钢筋的焊接

1.钢筋闪光对焊

闪光对焊广泛用于钢筋纵向连接及预应力钢筋与螺端杆的焊接.热轧钢筋的焊接宜优先采用闪光对焊,其次才考虑电弧焊.钢筋闪光对焊的原理是利用对焊机使两段钢筋接触,通过低电压的强电流,待钢筋被加热到一定温度变软后,进行轴向加压顶锻,形成对焊接头。

常用的钢筋闪光对焊工艺有连续闪光焊、预热闪光焊和闪光—预热—闪光焊.对RRB400级钢筋,有时在焊接后还进行通电热处理.通电热处理的目的是对对焊接头进行一次退火或高温回火处理,以消除热影响区产生的脆性组织,改善接头的塑性.通电热处理的方法是焊毕稍冷却后松开电极,将电极钳口调至最大距离,重新夹住钢筋,待接头冷却至暗黑色(焊后20~30s),进行脉冲式通电处理(频率约2次/s,通电5~7s).待钢筋表面呈橘红色并有微小氧化斑点出现时即可.焊接不同直径的钢筋时,其截面比不宜超过1.5.焊接参数按大直径钢筋选择并减少大直径钢筋的调伸长度.焊接时应先对大直径钢筋预热,以使两者加热均匀.负温下焊接,冷却快,易产生淬硬现象,内应力也大.为此,负温下焊接应减小温度梯度和冷却速度.为使加热均匀,增大焊件受热区,可增大调伸长度的10％~20％,变压器级数可降低一级或两级,使加热缓慢而均匀,降低烧化速度,焊后见红区应比常温时长。

钢筋闪光对焊后,除对接头进行外观检查(无裂纹和烧伤、接头弯折不大于3°、接头轴线偏移不大于钢筋直径的0.1倍,也不大于2mm)外,还应按《钢筋焊接及验收规程》 (JGJ18—2012)中的规定进行抗拉试验和冷弯试验。

2.钢筋电弧焊

电弧焊利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧,使焊条和电弧燃烧范围内的焊件熔化,待其凝固便形成焊缝或接头.电弧焊广泛用于钢筋接头、钢筋骨架焊接、装配式结构接头的焊接、钢筋与钢板的焊接及各种钢结构焊接。

钢筋电弧焊的接头形式如图4-19所示,主要包括搭接焊接头(单面焊缝或双面焊缝)、帮条焊接头(单面焊缝或双面焊缝)、坡口焊接头(平焊或立焊)、熔槽帮条焊接头(用于安装焊接d≥25mm的钢筋)和窄间隙焊接头(置于U形铜模内)。

弧焊机有直流与交流之分,常用的为交流弧焊机。

图4-19 钢筋电弧焊的接头形式

(a)搭接焊接头;(b)帮条焊接头;(c)立焊的坡口焊接头;(d)平焊的坡口焊接头

焊条的种类很多,如E4303、E5503等,钢筋焊接根据钢材等级和焊接接头形式选择焊条.焊条表面涂有药皮,它可保证电弧稳定,使焊缝免致氧化,并产生熔渣覆盖焊缝以减缓冷却速度,对熔池脱氧和加入合金元素可保证焊缝金属的化学成分和力学性能。

焊接电流和焊条直径根据钢筋类别、直径、接头形式和焊接位置进行选择。

搭接接头的长度、帮条的长度、焊缝的长度和高度等,规范中都有明确规定.采用帮条或搭接焊时,焊缝长度不应小于帮条或搭接长度,焊缝高度h≥0.3d并不得小于4mm,焊缝宽度b≥0.7d并不得小于10mm.电弧焊一般要求焊缝表面平整,无裂纹,无较大凹陷、焊瘤,无明显咬边、气孔、夹渣等缺陷.在现场安装条件下,每一层楼以300个同类型接头为一批,每一批选取3个接头进行拉伸试验.如有一个不合格,取双倍试件复验;再有一个不合格,则该批接头不合格.如对焊接质量有怀疑或发现异常情况时,还可进行非破损方式(X射线、γ射线、超声波探伤等)检验。

3.钢筋电渣压力焊

钢筋电渣压力焊是将两钢筋安放成竖向对接形式,将焊接电流通过两钢筋端面间隙,利用焊剂层下形成电弧和电渣的过程而产生的电弧热和电阻热来熔化钢筋,加压完成连接的一种焊接方法.其具有操作方便、效率高、成本低、工作条件好等特点,适用于高层建筑现浇混凝土结构施工中直径为14~40mm的热轧HPB300级、HRB335级钢筋的竖向或斜向(倾斜度在4∶1范围内)连接,但不得在竖向焊接之后将其再横置于梁、板等构件中做水平钢筋使用。

钢筋电渣压力焊具有电弧焊、电渣焊和压力焊的共同特点.其焊接过程可分四个阶段,即引弧过程→电弧过程→电渣过程→顶压过程.其中,电弧和电渣两个过程对焊接质量有重要影响,故应根据待焊钢筋直径的大小,合理选择焊接参数。

4.钢筋点焊

钢筋骨架或钢筋网中交叉钢筋的焊接宜采用电阻点焊,其所适用的钢筋直径和种类有:直径为6~15mm的热轧HPB300级、HRB335级钢筋,直径为3~5mm的冷拔低碳钢丝和直径为4~12mm的冷轧带肋钢筋.所用的点焊机有单点点焊机(用以焊接较粗的钢筋)、多头点焊机(用以焊钢筋网)和悬挂式点焊机(可焊平面尺寸大的骨架或钢筋网).现场还可采用手提式点焊机。

点焊时,将已除锈污的钢筋交叉点放入点焊机的两电极间,使钢筋通电发热至一定温度后,加压使焊点金属焊牢.焊点应有一定的压入深度,对于热轧钢筋,压入深度为较小钢筋直径的30％~45％;点焊冷拔低碳钢丝时,压入深度为较小钢丝直径的30％~35％。

5.钢筋气压焊

钢筋气压焊是采用一定比例的氧气和乙炔焰为热源,对需要连接的两钢筋端部接缝处进行加热,使其达到热塑状态,同时对钢筋施加30~40MPa的轴向压力,使钢筋顶焊在一起.该焊接方法使钢筋在还原气体的保护下,发生塑性流变后相互紧密接触,促使端面金属晶体相互扩散渗透,再结晶,再排列,形成牢固的焊接接头.这种方法设备投资少、施工安全、节约钢材和电能,不仅适用于竖向钢筋的连接,也适用于各种方向布置的钢筋连接.适用范围:直径为14~40mm的HPB300级、HRB335级和HRB400级钢筋(25Mn Si除外);当不同直径钢筋焊接时,两钢筋直径差不得大于7mm。