竖向钢筋电渣压力焊接工法特点样本.doc

竖向钢筋电渣压力焊接工法
(TLEJGF-93-39)

一、序言
伴随中国经济建设和建筑技术快速发展，现浇钢筋混凝土结构日益增多，尤其在高层建筑中，钢筋直径大，用量多，现场施工中钢筋竖向连接技术已成为工程单位普遍重视问题。本局从1983年开始在部分工程中采取竖向钢筋电渣压力焊接工艺(这项工艺经过了局级判定并取得局科技进步奖)，以后，伴随焊接机具不停改善和大量工程实践经验积累，焊接工艺得以深入发展和提升，形成了本工法。
二、工法特点
1.提升焊接质量，加紧工程进度，改善劳动环境，降低工人劳动强度，社会效益显著。
2.本工法焊接轧后余热处理钢筋(国产新Ⅲ级钢筋)，焊后不会发生减强效应，扩大了电渣压力焊接工艺应用范围。
3.和绑扎和电弧焊相比，采取本工法可改善被焊钢筋受力情况，提升混凝土灌筑质量，节省大量钢筋和电焊条，综合经济效益显著。
4.和气压焊工艺相比，采取本工法钢筋端面不需进行特殊处理，简化了操作工艺。
三、适用范围
本工法适适用于现浇钢筋混凝土建筑物或构筑物中(包含桥墩、水坝等)直径≤40mmⅠ—Ⅲ级、新Ⅲ级竖向或斜向(倾斜度在4∶1范围内)钢筋连接。

本工法要求电源电压为380V，低于5%时不宜施焊。
雨、雪天气如无有效遮蔽设施，不得采取本工法施工。
四、基础原理
利用被焊钢筋之间通电后产生电弧热熔化周围焊剂而取得℃以上高温渣池，将钢筋端头均匀熔化，再施加合适挤压力形成牢靠接头(见图1)。
五、焊接工艺
(一)工艺步骤
钢筋端部清理→安装焊接机头→装卡钢筋→放置铁丝球→安装焊剂盒→装填焊剂→接通电源、引弧、电弧、电渣→断电挤压→回收剩下焊剂→拆除焊接机头→敲去渣壳→质量检验。
(二)工艺过程(见图2)

(三)焊接参数(见表1)

(四)操作方法
1.焊前要对焊接机具进行检验调试，搭设好脚手架。
2.钢筋可采取剪切机或无齿锯下料，下料时要预留焊接损耗量30mm左右。焊前钢筋端部要用钢丝刷清理洁净。
3.装卡钢筋。先将焊接机头下钳口卡在柱或墙伸出钢筋上，然后将待焊钢筋卡入上钳口中，调整微调螺丝使上下钢筋在同一轴线上。在上下钢筋之间放置引弧用铁丝球，并使其和两钢筋端面紧密接触。
4.安装好焊剂盒，用石棉布将缝隙堵严，然后灌满焊剂。
5.按要求接好电源线，并仔细检验，无误后接通电源，引燃电弧，操纵手柄，调整钢筋间距，控制焊接电压在40—45V，使电弧稳定燃烧，焊剂熔化形成渣池。达成要求时间后，操纵手柄缓慢稳定地下送上钢筋进入渣池，此时应控制焊接电压在25V左右，电渣热使钢筋熔化。下送钢筋不能过快或过慢，以免电源短路或断路。钢筋端头均匀熔化达一定量后(可经过上钳口行程掌握)，立即快速下送钢筋进行挤压，将熔化金属和溶渣从钢筋接合面中挤出，同时切断电源。挤压力无需很大，靠上钢筋自重即可。挤压延时几秒钟松开手柄。
6.如采取自动焊接机头，则电弧过程、电渣过程、挤压过程可自动控制。
7.焊接完成保温15—20s后，方可打开焊剂盒回收焊剂。在气温0℃以下焊接时，保温时间需合适延长。
8.在整个焊接过程中，上钢筋必需有辅助工扶正扶稳，不得晃动和相互碰撞。
(五)操作关键点
引弧过程努力争取可靠，电弧过程延时充足，电渣过程短而稳定，挤压过程快速果断。
(六)在焊接轧后余热处理钢筋时，为避免热影响区过大而出现焊后减强效应，除掌握上述操作方法和关键点外，还需注意以下事项：
1.电源电压不得低于370V。
2.焊接电流比表1中同直径钢筋提升一级，时间缩短10%。
3.电渣过程时间应严格控制。
4.挤压时，除利用上钢筋自重外，还应增加0.3—0.5MPa挤压力。
(七)焊接大直径(36mm以上)钢筋注意事项：
1.钢筋下料时，应使端面尽可能平整。
2.焊接过程中，电源电压应保持稳定，应避开用电高峰或专线供电。
3.可采取减小电流值、合适延长焊接时间、增加保温时间措施，促进接头晶粒细化，提升接头机械性能。
六、焊接机具及材料
(一)焊接机具
1.焊接变压器：可选择BX—1000型弧焊机，也可选择专用焊接变压器。焊接变压器应满足引弧轻易、焊接过程稳定、短路时电流小、功率足够等要求。
2.焊接机头(又称焊接夹具)：应含有一定刚度，重量轻，使用灵巧，坚固耐用，上下钳口同心，安装钢筋后同心度应可调。
3.控制箱：由电压表、电流表、时间继电器、自动报警器等组成，便于操作者控制焊接参数，正确掌握焊接时间。
4.焊剂盒：直径为90—120mm，依据所焊钢筋直径选择。
(二)辅助工具 包含钢丝刷、焊剂桶、小铲子、扳手等。
(三)材料
1. 钢筋：采取本工法焊接钢筋，其性能应符合下列标准要求：《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499-91），《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013-91），《钢筋混凝土用余热处理钢筋》（GB13014-91）。
被焊钢筋端部如弯曲或扭曲应切除或矫正，铁锈、水泥、油污等附着物应清除洁净。
2. 焊剂：采取431焊剂（高锰高硅低氟）。焊剂性能应符合《碳素钢埋弧焊剂》（GB5293-85）要求。焊剂使用前必需经250-300℃烘焙2小时，回收后焊剂要过筛去除熔渣、浮土及其它杂质，烘干后和新焊剂掺合使用。
3. 电源线：电源线截面积依据所焊钢筋焊接参数确定，一次线长度按需要配置，二次线长度不应超出25cm。
4. 石棉布或硅酸铝毡：用于堵严焊剂盒下口和钢筋之间缝隙，预防钢水流出。
5. 铁丝球：作为引弧用，铁丝球材料可用绑扎钢筋退火铁丝，球径为10-12mm，球每一层缠绕方向应相互成直角交叉。
七、劳动组织和管理
（一）劳动组织 由4—5人组成1个焊接小组（见表2）。依据需要再临时配置电工、钢筋工、电气焊工、机械修理工、架子工等。
表2 焊接小组人员组成

(二)机具配置 每个小组配置焊接机具1套，包含：焊接变压器1台，控制箱1个、焊接机头6—8个、辅助工具1套。
(三)劳动定额 1个小组每台班焊接φ16—22钢筋接头90个，φ25—32钢筋接头80个，φ36—40钢筋接头70个。
八、质量检验和验收
焊接接头质量检验方法及验收标准应严格根据《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18—84)第四章第一节和第五节要求实施。
(一)质量确保方法
1.凡从事钢筋电渣压力焊焊工，必需根据《钢筋焊接及验收规程》中相关要求，经过培训，并考试合格后方能持证上岗。辅助工也需经过合适培训。
2.建立健全质量确保体系，由管理人员、技术人员、安质员 焊工班长、焊接小组长等组成质量管理小组，抓好安全质量管理。各工种应分工明确，责任落实到人。
3.负责施工技术人员应结合工程具体情况，预先制订实施方案，画出钢筋分布图，划分各小组责任区，并向焊接工班具体进行技术交底。
4.各焊接小组应在自己责任区内按流水作业法组织焊接施工，以利于提升施工效率和质量。
5.正式焊接前或钢筋品种变换时，全部必需优异行试焊，并按质量验收标准进行检验，合格后方能正式施工。
6.每批接头焊接完成后，要严格按要求进行质量检验和验收，并填写质量评定表。不合格批量接头必需返工。
7.焊接机具及工具应有专员保管，焊前要认真检验。焊接施工时应按要求使用，不得乱摔乱放，随意拆卸。施工完成要立即进行清理、维修。
(二)焊接接头常见焊接缺点和预防方法(见表3)

九、安全方法
竖向钢筋电渣压力焊接施工时，除应遵守现场施工相关安全要求或制度外，还应注意下列几点：
1.机具设备应符合安全用电要求，焊机必需接地，电器连接处必需绝缘可靠，确保操作人员安全。
2.焊接变压器不得超负荷使用，焊接时要遵守暂载率要求，以免过热损坏。
3.施工现场应搭设固定或移动式脚手架，方便焊接操作和扶持钢筋，脚手架要求稳固、安全。
4.操作人员必需穿戴绝缘鞋、手套等防护衣具。
5.焊接工位周围不得有易燃易爆品，施工现场应配置消防器材。
6.焊接时焊剂盒一定要堵严扣紧，以防钢水流出伤人。
7.夜间施工必需有足够照明设备。
十、效益分析
1.电渣压力焊将钢筋对接，受力状态良好，有利于提升混凝土质量。
2.降低了工人劳动强度，改善了劳动环境，避免有害气体和刺激性强光对操作者产生危害。焊接时无火花飞溅，有利于防火和操作者安全。
3.焊接速度快，效率高。电弧焊每个接头焊接时间需20—30分钟，而电渣压力焊只需4分钟左右，提升工效5倍以上，可大大加紧施工进度。
4.采取电渣压力焊可节省大量钢筋和电焊条，综合经济效益很显著。以直径32mm钢筋接头为例，电渣压力焊每个接头成本仅为电弧焊18%，为绑扎搭接接头13%。
十一、工程实例
北京市大兴药研基地主厂房870工程为现浇混凝土框架结构，共有250根柱子，竖向钢筋接头3000多个，其中φ25接头760个，φ22接头1760个，其它直么接头480个，全部采取电渣压力焊工艺焊接。焊接机具选择BX-1000型弧焊机、机头选择北京第一通用机械厂生产MH-36-Ⅰ型埋弧对焊机，焊剂采取431型焊机，接头质量一次合格率98%以上，拉伸试验一次合格率100%，接头强度均高于母材抗拉强度值。因为采取了电渣压力焊工艺替换绑扎搭接，共节省钢材8吨，综合节省费用1.3万元，取得了很好经济效益和社会效益。
执笔：徐光明 丁秦生