电渣压力焊作业指导书

市华宇公司水岸山城二期项目部电渣压力焊作业指导书浏阳市水岸山城5#、6#栋工程电渣压力焊作业指导书浏阳市华宇建设工程有限责任公司水岸山城二期项目经理部二00九年十二月一、竖向钢筋电渣压力焊新技术简介：电渣压力焊技术首创于我国60年代，从80年代初开始，四川省建筑科学研究院等单位，从焊接工艺到焊接设备，对竖向钢筋电渣压力焊技术进行了深入的研究，取得重大成果并达到实用化的程度，为其广泛应用创造了良好的条件。国家科委在1993年将该项焊接技术列为重点推广的科技成果项目。使该项技术迅速转化为生产力，在推广应用种进一步得到了发展提高，成为我国粗钢筋竖向焊接中的一种主要方法。二、竖向钢筋电渣压力焊原理：电渣压力焊属于熔化压力焊，是将钢筋被焊处置于焊剂包围下，通电加热，再经顶压而形成接头的一种焊接方法。电渣压力焊过程，在焊接开始时，首先在上下钢筋端面间引燃电弧，电弧周围的焊剂熔化而形成空气间隙；随后在一定的焊接电压下进行电弧过程的延时，使焊剂不断熔化而形成必要深度的渣池；接着使上钢筋端部插入渣池，电弧熄灭，进行电渣过程延时，使钢筋全断面加速熔化；最后在断电的同时迅速进行顶压，排除熔渣和熔池金属。由于钢筋电渣压力焊的引弧过程和顶压过程十分短暂，因此，对于焊接加热有着重大影响的只是电弧过程和电渣过程。电渣压力焊的加热 从理论上讲，焊接一个钢筋电渣压力焊接头电流所做的总热功（W），可视为电弧过程所做的热功（w1）与电渣过程所做的热功（w1）之和，即：其中： W=w1+w2 W1= W2=式中：i1、i2分别为电弧过程和电渣过程的焊接电流（A）；v1、v2分别为电弧过程和电渣过程的焊接电压（V）；t1、t2分别为电弧过程和电渣过程结束时的时间（S）。电弧过程的热源是电弧热量，电渣过程的热源则是电阻热能。通常的电弧过程，是指在两极之间的气体介质中产生强烈而持久的放电现象。电弧放电所产生的温度高达6000K左右。竖向钢筋电渣压力焊时的电弧过程是在焊剂包围中进行的，两个极一是被焊钢筋端部，电弧不移位。因而比一般电弧焊或埋弧焊的热量更为集中，热量散失少，热效率更高。电渣过程是在较高温度的基础上进行的，加上电流流经渣池而产生电阻热作用，这时使其温度可达到1700以上，大大超过钢的熔点。充分认识和利用上述加热特点，对于缩短焊接时间和获得优良的焊接质量有重要意义。三、电渣压力焊接头形成特点： 第一，焊接过程中，始终受到良好保护，焊缝金属免于遭受氧化和氮化。第二，焊接过程中如同炼钢一般，冶金反应比较充分，焊剂中的高锰、高硅元素少量渗入焊接，使其得到强化。第三，焊接时间，熔池金属为焊接电流回路的一部分，不断有热量输入，始终处于液体状态，故其在顶压时很容易地被排除于焊缝之外。这既有利于克服夹渣缺陷，又可减少因熔池金属残存于焊缝形成铸造组织而带来不良影响。由于压力很小，接头处不产生镦粗变形，这一使得结合处的横截面积不增加。因此，确保接头有良好的内在质量是至关重要的。竖向钢筋电渣压力焊工艺竖向钢筋电渣压力焊采用焊接电流较小，焊接时间又较短的“小能量焊接”。属于“延长电弧过程、缩短电渣过程，分阶段控制”的焊接方法。整个工艺过程分4个阶段：（1）引弧过程，力求可靠；（2）电弧过程，延时充分；（3）电渣过程，短而稳定；（4）顶压过程，压力适当。当焊接电流较小、钢筋端面较平整时，采取直接引弧法难度较大。而引弧过程是否顺利，不仅影响生产效率，还会影响到焊接参数的正常控制。因此，一般在钢筋的纵使处安放直径不小于1cm的铁丝球引弧。当接通电源时，电流通过铁丝球与上下钢筋端面的接触点形成短路。由于接触点的电阻和电流密度很大，能产生很高的电阻热，可迅速地被加热至液体状态，液体金属汽化而形成空气间隙，最终使两极空间的空气剧烈电离而产生电弧。电弧过程，周围的焊剂逐渐熔化，直至形成必要深度的渣池，这时钢筋端面的凸出部分不断烧化，直至趋于平整，为转入电渣过程创造条件。因此，电弧过程必须有足够的延续时间。电渣过程是在超过钢的熔点下进行的。在此期间，由于上钢筋端部会加速熔化，可使接头上部的热影响区比下部约长1倍。为利于钢筋的端面形成微凸状，以便排除气孔、夹渣缺陷和减少残存于缝的熔池金属形成铸造组织；同时为了减轻接头的过热倾向，电渣过程的延续时间应尽可能地缩短一些。顶压过程需有一事实上的顶压力，其大小以排除全部熔渣和熔池金属即可。四、焊接工艺参数选择1、焊接电流 焊接电流是电渣压力焊的主要参数。电流过小时，除容易造成短路外，主要是不能充分熔化焊剂，形不成高温渣池，钢筋端头得不到均匀熔化，挤压时一不能顺利地将熔渣和氧化夹杂物挤除；电流过大时，则渣池温度会过高，容易引起接头过热。经实践证明，焊接电流应根据钢筋直径确定，一般按每mm2端面0.70.9A为宜。在合适的电流下，经熔化后的上钢筋端面形状呈光滑的半球形。2、焊接电压 电渣压力焊过程中，焊接电压是变化的。当电弧开始引燃至焊剂熔化形成渣池阶段时，为使焊剂充分熔化，需将电弧拉长，所以电压较高，一般以控制在40V左右为宜，该电压也称造渣电压。当造渣结束进入电渣阶段时，钢筋已插入渣池，电弧也熄灭，电压迅速下降，一般控制在20V左右（如太低时，便会形成短路，影响端头的均匀熔化）。该电压称为电渣电压或渣池电压。3、焊接时间 虽然钢筋电渣压力焊包括4个过程，但由于引弧和挤压是一瞬间，其耗时可忽略不计，所以焊接时间是指造渣时间加电渣时间。4、钢筋熔化量 钢筋熔化量应以能获得光滑平整的焊接端面为标准。熔化量的大小一般与钢筋端面的不平度有关。试验证明，熔化量以20300mm为宜。随着钢筋直径的变粗，端面不平度也随之加大，因此，熔化度也要相应地加大。五、电渣压力焊材料及设备1、钢筋 用于电渣压力焊的钢筋，在钢筋焊接及验收规程（JGJ1884）中限定级。随着级钢筋用量的增加和进口钢筋（多数相当于我国的级钢筋）的增多，给电渣压力焊的应用带来了一定难度。近几年来，科研人员进行了大量的试验研究，为级钢筋采用电渣压力焊寻求到了有效的焊接工艺，即采取“延长电弧过程，分阶段控制”的小能量焊接法，效果较好。但用于25MnSi钢筋仍是比较困难的，必须认真对待。此外，对于扎后余热处理钢筋（即水淬强化钢筋），也不宜采用电渣压力焊。这是因为，电渣压力焊的高温延续时间较长，接头区域会产生软化现象而导致钢筋的强度有所下降。2、焊剂 用于钢筋电渣压力焊的焊剂，宜采用431焊剂或其它性能接近的产品。这类焊剂的成分特点是：锰、硅含量较高。在焊接过程中可对焊缝起渗合金的作用，因此，钢筋电渣压力焊接头结合处，虽说断面没有扩大，但由于渗合金的强化效果，焊口很容易达到与母材等强。焊剂要避免受潮，因为，潮湿焊剂在高温作用下将产生蒸汽，会使焊缝产生气孔。受潮的焊剂，在焊前必须按规定进行烘烤。施焊中尚未烧结成块的焊剂可回收与新焊剂混合后，再次使用，但不能掺有水泥，沙石等杂质。3、焊接设备 竖向钢筋电渣压力焊机是完成这项新工艺的专用设备，主要由3部分组成，即焊接电源、机头和监视控制部分。焊接电源可为直流电源，也可为交流电源。不论是哪种电源，均应具备空载电压应较高，在75V以上，以有利于引燃电弧和减少对于网络电压的苛求（即使电压降达5%，仍能正常进行焊接工作）。焊接机头应小巧灵活和使用方便，且能满足异径钢筋或端部稍弯钢筋的调偏。控制部分主要是焊接电源的控制；监视部分则为监视焊接时的工作状态，其结构形式可以多样，即应用方便，满足焊接工艺的需要就可以了。总之，选用好焊接设备，是保证焊接质量的重要环节。六、钢筋电渣压力焊施工钢筋电渣压力焊施工中，焊接质量的优劣、生产效率的高低，与生产管理水平和操作者的素质密切相关，对此，负责施工的技术人员要结合实际制订电渣压力焊实施方案，关认真执行有关规定。1、从事钢筋电渣压力焊的焊工，需专门培训，取得考试合格证后，方可上岗。2、进入施工现场之前，或中途更换钢筋品种时，必须进行现场条件下的焊接性能试验，以确定相应的焊接工艺参数。3、焊接施工前需进行下述准备： 检查焊接设备，使其处于正常工作状态；检查钢筋端部是否挺直，如有弯折，应予以切除或矫直，不宜采取锤击方法； 检查钢筋端部150mm区段内是否具备良好的导电条件，如有锈蚀、油污杂物等，应清除干净。4、钢筋电渣压力焊的施工，应组建专业班组进行，其成员应相对稳定。每个成员都应熟知钢筋电渣压力焊技术要求和注意事项，不断提高焊接施工技术水平。5、施工应认真负责，随时对所焊接头进行自检，如发现有不允许的焊接缺陷，及时查找原因，及时纠正。竖向钢筋电渣压力焊的缺陷性质： 防治：轴线偏移 钢筋的焊接端部力求挺直、正确安装夹具和钢筋、及时修理或更换已变形的电极钳口、焊接操作过程避免晃动接头弯折 钢筋的焊接端部力求挺直、正确安装钢筋，并在焊接时 始终扶持端正、焊毕，适当延长扶持上钢筋的时间、及 时修理或更换已变形的电极和夹具结合不良 正确调整动夹头的起始点，确保上钢筋下送到位、避免 下钢筋伸出钳口的长度过短，确保熔池金属受到焊剂正 常依托、防止在焊接时焊剂局部泄露，避免熔池金属局部流失、避免顶压前过早断电，有效地排除夹渣 焊包不匀 减少钢筋端面的不平整度、装焊剂时，力求钢筋四周均匀一致、焊剂回收使用时排除一切杂质、避免电弧电压过高，减少偏弧现象、防止焊剂局部泄露，避免熔池金属局部下坩过热（焊包薄而大） 合理选择焊接参数，避免采取大能量焊接法、减少焊接时间、缩短电渣过程气孔、夹渣 遵守使用焊剂的有关规定、焊前对钢筋端部的锈斑、杂物清除干净、缩短电渣过程，使钢筋端面呈微凸状、及时进行顶压过程七、质量检验 质量检验应按钢筋焊接及验收规程（JGJ18-84）中有关规定执行。外观检查 接头焊包应均匀，不得有裂纹，钢筋表面不得有明显烧伤等缺陷。 接头处钢筋轴线的偏移量不得超过直径的10，同时不得大于2mm。 接头处弯折角不得大于4。力学性能实验 一般构筑物中，没300个同类型（同钢筋直径，同钢筋级别）接头作为一批。现浇钢筋砼框架结构中，每一楼层中以300个同类型接头微一批；不足300个时，仍作为一批。拉伸实验的合格标准是：3个试件不得低于该级别钢筋规定的抗拉强度值，若有一个试件不合格，应取双倍数量的试件进行复验。复验结果，若仍有一个试件的强度达不到要求，该批接头判为不合格。八、安全注意事项安全措施