02.17 建設工程鋼筋焊接(鋼筋閃光對焊)

鋼筋閃光對焊是將兩根鋼筋安放成對接形式,利用焊接電流通過兩根鋼筋接觸點產生的電阻熱,使接觸點金屬熔化,產生強烈飛濺,形成閃光,迅速施加頂鍛力完成的一種壓焊方法。

對焊設備

常用對焊機的技術性能,見表9-38。圖9-78示出建築工地常用的UN1-75型手動對焊機。

建設工程鋼筋焊接(鋼筋閃光對焊)


建設工程鋼筋焊接(鋼筋閃光對焊)

圖9-78 UN1-75型手動對焊機

對焊工藝

鋼筋閃光對焊的焊接工藝可分為連續閃光焊、預熱閃光焊和閃光-預熱閃光焊等,根據鋼筋品種、直徑、焊機功率、施焊部位等因素選用。

1.連續閃光焊

連續閃光焊的工藝過程包括:連續閃光和頂鍛過程(圖9-79a)。施焊時,先閉合一次電路,使兩根鋼筋端面輕微接觸,此時端面的間隙中即噴射出火花般熔化的金屬微粒——閃光,接著徐徐移動鋼筋使兩端面仍保持輕微接觸,形成連續閃光。當閃光到預定的長度,使鋼筋端頭加熱到將近熔點時,就以一定的壓力迅速進行頂鍛。先帶電頂鍛,再無電頂鍛到一定長度,焊接接頭即告完成。

2.預熱閃光焊

預熱閃光焊是在連續閃光焊前增加一次預熱過程,以擴大焊接熱影響區。其工藝過程包括:預熱、閃光和頂鍛過程(圖9-79b)。施焊時先閉合電源,然後使兩根鋼筋端面交替地接觸和分開,這時鋼筋端面的間隙中即發出斷續的閃光,而形成預熱過程。當鋼筋達到預熱溫度後進入閃光階段,隨後頂鍛而成。

3.閃光-預熱閃光焊

閃光-預熱閃光焊是在預熱閃光焊前加一次閃光過程,目的是使不平整的鋼筋端面燒化平整,使預熱均勻。其工藝過程包括:一次閃光、預熱、二次閃光及頂鍛過程(圖9-79c)。施焊時首先連續閃光,使鋼筋端部閃平,然後同預熱閃光焊。

建設工程鋼筋焊接(鋼筋閃光對焊)

圖9-79 鋼筋閃光對焊工藝過程圖解

(a)連續閃光焊;(b)預熱閃光焊;(c)閃光-預熱-閃光焊

t1-閃光時間;t1.1-一次閃光時間;t1.2-二次閃光時間;t2-預熱時間;t3-頂鍛時間

對焊參數

對焊參數包括:調伸長度、閃光留量、閃光速度、頂鍛留量、頂鍛速度、頂鍛壓力及變壓器級次。採用預熱閃光焊時,還要有預熱留量與預熱頻率等參數。

連續閃光焊和閃光-預熱-閃光焊的各項留量圖解見圖9-80。

建設工程鋼筋焊接(鋼筋閃光對焊)

1.調伸長度

調伸長度是指焊接前,兩鋼筋端部從電極鉗口伸出的長度。調伸長度的選擇與鋼筋品種和直徑有關,應使接頭能均勻加熱,並使鋼筋頂鍛時不致發生旁彎。調伸長度取值:HPB235級鋼筋為0.75~1.25d,HRB335與HRB400級鋼筋為1.0~1.5d(d——鋼筋直徑);直徑小的鋼筋取大值。

2.閃光留量與閃光速度

閃光(燒化)留量是指在閃光過程中,閃出金屬所消耗的鋼筋長度。閃光留量的選擇,應使閃光過程結束時鋼筋端部的熱量均勻,並達到足夠的溫度。閃光留量取值:連續閃光焊為兩鋼筋切斷時嚴重壓傷部分之和,另加8mm;預熱閃光焊為8~10mm;閃光-預熱-閃光焊的一次閃光為兩鋼筋切斷時刀口嚴重壓傷部分之和,二次閃光為8~10mm(直徑大的鋼筋取大值)。

閃光速度由慢到快,開始時近於零,而後約1mm/s,終止時達1.5~2mm/s。

3.預熱留量與預熱頻率

預熱程度由預熱留量與預熱頻率來控制。預熱留量的選擇,應使接頭充分加熱。預熱留量取值:對預熱閃光焊為4~7mm,對閃光-預熱-閃光焊為2~7mm(直徑大的鋼筋取大值)。

預熱頻率取值:對HPB235級鋼筋宜高些;對HRB335, HRB400級鋼筋宜適中(1~2次/s),以擴大接頭處加熱範圍,減少溫度梯度。

4.頂鍛留量、頂鍛速度與頂鍛壓力

頂鍛留量是指在閃光結束,將鋼筋頂鍛壓緊時因接頭處擠出金屬而縮短的鋼筋長度。頂鍛留量的選擇,應使鋼筋焊口完全密合併產生一定的塑性變形。頂鍛留量宜取4~10mm,級別高或直徑大的鋼筋取大值。其中,有電頂鍛留量約佔1/3,無電頂鍛留量約佔2/3,焊接時必須控制得當。

頂鍛速度應越快越好,特別是頂鍛開始的0.1s應將鋼筋壓縮2~3mm,使焊口迅速閉合不致氧化,而後斷電並以6mm/s的速度繼續頂鍛至結束。

頂鍛壓力應足以將全部的熔化金屬從接頭內擠出,而且還要使鄰近接頭處(約10mm)的金屬產生適當的塑性變形。

5.變壓器級次

變壓器級次用以調節焊接電流大小。鋼筋級別高或直徑大,其級次要高。焊接時如火花過大並有強烈聲響,應降低變壓器級次。當電壓降低5%左右時,應提高變壓器級次1級。

6.RRB400級鋼筋閃光對焊時,與熱軋鋼筋比較,應減小調伸長度,提高焊接變壓器級數,縮短加熱時間,快速頂鍛,形成快熱快冷條件,使熱影響區長度控制在鋼筋直徑的0.6倍範圍之內。

對焊參數,根據焊接電流和時間不同,分為強參數(即大電流和短時間)和弱參數(即電流較小和時間較長)兩種。採用強參數,可減少接頭過熱並提高焊接效率,但易產生淬硬傾向。採用弱參數,可減小溫度梯度和冷卻速度。

對焊缺陷及消除措施

在閃光對焊生產中,當出現異常現象或焊接缺陷時,宜按表9-39查找原因,採取措施,及時消除。

建設工程鋼筋焊接(鋼筋閃光對焊)

對焊接頭質量檢驗

1.取樣數量

在同一臺班內,由同一焊工,按同一焊接參數完成的300個同類型接頭作為一批。一週內連續焊接時,可以累計計算。一週內累計不足300個接頭時,也按一批計算。

鋼筋閃光對焊接頭的外觀檢查,每批抽查10%的接頭,且不得少於10個。

鋼筋閃光對焊接頭的力學性能試驗包括拉伸試驗和彎曲試驗,應從每批成品中切取6個試件,3個進行拉伸試驗,3個進行彎曲試驗。

2.外觀檢查

鋼筋閃光對焊接頭的外觀檢查,應符合下列要求:

(1)接頭處不得有橫向裂紋;

(2)與電極接觸處的鋼筋表面,不得有明顯的燒傷;

(3)接頭處的彎折,不得大於4°;

(4)接頭處的鋼筋軸線偏移α,不得大於鋼筋直徑的0.1倍,且不得大於2mm;其測量方法見圖9-81。

建設工程鋼筋焊接(鋼筋閃光對焊)

當有一個接頭不符合要求時,應對全部接頭進行檢查,剔出不合格接頭,切除熱影響區後重新焊接。

3.拉伸試驗

鋼筋對焊接頭拉伸試驗時,應符合下列要求:

(1)三個試件的抗拉強度均不得低於該級別鋼筋的抗拉強度標準值;

(2)至少有兩個試樣斷於焊縫之外,並呈塑性斷裂。

當檢驗結果有一個試件的抗拉強度低於規定指標,或有兩個試件在焊縫或熱影響區發生脆性斷裂時,應取雙倍數量的試件進行復驗。複驗結果,若仍有一個試件的抗拉強度低於規定指標,或有三個試件呈脆性斷裂,則該批接頭即為不合格品。

模擬試件的檢驗結果不符合要求時,複驗應從成品中切取試件,其數量和要求與初試時相同。

4.彎曲試驗

鋼筋閃光對焊接頭彎曲試驗時,應將受壓面的金屬毛刺和鐓粗變形部分去掉,與母材的外表齊平。

彎曲試驗可在萬能試驗機、手動或電動液壓彎曲機上進行,焊縫應處於彎曲的中心點,彎心直徑見表9-40。彎曲至90°時,至少有2個試件不得發生破斷。

建設工程鋼筋焊接(鋼筋閃光對焊)

當試驗結果,有2個試件發生破斷時,應再取6個試件進行復驗。複驗結果,當仍有3個試件發生破斷,應確認該批接頭為不合格品。


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