竖向变截面钢筋电渣压力焊的质量控制

竖向变截面钢筋电渣压力焊的质量控制Happy20131、前言钢筋电渣压力焊是应用较为广泛的竖向钢筋连接技术之一，它是利用被焊钢筋端头之间形成的电弧，来熔化焊剂而获得2000℃左右高温熔渣将被焊钢筋端头均匀地熔化，再经挤压而形成焊接接头的方法，这种焊接方法，具有节能、节约钢材、施工操作简便，工效高，经济效益明显，成本低廉，安全可靠的特点，在多层和高层建筑中，适用于钢筋混凝土结构中竖向或斜向（倾斜度在4：1范围内）钢筋（直径一般为14MM——40MM）的连接。2、电渣压力焊接头生产工艺要求和质量标准2．1电渣压力焊的工艺过程包括引弧、电弧、电渣和挤压过程。2．2生产工艺要求：在电源压力焊施工中，应注意焊接全过程的任何一个环节。原材料必须合格，接头部位清理干净，钢筋安装上下同心，夹具紧固，严禁晃动，引弧过程，力求可靠，电弧过程，延时充分；电渣过程，短而稳定，挤压过程，压力适当。2．3质量标准保证项目2．3．1钢筋的品种和质量，必须符合设计要求和有关标准的规定。2．3．2钢筋的规格，焊接接头的位置，同一区段内的接头钢筋面积的百分比，必须符合设计要求和施工规范的规定。2．3．3电渣压力焊接头的力学性能检验必须合格。2．4质量标准基本项目：钢筋电渣压力焊接头应逐个进行外观检查，结果应符合下列要求：2．4．1焊包应均匀，突出部分最少高出钢筋表面4MM。2．4．2电极及钢筋接触处，无明显的烧伤缺陷。2．4．3接头处的弯折角度不大于3度（原规范为4度）2．4．4接头处的轴线位移不超过0.1倍钢筋直径，同时不大于2MM。3、变截面钢筋电渣压力焊施工质量控制。3．1在施工中，我们经常遇到设计要求将不同直径竖向钢筋进行连接。对于不同直径竖向钢筋的连接，采用电渣压力焊技术，比机械连接方法显得更为方便、节约、可靠，在工程应用中颇受欢迎。然而变截面钢筋电渣压力焊在实际施工操作中往往因为操作人员的素质，机械设备、材料、施工方法及施工条件等因素的影响而造成焊接接头质量缺陷。我在多年的工程实践中经过检查和总结，对于变截面钢筋电渣压力焊接头易出现的质量问题进行了分类，并针对不同问题采取相应措施，有效地控制了变截面钢筋电渣压力焊的焊接质量。3．2变截面钢筋电渣压力焊施工中易发生的质量缺陷、原因分析及控制措施。3．2．1焊接接头弯折角度超标产生的主要原因：钢筋原材料端部或用切断机下料切割的钢筋端头不平整，端部有硬弯，这样在两根钢筋对接时，接触面就无法对平从而产生较大弯折；焊机夹具上下夹口不同轴，班组考虑经济因素等使用已经过度磨损的夹具；班组为了抢赶进度或夹具数量不够，在操作中接头处钢筋熔液尚未完全固化即过早卸除夹具，使接头受力过早，在上部钢筋受自重作用下或受风力或外力碰撞下发生倾斜变形。控制措施：在钢筋配料时，选择合适的断料机械并仔细检查钢筋原材料端部和切断后的钢筋端部，将钢筋端头存在的弯头部分切平整，及时修理或更换不合格夹具，在保证夹具上下同轴的情况下，根据上下不同直径钢筋的变化情况，利用不同厚度角铁制作合理的辅助钢衬垫模具（如图一所示）并将钢衬垫挂在用于较小直径钢筋的夹具内侧，衬垫的厚度以钢筋大小直径之差的一半为宜，这样就能够有效保证不同直径钢筋上下同心；操作时配备足够数量的夹具，防止为连续生产而提前卸除夹具；施焊前，确保夹具紧固，严禁钢筋晃动，挤压断电后，应根据操作经验或天气情况、周围环境等确定卸除夹具的时间。一般情况下在焊接完成后冷却不少于30秒卸除夹具，根据不同情况可适当延长冷却时间，从而保证焊接头部位有足够的固结时间来达到承受上部钢筋自重或外力所需强度。在拆除夹具时，还要注意动作灵活，做到轻拧轻卸，防止因用力不当造成钢筋晃动而引起接头变形发生严重弯折。3．2．2焊接接头钢筋偏心。现象：上下钢筋接头轴线位移大于0.1d直径且大于2MM。产生的原因：焊接时上、下钢筋没有安放在同一轴线上，造成接头处轴线发生位移；有的为了减少焊接接头，将竖筋两层一焊接，造成由于钢筋偏长摇晃而使钢筋接头发生偏移；电渣压力焊夹具安装时末夹牢，上下夹具不同轴，钢筋端部存在弯头，上下钢筋虽然在同一轴线上，但端部已经产生偏移。控制措施：根据需要焊接钢筋的不同直径差别，选择已制作好的钢衬垫模具（见上图一），垫在准备夹较小直径钢筋的夹具内，以确保夹牢后上下钢筋在同一轴线上；按设计层高下料，每层钢筋下料长度均按相邻钢筋上下相互错开一个锚固长度，且不低于500MM；及时修理、更换不合格的夹具，保证上、下同轴，安装牢固；钢筋安装前，仔细检查原材料端部，及时割除端部弯曲部分，确保按头处平整。3．2．3焊包薄而大。现象：焊包突出钢筋表面小于4MM。产生原因：在顶压过程中，由于顶压速度过快且压力过大，把熔化的金属液体过多地挤向了四周；焊接电流过大，焊接时间过长使熔化的金属液体过多，造成挤压的焊包薄而大。控制措施：顶压时要注意压力适当，利用钢筋自重压力逐渐下送钢筋，使上部钢筋把溶化的金属液体均匀地挤到钢筋四周，形成厚薄均匀，大小适中的焊包；焊接时应根据不同直径钢筋（按较小直径钢筋）选择焊接参数（电流参数和时间参数）。3．2．4焊接接头“虚焊”。焊接接头“虚焊”即结合不良就是钢筋接头外观正常，但若受力冲击，接头就会断裂，如果没有认真检查将会给工程留下很大隐患。产生原因：接头端面不清洁，熔透时间不足，焊接电流太小，未熔透，为抢进度，焊接速度太快。控制措施：施焊前将接头端部清除干净，无泥质、铁锈、油污。选择好焊接参数，保证足够的熔融时间，顶压时注意压力适当，及时断电。3．2．5焊接接头脆断。现象：焊接接头外观检查合格，但现场抽取焊接接头做试验时，发现接头脆断。产生原因：焊接接头处降温太快。控制措施：电渣压力焊可在负温下进行，但当环境温度低于-20℃时，则不宜进行焊接。雨天、雪天不宜进行施焊，当必须施焊时，应采取有效的遮蔽措施，确保焊后未充分冷却时接头避免遭遇雨雪，严格控制接头冷却时间，一般不低于30秒。3．2．6焊接接头有气孔、夹渣、未焊合。现象：外观检查时看见焊包的表面上有气孔、夹渣，钢筋的端面上有一部分来熔化，切割该根钢筋焊接接头做试验时往往尚未达到屈服强度就断裂。产生原因：焊剂潮湿，焊前未进行烘焙，施焊时焊剂中的气体进入金属熔液中形成气孔；焊剂装填偏少，焊接处埋入焊剂深度不够，造成空气进入焊包形成气孔；焊接头处铁锈杂物未清理干净，焊后有夹渣，挤压不及时，部分金属熔液固化，使焊渣不能排出；焊接电流偏小或焊接时间不足，钢筋未充分熔融；夹具不紧，顶压时钢筋松劲，顶压不及时造成接头未焊合。控制措施：焊剂在使用前经250℃~300℃温度烘焙2小时，确保焊剂干燥，以保证焊剂易熔化形成渣池；焊剂必须装满焊剂盒，且均匀分布在钢筋四周，确保接头处埋入焊剂有足够的深度，防止接头熔化时有外界空气进入熔液内；焊接接头钢筋表面清理干净，确保无铁锈等杂物；增大焊接电流，控制好焊接时间，使焊接接头钢筋充分熔合，在顶压时注意，用力适当，通过顶压排出焊渣及其它杂质，避免出现夹渣。3．2．7焊包不均匀不饱满，焊包下淌。现象：焊接接头焊包大小不均，厚薄不匀，过大、过小或偏向一边，有的甚至无焊包。产生原因：钢筋接头端面不平，或上下不同心，钢筋熔化后熔液流向低面或偏向一边形成焊包偏向；焊剂装填不均或焊剂盒下口封堵不严，钢筋熔液流向一边或从焊剂盒中泄漏，造成焊包大小不均；焊接电流偏小，焊接时间短，钢筋未能充分熔化，无法形成有效焊包，有的甚至出现无焊包现象。控制措施：施焊前认真检查钢筋接头端面是否平整或存在弯头，不平或弯曲的应切除；装填焊剂时，保证钢筋位于焊剂盒的中心，钢筋四周焊剂要均匀装满，焊剂盒底部应用石棉布或耐高温材料堵塞严密，避免焊剂或钢筋熔液从缝隙中泄漏；控制焊接电流，延长焊接时间，适当增加熔化量，顶压用力适当，断电及时。3．2．8钢筋烧伤、咬边。现象：焊包上下钢筋表面有明显烧伤或咬边痕迹。产生原因：焊接电流过大，焊接时间偏长，上钢筋挤压不及时不到位；焊接部位铁锈或油污清理不干净，导电产生不良火花，烧伤钢筋；夹具不紧，施焊时电极钳与钢筋之间因接触不良而产生电火花；被焊钢筋与其它钢筋碰撞产生电火花，烧伤钢筋。控制措施：根据不同直径钢筋，选择合适的焊接电流和焊接时间；调整好夹头的起始点，保证上部钢筋能完全下送到位；钢筋表面锈迹、油污杂质清除干净，夹具无松动；钢筋之间保证合理的间距，避免相互碰撞。4、变截面钢筋电渣压力焊质量保证措施4．1管理措施4．1．1确定质量目标，对施工人员加强质量意识教育，提高施工管理人员的责任心。4．1．2制定各项管理制度，对质量目标进行分解，明确责任人和责任目标。4．1．3做好事前预防控制，重点加强事中控制，完善事后控制。4．2组织措施4．2．1选择合格的施工班组，每位焊接操作人员必须取得有效焊工上岗证并能熟练操作。4．2．2根据每个楼层（或标准层）的施工计划，按计划需要划分2个或2个以上流水段。然后，根据每个流水段需要焊接接头的个数来确定配备焊机和夹具的数量，以及所需焊工人数，在不影响其它任何工序操作，确保焊接质量的前提下，电渣压力焊不占用标准层施工的绝对时间，能明显的加快工程进度。4．2．3焊机及夹具数量充足，保证质量。焊接夹具要有足够的刚度，上下同轴，在最大允许荷载下应移动灵活，操作方便。焊剂罐口直径与所焊钢筋直径相适应，不至于在焊接过程中烧坏。电流、电压表、时间显示器配备齐全，以便操作者准确掌握各项焊接参数。4．2．4钢筋原材料有合格证并经复试合格。选择合适的焊剂，有出厂合格证。焊剂宜选用HJ431型，该焊剂含有高锰、高硅与低氟成分，其作用除起隔绝、保温及稳定电弧作用外，在焊接过程中还起补充熔渣、脱氧及添加合金元素作用，使焊缝金属合金化。4．3技术措施4．3．1在施焊前，对操作工人进行详细的书面技术交底，交底的内容针对性要强，便于领会和操作。4．3．2在施焊前，根据接头钢筋的不同直径进行分类，自制能满足不同直径钢筋焊接需要的钢衬垫模具（如图一），保证不同直径钢筋安装时上、下同一轴线。4．3．3钢筋安装之前，焊接部位和电极钳口接触的（150MM区段内）钢筋表面上的锈斑、油污、杂物等，应清除干净，钢筋端部若有弯曲、不平整，应提前予以矫直或切除，但不得用锤击矫直。4．3．4选择焊接参数：钢筋电渣压力焊的焊接参数主要包括：焊接电流、焊接电压和焊接通电时间，参见下表钢筋电渣压力焊焊接参数钢筋直径（MM）焊接电流（A）焊接电压（V）焊接通电时间（SS）电弧过程U2-2电渣过程U2-22电弧过程T1电渣过程T2161820222528323640200-250250-300300-350350-400400-450500-550600-650700-750850-90040-4540-4540-4540-4540-4540-4540-4540-4540-4522-2722-2722-2722-2722-2722-2722-2722-2722-27141517182124273033455666789采用不同直径钢筋焊接时，按较小直径钢筋选择参数，焊接通电时间延长约10%。4．3．5安装焊接夹具和钢筋：夹具的下钳口应夹紧下钢筋端部的适当位置，一般为1/2焊剂罐高度偏下5-10MM，以确保焊接处有足够的淹埋深度。上钢筋放入夹具钳口后，调准动夹头的起始点，使上下钢筋的焊接部位位于同轴状态，方可夹紧钢筋。钢筋一经夹紧，严防晃动，以免上下钢筋错位和夹具变形。4．3．6试焊、做试件、确定焊接参数：在正式进行钢筋电渣压力焊之前，必须按照选择的焊接参数进行试焊并取试件送试，以便确定合理的焊接参数。合格后，方可正式生产。当采用半自动、自动控制焊接设备时，应按照确定的参数设定好设备的各项控制数据，以确保焊接接头质量可靠。4．3．7施焊操作技术要点。4．3．7．1闭合回路、引弧：通过操纵杆或操纵盒上的开关，先后接通焊机的焊接电流回路和电源的输入回路，在钢筋端面之间引燃电弧，开始焊接。4．3．7．2电弧过程：引燃电弧后，应控制电压值。借助操纵杆使上下钢筋端面之间保持一定的间距，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。4．3．7．3电渣过程：随后逐渐下送钢筋，使上钢筋端部插入渣池，电弧熄灭，进入电渣过程的延时，使钢筋全断面加速熔化。4．3．7．4挤压断电：电渣过程结束，迅速下送上钢筋，使其端面与下钢筋端面相互接触，趁热排除熔渣和熔化金属。同时切断焊接电源。4．3．7．5接头焊完，应停歇20-30S后（在寒冷地区施焊时，停歇时间应适当延长）才可回收焊剂和卸下焊接夹具。在冬季施工时，应采取缓慢冷却法，延长焊接通电时间1-3秒，适当增大焊接电流，延长打掉渣壳的时间，使渣壳起降低冷却速度的作用。4．3．8质量检查：在钢筋电渣压力焊的焊接生产中，焊工应认真进行自检，若发现以上焊接缺陷，应切除接头重焊，并查找原因，及时消除隐患。4．4经济措施。制定切实可行，便于操作的质量检查验收奖惩激励制度，全过程实行严格的质量管理，严格的质量施工和严格的质量检查验收。5、工程实例：灌南县移动公司综合营业楼工程，现浇框架结构五层，设计一、二层柱截面为600*600MM，三层以上柱为500*