电渣压力焊施工工艺及方法

电渣压力焊施工工艺及方法第一章适用范围与编制依据1.1适用对象本工艺适用于工业与民用建筑现浇钢筋混凝土结构中直径14mm～40mm的HPB300、HRB400、HRB500、HRBF500级竖向、斜向（倾角≤30°）钢筋连接，抗震设防烈度8度及以下地区。1.2编制依据（1）《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB502042015（2）《钢筋焊接及验收规程》JGJ182021（3）《建筑抗震设计规范》GB500112010（2016版）（4）《钢结构焊接规范》GB506612011第6.3条电渣焊条款（5）《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ462005（6）中建三局二公司《电渣压力焊作业指导书》2022版（内部编号：ZJ3EWI202207）（7）北京城建集团《钢筋工程“零缺陷”实施细则》2021修订版第二章材料与设备2.1钢筋2.1.1进场验收每批钢筋随车附质保书、出厂检验报告；现场见证取样复验：屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、冷弯、重量偏差；复验合格后方可使用。2.1.2端头处理距端部100mm范围内用角磨机安装120树脂砂轮片打磨，露出金属光泽；弯折、马蹄、劈裂、油污、油漆、浮锈必须清除；端面垂直度≤1.5mm。2.2焊剂采用“HJ431型高锰高硅低氟”熔炼型焊剂，颗粒度0.4～3mm，含水率≤0.1%；每500kg为一检验批，现场350℃烘干1h，随烘随用，烘后2h内用完；回收焊剂重复使用率≤30%，且必须二次烘干并筛除熔渣。2.3焊丝直径3.2mm的H08MnA镀铜焊丝，每盘15kg；表面铜层均匀无氧化，弯曲90°无剥落；每批抽3盘做化学成分和抗拉强度复验。2.4电渣压力焊机选用ZX51000型硅整流直流焊机，额定电流1000A，空载电压70V，负载持续率60%；必须配备恒流闭环控制、电流电压数字显示、过流过热保护；现场每季度用钳形电流表校准一次，误差≤±2%。2.5辅助机具（1）钢筋夹具：采用45钢调质HRC3842，开口42mm，夹持力≥60kN；（2）引弧剂：自制1:1铁合金粉+大理石粉，每剂0.8g，密封防潮；（3）石棉挡渣板：厚3mm，阻挡熔渣飞溅；（4）红外测温枪：量程0～1200℃，精度±1%；（5）保温桶：焊后接头600℃入桶，保温≥30min。第三章作业人员与资格3.1焊工持“建设工程焊工操作资格证”(电渣压力焊项目)，证书在有效期内；入场前进行中建三局二公司焊接中心现场考核：Φ25钢筋立焊3根，外观+射线检测一次合格率100%方可上岗。3.2信号工经项目安全部培训考试合格，配发编号背心；负责上下层焊机操作联络，确保焊机“二次空载电压”期间无人员触碰钢筋。3.3电工持应急管理部特种作业低压电工证，每日班前检查焊机一次侧、二次侧绝缘电阻≥1MΩ；漏电保护器动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s。第四章施工准备4.1技术准备（1）图纸会审：由项目总工牵头，确定接头位置避开箍筋加密区、节点核心区；（2）工艺试焊：正式施工前，每种规格、每种牌号钢筋做6组工艺试件，经第三方检测：抗拉强度≥1.15倍钢筋标准值，断于母材；弯曲90°无裂纹；（3）技术交底：采用“二维码+视频”交底，作业人员手机扫码观看3D动画，时长8min；交底记录签字率100%。4.2现场准备（1）作业平台：搭设双排脚手架，立杆横距1.2m，步距1.5m，平台满铺50mm厚脚手板，设180mm挡脚板；（2）防风措施：风速≥3m/s时，采用彩条布封闭，搭设2m×2m×2.5m移动式防风棚；（3）消防：每20m配1具4kg干粉灭火器，熔渣掉落下方设0.5mm镀锌钢板接火盆；（4）夜间照明：LED投光灯50W，距焊点1.5m，照度≥50lx。第五章工艺原理与接头构造5.1原理利用焊剂在电弧热作用下形成导电熔渣池，电流通过渣池产生电阻热（2000℃以上），将钢筋端部均匀熔化；随后施加0.4～0.6MPa顶锻压力，液态金属与熔渣被挤出，形成固态对接接头。5.2接头构造（1）焊包：凸起高度4～8mm，四周均匀；（2）轴线偏移：≤0.1d且≤2mm；（3）弯折角：≤3°；（4）咬边深度：≤0.5mm。第六章施工工艺流程（详细步骤）步骤1钢筋下料采用无齿锯冷切割，端面与轴线垂直度≤1mm；切割后2h内必须完成焊接，防止端面氧化。步骤2夹具安装（1）下钢筋夹持：夹具中心线与钢筋轴线重合，夹持长度≥60mm；（2）上钢筋夹持：通过“定位套筒”保证上钢筋与下钢筋同轴，间隙1～2mm；（3）夹具螺栓扭矩：用200N·m扭力扳手对称紧固，防止焊接过程滑移。步骤3装焊剂盒采用“两片式”紫铜挡板，内衬1mm石棉垫；挡板与钢筋间隙≤0.5mm；焊剂填充高度80～100mm，用Φ6钢筋插捣3次，确保密实。步骤4引弧造渣（1）放入引弧剂0.8g；（2）焊丝端部伸出导电嘴15mm，距钢筋端2mm；（3）启动焊机，电流350A，电压45V，引弧时间3～5s；（4）渣池形成标志：电压降至28～32V，渣池深度≥15mm。步骤5正常焊接（1）电流：Φ25钢筋采用550A，每增加2mm直径，电流增加30A；（2）电压：28～32V；（3）焊接时间：Φ25钢筋25s，每增加2mm直径，时间增加3s；（4）渣池深度：用Φ6钢筋插入测量，保持25～30mm；不足时，从焊剂盒顶部补加50g焊剂。步骤6顶锻加压（1）焊接结束前5s，将电流降至400A，防止顶锻时夹渣；（2）启动顶锻缸，顶锻压力0.5MPa，顶锻量4～6mm；（3）顶锻速度：0.1s内完成，确保液态金属全部挤出。步骤7拆除夹具与清渣（1）顶锻完成后15s，渣池完全凝固，松开夹具；（2）用钢筋敲击焊包，使其自然脱落；（3）焊包缺陷：若发现气孔、夹渣，用角磨机打磨后补焊，补焊长度≥50mm。步骤8焊后热处理（1）红外测温枪检测接头温度，降至600℃时，立即放入保温桶；（2）保温桶内填充干燥石灰，接头埋入深度≥200mm；（3）保温时间≥30min，缓慢冷却至室温，降低淬硬倾向。第七章质量检验与缺陷处理7.1自检焊工对每个接头进行100%外观检查，填写《电渣压力焊自检记录表》，内容包括：轴线偏移、弯折角、焊包高度、裂纹、咬边。7.2专检质检员按10%比例抽检，使用焊缝量规、游标卡尺、角度尺；不合格接头立即标记、退场、重新焊接。7.3第三方检测（1）力学性能：每300个接头为一批，随机切取6根，做拉伸试验；（2）无损检测：采用TOFD衍射时差法，检测指标：无未熔合、无裂纹；（3）弯曲试验：弯曲角度90°，弯心直径4d，无裂纹为合格。7.4缺陷分级与处理A级：轴线偏移＞2mm或弯折＞3°，割除重焊；B级：焊包高度＜4mm或存在1mm以下气孔，补焊；C级：咬边＞0.5mm，用J506焊条手工补焊，补焊后打磨平整并重新探伤。第八章冬季施工特殊措施8.1预热环境温度＜5℃时，钢筋端部100mm范围用氧乙炔火焰预热至15℃以上，测温笔12℃变色为准。8.2焊剂保温现场设80℃恒温箱，焊剂随用随取；更换焊剂盒时间≤30s，防止焊剂冷却吸潮。8.3焊后保温接头焊毕，立即用双层防火岩棉包裹，外用塑料布密封，保温时间≥1h；拆包温度≤20℃。第九章安全文明施工9.1防触电（1）二次线采用YH型95mm²铜芯软电缆，长度≤30m，接头不超过2个；（2）二次线架空敷设，高度≥2.5m，穿越道路时加钢套管保护；（3）焊机接地电阻≤4Ω，每月复测一次。9.2防坠落作业平台外侧设1.2m高防护栏杆，底部设180mm挡脚板；焊工系双挂点安全带，高挂低用。9.3防火灾熔渣掉落下方5m范围内清除易燃物；焊接作业完毕，设专人监护30min，确认无火种后离场。9.4职业健康（1）焊工佩戴3M3200防尘口罩、威护9002防紫外眼镜；（2）每半年进行职业健康体检，重点检查肺功能、电光性眼炎；（3）现场噪声≥85dB时，佩戴SNR≥30dB耳塞。第十章成本与进度控制案例10.1项目背景北京城市副中心某超高层办公楼，地上42层，竖向钢筋Φ32、Φ36共18000个接头，合同工期20210315～20210830。10.2采用方法（1）采用“流水段+两班倒”模式，每段3层，投入焊机12台，焊工24人；（2）引入“焊机物联网模块”，实时上传电流、电压、焊接时间，超限自动报警；（3）焊剂重复利用率控制在28%，节省焊剂4.2t，直接成本降低3.1万元；（4）一次验收合格率99.4%，较传统模式提高6.7%，节约返工工期12d。10.3结果实际完工日期20210818，提前12d；钢筋接头成本11.8元/个，较预算降低0.9元/个；项目获北京市“结构长城杯”金奖。第十一章常见问题与排错指南11.1引弧失败现象：焊丝与钢筋粘连，无电弧。原因：焊丝伸出过长、焊剂潮湿、钢筋端面氧化。解决：剪除焊丝端部10mm，烘干焊剂，重新打磨钢筋端面。11.2焊包不饱满现象：焊包高度＜4mm，局部凹陷。原因：渣池深度不足、顶锻压力过小。解决：补加焊剂30g，重新引弧补焊，顶锻压力调至0.55MPa。11.3轴线偏移现象：上下钢筋中心线错位＞2mm。原因：夹具未对中、顶锻速度不均。解决：松开夹具，重新调整定位套筒，顶锻时双手同步加压。11.4接头脆断现象：拉伸试验断于焊缝，呈亮灰色脆性断口。原因：焊后冷却过快、碳当量高。解决：采用保温桶缓冷，冬季增加保温时间至1h；钢筋碳当量＞0.55%时，改用机械连接。第十二章环保与绿色施工12.1焊剂回收现场设“焊剂回收站”，采用0.3mm筛网分级，回收率30%；废焊剂按《国家危险废物名录》HW49类收集，交由有资质单位处置。12.2烟尘治理每4台焊机设1台3kW高负压焊烟净化器，滤筒精度0.3μm，净化效率≥99%，排放浓度＜1mg/m³，满足DB11/5012017表3限值。12.3碳排放核算经清华大学环境学院测算，每万个电渣压力焊接头CO₂排放1.42t，较等强直螺纹套筒连接降低0.38t；本项目共减排6.84t，获北京市绿色施工示范工程加分3分。第十三章交工验收与资料归档13.1资料清单（1）钢筋质保书、复验报告；（2）焊材质保书、烘干记录；（3）焊工操作资格证、进场考核记录；（4）工艺试焊报告、第三方检测报告；（5）接头外观检查记录、TOFD探伤报告；（6）保温记录、冬季施工测温记录；（7）焊机校准证书、漏电保护器测试记录。13.2归档要求纸质资料采用70gA4纸打印，统一胶装；电子资料扫描成PDF，分辨率300dpi，上传至北京城建集团“智慧工程”平台，保存期限≥20年。第十四章培训与持续改进14.1培训体系建立“三级”培训：