鋼筋電渣壓力焊是將兩根鋼筋安放成豎向對接形成,利用焊接電流通過兩根鋼筋端面間隙,在焊劑層下形成電弧過程和電渣過程,產生電弧熱和電阻熱,熔化鋼筋,加壓完成的一種壓焊方法。這種焊接方法比電弧焊節省鋼材、工效高、成本低,適用於現澆鋼筋混凝土結構中豎向或斜向(傾斜度在4:1範圍內)鋼筋的連接。
電渣壓力焊在供電條件差、電壓不穩、雨季或防火要求高的場合應慎用。
焊接設備與焊劑
電渣壓力焊的焊接設備包括:焊接電流、焊接機頭、控制箱、焊劑填裝盒等,見圖9-89。
1.焊接電源
豎向鋼筋電渣壓力焊的電源,可採用一般的BX3-500型與BX2-1000型交流弧焊機,也可採用JSD-600型與JSD-1000型專用電源,見表9-49。
一臺焊接電源可供數個焊接機頭交替用電,電纜線與機頭的連接採用插接式,以獲得較高的生產效率。空載電壓應較高(≥75V),以利引弧。
2.焊接機頭
焊接機頭有槓桿單柱式、絲桿傳動雙柱式等。
(1)LDZ型槓桿單柱焊接機頭(圖9-90)由單導柱、夾具、手柄、監控儀表、操作把等組成。下夾具固定在鋼筋上,上夾具利用手動槓桿可沿單柱上、下滑動,以控制上鋼筋的運動和位置。
(2)MH型絲桿傳動式雙柱焊接機頭(圖9-91)由傘形齒輪箱、手柄、升降絲桿、夾具、夾緊裝置、雙導柱等組成。上夾具在雙導柱上滑動,利用絲桿螺母的自鎖特性使上鋼筋易定位;夾具定位精度高,卡住鋼筋後無需調整對中度。
YJ型焊接機頭,利用梯形螺紋傳動和單柱導向,也取得良好的效果。
上述各類焊接機頭,可採用手控與自控相結合的半自動化操作方式。
3.焊劑盒與焊劑
焊劑盒呈圓形,由兩半圓形鐵皮組成,內徑為80~100mm,與所焊鋼筋的直徑相適應。
焊劑盒宜與焊接機頭分開。當焊接完成後,先拆機頭,待焊接接頭保溫一段時間後再拆焊劑盒。特別是在環境溫度較低時,可避免發生冷淬現象。
焊劑宜採用HJ431型。該焊劑含有高錳、高硅與低氟成分,其作用除起隔絕、保溫及穩定電弧作用外,在焊接過程中還起補充熔渣、脫氧及添加合金元素作用,使焊縫金屬合金化。
焊劑使用前必須在250℃溫度烘烤2h,以保證焊劑容易熔化,形成渣池。
焊接工藝與參數
1.焊接工藝
施焊前,焊接夾具的上、下鉗口應夾緊在上、下鋼筋上;鋼筋一經夾緊,不得晃動。
電渣壓力焊的工藝過程包括:引弧、電弧、電渣和頂壓過程(圖9-92)。
(1)引弧過程:宜採用鐵絲圈引弧法,也可採用直接引弧法。
鐵絲圈引弧法是將鐵絲圈放在上、下鋼筋端頭之間,高約10mm,電流通過鐵絲圈與上、下鋼筋端面的接觸點形成短路引弧。
直接引弧法是在通電後迅速將上鋼筋提起,使兩端頭之間的距離為2~4mm引弧。當鋼筋端頭夾雜不導電物質或過於平滑造成引弧困難時,可以多次把上鋼筋移下與下鋼筋短接後再提起,達到引弧目的。
(2)電弧過程:靠電弧的高溫作用,將鋼筋端頭的凸出部分不斷燒化;同時將接口周圍的焊劑充分熔化,形成一定深度的渣池。
(3)電渣過程:渣池形成一定深度後,將上鋼筋緩緩插入渣池中,此時電弧熄滅,進入電渣過程。由於電流直接通過渣池,產生大量的電阻熱,使渣池溫度升到近2000℃,將鋼筋端頭迅速而均勻熔化。
(4)頂壓過程:當鋼筋端頭達到全截面熔化時,迅速將上鋼筋向下頂壓,將熔化的金屬、熔渣及氧化物等雜質全部擠出結合面,同時切斷電源,焊接即告結束。
接頭焊畢,應停歇後,方可回收焊劑和卸下焊接夾具,並敲去渣殼;四周焊包應均勻,凸出鋼筋表面的高度應大於或等於4mm。
2.焊接參數
電渣壓力焊的焊接參數主要包括:焊接電流、焊接電壓和焊接時間等,見表9-50。
焊接缺陷及消除措施
在鋼筋電渣壓力焊的焊接過程中,如發現軸線偏移、接頭彎折、結合不良、燒傷、夾渣等缺陷,參照表9-51查明原因,採取措施,及時消除。
電渣壓力焊、接頭質量檢驗
1.取樣數量
電渣壓力焊接頭應逐個進行外觀檢查。當進行力學性能試驗時,應從每批接頭中隨機切取3個試件做拉伸試驗,且應按下列規定抽取試件。
(1)在一般構築物中,應以300個同級別鋼筋接頭作為一批;
(2)在現澆鋼筋混凝土多層結構中,應以每一樓層或施工區段中300個同級別鋼筋接頭作為一批,不足300個接頭仍應作為一批。
2.外觀檢查
電渣壓力焊接頭外觀檢查結果應符合下列要求:
(1)四周焊包凸出鋼筋表面的高度應大於或等於4mm。
(2)鋼筋與電極接觸處,應無燒傷缺陷;
(3)接頭處的彎折角不得大於4°;
(4)接頭處的軸線偏移不得大於鋼筋直徑0.1倍,且不得大於2mm。
外觀檢查不合格的接頭應切除重焊,或採用補強焊接措施。
3.拉伸試驗
電渣壓力焊接頭拉伸試驗結果,3個試件的抗拉強度均不得小於該級別鋼筋規定的抗拉強度。
當試驗結果有1個試件的抗拉強度低於規定值,應再取6個試件進行復驗。複驗結果,當仍有1個試件的抗拉強度小於規定值,應確認該批接頭為不合格品。
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