闪光对焊专项施工方案.docx
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闪光对焊专项施工方案
一、工程概况
****电力有限责任公司桃园路住宅楼工程位于西安市西郊，在大庆路与桃园路的交汇处，北临大庆路，西边隔桃园路与家乐超市相临，东与**公司多栋住宅楼相临，南与**公司小学相近。
地下一层，地上二十八层。
建筑物总高度95.8m，占地面积约1000m2，总建筑面积约为28362m2，框架-剪力墙结构。
该建筑物抗震设防烈度为8度,耐火等级为一类，人防等级为六级，建筑物耐久年限为100年。
该工程由S工程勘察研究院进行地质勘察，中国建筑S设计研究院设计，****电力整流器有限责任公司开发，陕西S监理公司监理。
工程地基为钻孔灌注桩，基础为承台底板基础，地下室为六级人防地下室，和平时期兼做戊类物资库。
地上一～二层为小区物业及服务用房，三层以上为单元房。
本工程共设两部电梯（兼作消防电梯），另外一、二层设三部楼梯，三层及以上设一部楼梯。
楼地面主要为水泥砂浆地面，室内顶棚主要为水泥砂浆（厨房、卫生间除外），外墙主要为炳烯酸涂料，屋面分上人和不上人平屋面。
本工程结构构件中分别采用HPB235钢筋、HRB335钢筋、HRB400钢筋。
基础粱板钢筋、非加强区的框架粱和剪力墙连粱中纵向钢筋、次粱中≥18的纵向钢筋均采用钢筋闪光对焊进行连接。
板中受力钢筋和次粱中≤18的纵向钢筋采用搭接的连接方式。
二、适用范围
钢筋闪光对焊是将两钢筋安放成对接形式，利用电阻热使接触点金属熔化，产生强烈飞溅，形成闪光，迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法。
闪光对焊是一种高效率的易于实现焊接自动化的工艺方法，适用于框架结构梁板内纵向钢筋的连接，这种工艺较好的解决了钢筋连接时采用绑扎或搭结焊接头偏心受力性能不好以及工效低、材料消耗大等特点。
三、材料准备
⑴钢筋：
应有出厂合格证，试验报告性能指标应符合有关标准或规范的规定。
钢筋的验收和加工，应按有关的规定进行。
⑵闪光对焊焊接使用的钢筋端头应平直、干净，不得有马蹄形、压扁、凹凸不平、弯曲歪扭等严重变形。
如有严重变形时应用手提切割机切割或用气焊切割、矫正，以保证钢筋端面垂直于轴线。
钢筋端部200mm范围不应有锈蚀、油污、混凝土浆等污染，受污染的钢筋应清理干净后才能进行闪光对焊焊接。
处理钢筋时应在焊接当天进行，防止处理后再生锈。
四、施工机具设备
UN1-100型钢筋对焊机技术参数如下表所示：
UN1-100型钢筋对焊机技术参数表
技术参
数名称
单位
数值
技术参数名称
单位
数值
额定容量
千伏安
100
钳口最大距离
毫米
80
初级电压
伏
380
动钳口最大行程
毫米
50
次级电压
调节范围
伏
4.5～7.6
连续闪光焊最大直径
毫米
16～20
次级电压
调节级数
8
预热闪光焊最大直径
毫米
40
额定持续率
%
20
生产率
次/小时
20～30
钳口夹紧力
公斤
4000
冷却水消耗
升/小时
200
最大顶锻力
公斤
4000
外形尺寸（长x宽）
毫米
1800×550
焊机重量
公斤
465
外形尺寸（高）
毫米
1150
五、准备工作
1、焊工、电工等必须经过专门训练，持证上岗，且连续三年从事本专业没有间断。
中断三个月应重新考核。
2、在工程开工或钢筋大面积正式焊接前、调换焊工、更换钢筋规格和品种时，应先制作对焊试件（不少于两个），进行工艺试验合格后，才能大面积的成批焊接。
3、钢筋焊接生产前必须钢筋焊接部位的铁锈、熔渣、油污等，钢筋端部的扭曲弯折应予以矫正或切除。
4、在焊机的电源开关箱内设电压表，以便观察电压波动情况。
若电源电压降大于5%，则适当提高变压器级数；若电源电压降大于8%时，应停止焊接。
5、焊机要进行维护、保养和定期检修，确保正常使用。
六、施工要点
（一）闪光对焊的分类
闪光对焊分为连续闪光焊、预热闪光焊、闪光—预热—闪光焊三种工艺。
根据钢筋品种、直径和选用焊机的功率等选用不同的对焊工艺。
（二）对焊工艺过程
1、连续闪光焊
连续闪光焊的工艺过程包括连续闪光和顶锻过程。
施焊时，先闭合一次电路，使两钢筋端面轻微接触，此时端面的间隙中即喷出火花般熔化的金属微粒——闪光，接着徐徐移动钢筋使两端面仍保持轻微接触，形成连续闪光。
当闪光的预定的长度，使钢筋端头加热到将近熔点时，就以一定的压力迅速顶锻。
先带电顶锻，再无电顶锻到一定长度，焊接接头即告完成。
2、预热闪光焊
预热闪光焊是在连续闪光前增加一次预热过程，以扩大焊接影响区。
其工艺过程包括：
预热、闪光和顶锻过程。
施焊时先闭合电源，然后使两钢筋端面交替的接触和分开，这时钢筋端面的间隙中即发出断续的闪光，而形成预热过程。
当钢筋达到预热温度后进入闪光阶段，然后顶锻而成。
3、闪光—预热—闪光焊
闪光—预热—闪光焊是在预热闪光焊前加一次闪光过程，目的是使不平整的钢筋端面烧化平整，使预热均匀。
其工艺过程包括：
一次闪光预热、二次闪光及顶锻过程。
钢筋直径较粗时，宜采用闪光—预热—闪光焊。
（三）、对焊参数选用
连续闪光焊所能焊接钢筋最大直径随着焊机容量的减低和钢筋级别的提高而减小，要实现闪光对焊的工艺要求和保证钢筋对焊的质量，必须正确选择和掌握以下参数（附表手动对焊的焊接参数）。
手动对焊的焊接参数（UN1-100型连续闪光焊）
钢筋直径（mm）
烧化留量（mm）
有电顶留量（mm）
无点顶留量（mm）
顶锻留量（mm）
钢筋级别
变压器级次
10
8+e
1.5
3.0
4.5
Ⅰ～Ⅲ
1
12
8+e
1.5
3.0
4.5
Ⅰ～Ⅲ
2
14
8+e
1.5
3.0
4.5
Ⅰ～Ⅲ
2
16
8+e
2.0
3.0
5.0
Ⅰ～Ⅲ
3
18
8+e
2.0
3.0
5.0
Ⅰ～Ⅲ
3
20
8+e
2.0
3.0
5.0
Ⅰ～Ⅱ
4
22
8+e
2.0
3.0
5.0
Ⅰ
4
注 :
1、表 中的留量系两端钢筋之和
2、e——两钢筋切断时刀口严重压伤部分之和
手动对焊的焊接参数（UN1—100型闪光—预热—闪光焊）
钢筋直径（mm）
一次烧化留量（mm）
预热留量（mm）
二次烧化留量（mm）
有电顶锻留量（mm）
无电顶锻留量（mm）
总顶锻留量（mm）
钢筋级别
变压器级次
12
E
2
8～10
2.0
3.0
5.0
Ⅳ
2
14
E
2
8～10
2.0
3.0
5.0
Ⅳ
2
16
E
3
8～10
2..0
3～3.5
5～5.5
Ⅳ
3
18
E
3
8～10
2.0
3～4
5～6
Ⅳ
3
20
E
3
8～10
2.0
3～4
5～6
Ⅱ～Ⅳ
4
22
E
4
8～10
2.0
3～4
5～6
Ⅱ～Ⅳ
4
25
E
4
8～10
2.0
3～5
6～7
Ⅰ～Ⅳ
5
1、顶锻留量:
是指在闪光结束时，将钢筋顶锻压紧顶锻压紧后接头处挤出的金属，因而消耗的钢筋长度。
顶锻留量是随着钢筋直径的增大和钢筋级别的提高而增大的，分为有电顶锻留量和无电顶锻预留两部分，其数值可在4～6.5mm范围内选择.其中有电顶锻预留约占1/3,无电顶锻预留量约占2/3。
2、顶锻速度：
是指在挤压钢筋接头时的速度。
顶锻速度越快越好，特别是顶锻开始的0.1秒,应将钢筋压缩2～3mm，以使焊口迅速闭合，保护焊缝金属免受氧化。
在火口紧密封闭后，应在每分钟的压缩量不小于6mm的速度下完成整个顶锻过程，并使结头处产生适当的墩粗变形。
3、顶锻压力：
是将钢筋压紧所需要的挤压力,顶锻压力随着钢筋的直径增大而增大,夹紧钢筋时应使两钢筋端面的凸出部分相接触,以利均匀加热和保证焊缝和钢筋轴线相垂直。
4、焊接变压器级次：
可用以调节通过钢筋端部的电源，焊接的钢筋大，选择变压器的几次就越高。
（四）、Ⅲ、Ⅳ级钢筋闪光对焊及低温焊接注意事项
1、Ⅲ、Ⅳ级钢筋闪光对焊注意事项
Ⅲ、Ⅳ级钢筋对焊时，应采用较大的调伸长度，较低的变压器级次和较低的预热频率应符合以下要求：
（1）、根据钢筋级别及其直径大小，预热接触时间宜介于0.5～2秒/次内选择.预热时间稍大于每次预热的接触时间.
（2）、预热时应有一定的杰出能力。
（3）、预热程度宜采取预热留量与预热次数相接合的办法来控制。
2、低温焊接注意事项
（1）、在环境温度低于－5度的条件下进行闪光对焊时，为钢筋低温焊接。
焊接参数应按照低温条件下的参数进行控制。
28
E
5
8～10
2.0
4.0
6.0
Ⅰ~Ⅲ
5
30
E
5
8~10
2.5
4.0
6.5
Ⅰ~Ⅲ
6
32
E
6
8~10
2.5
4.0
6.5
Ⅰ~Ⅲ
6
38
E
7
8~10
2.5
4.5
7.0
Ⅰ~Ⅲ
7
注：
1、2同上表注1、2
3、若是采用预热闪光焊时，去掉一次烧化留量，并适当增加预热程度即可。
表中各项参数的含义和要求见解如下（图）
钢筋连续闪光焊留量图解
L1、L2—调伸长度
1、调伸长度指钢筋对焊前两根钢筋端部从电机钳口伸出的长度。
2、烧化（闪光）留量：
是指钢筋在闪光过程中，闪出金属所消耗的钢筋长度。
选择烧化留量应使闪光结束时，钢筋端部能产生均匀热量并达到足够的温度。
连续闪光焊的烧留量等于两根钢筋切断时严重压伤部分之和另加8mm。
预热闪光焊的预热留量为4～7mm，烧化留量为8～10mm。
闪光－预热－闪光焊的一次烧化量等于两钢筋切断时严重压伤部分之和，预热留量为2～7mm，二次烧化留量为8～10mm。
3、烧化速度：
是指闪光过程的速度。
烧化速度应随着钢筋的直径增大而降低，在烧化过程中闪光速度由慢到快，一般是从0.1～1mm/s到1.5~2.0mm/s,这样闪光速度比较强烈，低温焊接时，宜采用预热——闪光或闪光－预热－闪光焊。
工艺除遵循常温焊接的有关规定外，调整焊接工艺参数，使焊缝合热影响区缓慢冷却。
风力超过四级时，采取挡风措施，焊后未冷却的接头应避免碰到冰雪。
4、闪光对焊时，宜采用预热闪光焊或闪光－预热闪光焊；可增加调伸长度，采用较低变压器级数，增加预热次数和间歇时间。
5、当温度低于－20℃时，不宜进行各种焊接。
（2）、焊接参数的选择与常温焊接相比应符合下列要求；
①调伸长度增加10％～20%；
②变压器级数降低一级或两级；
③烧化过程的中期速度适当减慢；
④预热时的接触压力适当提高，预热间歇适当增长；
⑤四级钢筋采用上述参数尚不能满足焊接质量时，焊接后进行通电热处理，具体工艺要求如下：
a、接头冷却至300度（暗黑色）以下，电极钳口调至最大间距，接头居中，重新夹紧。
b、采用较低变压器级数，进行脉冲式通电加热，频率以0.5～1秒为宜。
c、热处理温度通过试验确定，一般在750～850度（桔红色）范围内选择，随后在空气中自然冷却。
七、质量要求
（一）保证项目
⑴对焊所用钢筋的材质性能和工艺方法必须符合质量检验标准。
⑵对焊钢筋应具有出厂合格证和试验报告。
⑶钢筋焊接时所选用对焊机性能要符合焊接工艺要求。
（二）基本项目
⑴钢筋对焊完毕，应对全部焊接进行外观检查，其要求是：
①对焊接头，接头处弯折环大于4°；
②接头具有适当的镦粗和均匀的金属毛刺。
③钢筋横向没有裂缝和烧伤；
④接头轴线位移不大于0.1d，且不大于2mm。
⑵机械性能试验、检查方法：
按同类型（钢种直径相同）分批，每300个为一批，每批取6个试件，3个作抗拉试件、3个作冷弯试验。
三个试件抗拉强度值不得低于该级别钢筋的抗拉强度。
冷弯试验（包括正弯和反弯试验）弯曲时接头位置应处于弯曲中心处，冷弯接规定角度进行，接头处或热影响区外侧横向裂缝宽度不大于0.15mm才算合格。
八、闪光对焊焊接缺陷的预防措施
在钢筋对焊生产中，操作过程的各个环节应紧密配合，以保证焊接质量，若出现异常现象或焊接缺陷，参照下表查找原因，及时消除。
钢筋对焊异常现象和焊接缺陷及防止措施
项次
异常现象和缺陷的种类
防止措施
1
烧化过分剧烈并产生
强烈的爆炸及防止措施
1、见地变压器的级数
2、减慢烧化速度
2
闪光不稳定
1、清除电极底部和表面的氧化物
2、提高变压器的级数
3
接头中有氧化膜未焊透或夹渣
1、增加预热程度
2、增加临近顶锻烧化速度
3、确保带电顶锻过程
4、加快顶锻速度
5、增大顶锻压力
4
接头中有缩孔
1、降低变压器的级数
2、避免烧化过程过分剧烈
3、适当增大顶锻留量及顶锻压力
5
焊接金属过热或热影响区过热
1、减小预热程度
2、加快烧化速度缩短焊接时间
3、避免过多带电顶锻
6
接头区域裂纹
1、检查钢筋的碳硫磷的含量，若不符合规定时应更换钢筋
2、清除低频预热的方法增加预热程度
7
钢筋表面微熔及烧伤
1、清除钢筋被夹部分的铁锈
2、清除电极内表面的氧化物
3、改进电极槽口形状增大接触面积
4、夹紧钢筋
8
接头弯折或偏移
1、正确调整电极位置
2、修整电极钳口或更换已变形的电极
3、切除或矫直钢筋的弯头
九、质量保证措施
（一）、钢筋闪光对焊接头的外观检查，并不得少于6个（同一焊工按同一参数完成的300个同直径钢筋焊接接头作为一批，一周内连续焊接时，可以累计计算，一周内累计不足300个接头时，亦按一批计算）。
钢筋焊接接头外观检查结果应符合下列要求：
1、接头出不得有横向裂纹。
2、与电极接触处的钢筋表面，对于Ⅰ、Ⅲ级钢筋焊接时不得有明显得烧伤，低温对焊时对Ⅱ、Ⅲ级钢筋均不得有烧伤。
3、接头处的弯折不得大于四度。
4、接头处的钢筋偏移不得大于0.1钢筋的直径，同时不得大于2mm，当有一个接头不符合要求时应对全部接头进行检查剔出不合格产品，不合格接头剔出重焊后可提交二次验收。
（二）、钢筋闪光对焊的机械性能试验和弯曲试验，应从每批成品中随机切取6个试件，3个进行拉伸实验，3个进行弯曲实验。
（注：
在同一班内，由同一焊工按同一参数完成的300个同直径的钢筋焊接接头做为一批，一周内连续焊接时，可以累计计算；一周内累计不足300个接头时，亦按一批计算。
）
钢筋对焊接头拉伸实验时应符合下列要求：
1、3个试件的拉伸强度均不得低于该级别钢筋的规定抗拉强度值。
2、至少有两个试件断于焊缝之外，并呈延性断裂。
3、当检验结果有一个试件的抗拉强度低于规定指标或有2个试件在焊缝或焊接影响区发生脆性断裂时，应再取6各试件进行复验，复验结果若仍有1个试件的抗拉强度低于规定指标，或有3个试件呈脆性断裂，则该批接头即为不合格品。
4、对于3个试件作弯曲试验时，应将受压面的金属毛刺镦粗变形部分去除，与木材外表平齐。
弯曲试验可在万能材料试验机或其他弯曲机上进行，焊缝应处于弯曲的中心点，弯曲值90度时，接头外侧不得出现宽度大于0.15mm的横向裂纹理
当有2个试件发生破断时，应再取6个试件进行复验，复验结果若仍有3个试件发生破断，该批接头即为不合格品。
十、安全防护措施
1、焊机应设在干燥的地方，平稳牢固，有可靠的接地装置，导线绝缘良好，应确保设备的随机电源开关灵敏，漏电保护器完好，安全防护装置完整有效。
2、焊接前根据钢筋界面调整电压，发现焊头漏电，应立即更换，禁止使用。
3、进入施工现场的所有人员一律佩戴安全帽，操作工人操作时戴防护镜和防护手套，穿绝缘鞋，并站在橡胶板或木板上，焊接时必须双线到位，不准利用架子、轨道、管道、钢筋和其它导电物作连接地线，更不准使用裸导线。
4、对焊机断路器的接触点电极（铜头）要定期检查、修理，冷水管保持畅通，不得漏水或超过规定温度。
5、焊接设备的安装修理和检查必须由电工进行，焊机在使用中发生故障，焊工应立即切断电源，通知电工检查修理，焊工不得随意拆修焊接设备。
6、严禁用钢筋触动电气开关。
十一、产品保护
⑴钢筋焊接半成品按规格型号分类堆放整齐，堆放场所应有遮盖，防止日晒雨淋。
⑵转运钢筋对焊半成品不能随意抛掷，以免钢筋变形。
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