽磨损变宽 ， 限位能力变差 ， 在 电极 压力 的作用下 ， 圆电极 导槽 间隙全部 限制在焊接缠绕的反方向 ， 从而产生纵向 筋扭曲。使用带有同步防扭装置的牵拉式滚焊机一 般不会发生纵向筋扭曲现象 。 ( 5 ) 消除钢筋骨架直径一端大一端小的情况 这种情况多在更换规格或生产承插 口钢筋骨 架 时发生 ， 生产平 口骨架时一般只发生在更换钢筋 骨架规格后 的前 l 2个钢筋骨架上 ， 生产承插 口骨 架时每个都有可能发生 ， 通常是首端尺寸大尾端尺 寸小 。该现象产生的主要原因是 ： 滚焊机工作一 段时间后 ，变径链 条可能会被拉长或 张紧螺栓松 动 ， 一般 张紧变径链条便可解决 ； 采用齿条 和行 星摆线减速机结构变径的滚焊机。这种结构 自锁能 一 66一 力 较 差 ， 采用 丝 杠 、 丝 母 机 构 变 径 的 滚 焊 机 在 变径 链条张紧的情况下 ， 一般可杜绝此现象发生。 ( 6 ) 避 免产生 多边 形钢 筋骨架 多边形钢筋骨架产生的主要原因是 ： 环向钢筋 太细和电极预压量过大。钢筋太细时 ， 其变形抗力 太小 ， 当焊接 电极通过没有纵向筋位 置时 ， 环 向筋 抗弯强度不足 以抵抗电极压力 ， 这种现象一般只发 生在用细筋生产小直径的钢筋骨架上 ， 一般板式 电 极要好于轮式 电极。另一个有效的解决方式是适当 增大电极预压力 ， 降低电极预压量 。 ( 7 ) 生产保护层一致 的钢筋骨架 有些管形要求插 口段直径稍小于管身直径 ， 当 按管身保护层厚度确定骨架直径时 ， 插 口段钢筋保 护层 过薄 ， 或根本没有保 护层 ； 当按插 口段保护层 厚度确定骨架直径 时 ， 管身保 护层又太厚 ， 管身抗 压强度就会受到很大影 响。为此 ， 笔者建议使 用具 有二次变径功能的滚焊机 ( 见图 3 ) ， 以保证保 护层 厚度一致 ， 提高产品质量 。 ， n n n n n n n 承插 口钢筋骨架 钢 承 口钢 筋 骨架 图 3 具有二次变径功能的钢筋骨架 6结语 合理选择滚焊机生产范围 ， 可以有效提高生产 效率 ， 降低生产成本 ， 获得纵 向筋均布的钢筋骨架 。 同时 ， 按照标准配筋是获得合格产 品的前提 ， 滚焊 机焊接参数的合理调节 和正确操作是节能降耗 的 重要 途径 。 收稿 日期 - 2 0 1 2 0 5 2 3 作者简介 ： 赵瑞军 ( 1 9 6 3 一 ) ， 男 ， 工程师 。 通讯地址 ： 唐 山市丰南区稻地镇友谊路 中段 E - ma i l ： t z h a n j i 1 2 6 c o m