钢筋焊接工艺.docx
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钢筋焊接工艺
钢筋焊接工艺施工工艺
电弧焊焊接工艺
1、施工准备
2.1 材料及主要机具
2钢筋：
钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告单。
进口钢筋还应有化学复试单，其化学成分应满足焊接要求，并应有可焊性试验。
钢筋应无老锈和油污。
2.1.2 焊条：
电弧焊使用的焊条，应符合现行国家标准?
碳钢焊条?
GB/T5117的规定，其型号应根据设计确定。
表1钢筋电弧焊焊条型号
钢筋牌号
HPB235
HRB335
HRB400
焊条型号
E43型焊条
E50型焊条
E55型焊条
2.1.2.1 药皮应无裂缝、气孔、凹凸不平等缺陷，并不得有肉眼看得出的偏心度。
2.1.2.2 焊接过程中，电弧应燃烧稳定，药皮熔化均匀，无成块脱落现象。
2.1.2.3 焊条必须根据焊条说明书的要求烘干后才能使用。
3.1.2.4 焊条必须有出厂合格证。
3.1.3 主要机具
3.1.4.1电焊机：
电焊机采用市场上的定型产品，其容量大小应能获得300A电流，空载电压应为75V及以上。
3.1.4.2U形铜模：
U形铜模是由铜模、限位支座、固紧装置组成的专用模具。
U形铜模可用紫铜板压制或铜棒加工而成，也可用电解铜浇铸后经少许加工而成。
铜模大小应与被焊钢筋直径相适应。
一种铜模只宜用于相近的两种直径钢筋焊接。
铜模应具有一定的厚度和体积。
3.1.4.3其它机具：
焊接电缆、电焊钳、面罩、垫子、钢丝刷、无齿锯等。
3.2 作业条件
3 焊工必须持有上岗资格证；
3 钢筋端头间隙、接头位置以及钢筋轴线应符合规定；
3 电源应符合要求；
3 作业场地要有平安防护设施、防火和必要的通风措施，防止发生烧伤、触电、中毒及火灾等事故；
3 熟悉图纸，做好技术交底。
第三章施工操作工艺
4.1 工艺流程
检查设备→选择焊接参数→试焊作模拟试件→送试→确定焊接参数→施焊→质量检验
4.2 检查电源、焊机及工具。
焊接地线应与钢筋接触良好，防止因起弧而烧伤钢筋。
4.3 选择焊接参数。
根据钢筋级别、直径、接头型式和焊接位置，选择适宜的焊条直径、焊接层数和焊接电流，保证焊缝与钢筋熔合良好。
4.4 试焊、做模拟试件。
在每批钢筋正式焊接前，应焊接3个模拟试件做拉力试验，经试验合格后，方可按确定的焊接参数成批生产。
4.5 施焊操作：
4 引弧：
引弧应在形成焊缝的部位，防止烧伤主筋。
4 定位：
焊接时应先焊定位点再施焊。
4 运条：
直线前进、横向摆动和送进焊条三个动作要协调平稳。
4 收弧：
收弧时，应将熔池填满，注意不要在工作外表造成电弧擦伤。
4 多层焊：
如钢筋直径较大，需要进行多层施焊时，应分层间断施焊，每焊一层后，应清渣再焊接下一层。
应保证焊缝的高度和长度。
4 熔合：
焊接过程中应有足够的熔深。
主焊缝与定位焊缝应结合良好，防止气孔、夹渣和烧伤缺陷，并防止产生裂缝。
4 平焊：
平焊时，要注意熔渣和铁水混合不清的现象，防止熔渣流到铁水前面。
熔池也应控制成椭圆形，一般采用右焊法，焊条与工作外表成70°。
4 立焊：
立焊时，铁水与熔渣易别离。
要防止熔池温度过高，铁水下坠形成焊瘤，操作时焊条与垂直面形成60°～80°角。
使电弧略向上，吹向熔池中心。
焊第一道时，应压住电弧向上运条，同时作较小的横向摆动，其余各层用半圆形横向摆动加挑弧法向上焊接。
4.5.9 钢筋帮条焊：
4.5.9.1 钢筋帮条焊适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋。
钢筋帮条焊宜采用双面焊，见图1〔a〕，不能进行双面焊时，也可采用单面焊，见图1〔b〕。
图1钢筋帮焊接头
帮条宜采用与主筋同级别、同直径的钢筋制作，其帮条长度见表2。
如帮条级别与主筋相同时，帮条的直径可以比主筋直径小一个规格。
帮条直径与主筋相同时，帮条牌号可与主筋相同或低一个牌号。
表2钢筋帮条长度〔d为主筋直径〕
钢筋牌号
焊缝形式
帮条长度l
HPB235
单面焊
≥8d
双面焊
≥4d
HRB335
HRB400
RRB400
单面焊
≥10d
双面焊
≥5d
4.5.9.2帮条焊接头或搭接焊接头的焊缝厚度s不应小于主筋直径的倍；焊缝宽度b不应小于主筋直径的倍〔图2〕
图2焊缝尺寸示意图
b—焊缝宽度；s—焊缝厚度；d—钢筋直径
4.5.9.3 钢筋帮条焊时，钢筋的装配和焊接应符合以下要求：
a. 两主筋端头之间，应留2～5mm的间隙；
b. 焊接端钢筋应预弯，并应使两钢筋的轴线在同一直线上；
c.帮条与主筋之间用四点定位固定，定位焊缝应离帮条端部20mm以上。
d. 焊接时，引弧应在帮条的一端开始，收弧应在帮条钢筋端头上，弧坑应填满。
第一层焊缝应有足够的熔深，主焊缝与定位焊缝，特别是在定位焊缝的始端与终端，应熔合良好。
4.5.10 钢筋搭接焊：
4.5.10.1 钢筋搭接焊：
适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋。
焊接时，宜采用双面焊，见图3〔a〕。
不能进行双面焊时，也可采用单面焊，见图3〔b〕。
钢筋搭接长度要求与钢筋帮条长度相同，见表2。
图3钢筋搭接焊接头
40.2 搭接接头的焊缝厚度h应不小于0.3d，焊缝宽度b不小于0.7d。
40.3 搭接焊时，钢筋的装配和焊接应符合以下要求：
a. 搭接焊时，钢筋应预弯，以保证两钢筋的轴线在一轴线上。
在现场预制构件安装条件下，节点处钢筋进行搭接焊时，如钢筋预弯确有困难，可适当预弯。
b. 搭接焊时，用两点固定，定位焊缝应离搭接端部20mm以上。
c. 焊接时，引弧应在搭接钢筋的一端开始，收弧应在搭接钢筋端头上，弧坑应填满。
第一层焊缝应有足够的熔深，主焊缝与定位焊缝，特别是在定位焊缝的始端与终端，应熔合良好。
第四章质量标准及质量检验
5.1纵向受力钢筋电弧焊接头的力学性能检验规定为主控工程，焊接接头的外观质量检查规定为一般工程。
接头连接方式应符合设计要求，并应全数检查，检验方法为观察。
接头试件进行力学性能检验时，其质量和检查数量应符合本规程有关规定；检验方法包括：
检查钢筋出厂质量证明书、钢筋进场复验报告、各项焊接材料产品合格证、接头试件力学性能试验报告等。
5.2非纵向受力钢筋焊接接头的质量检验与验收，规定为一般工程。
5.3电弧焊接头的质量检验，应分批进行外观检查和力学性能检验，在现浇混凝土结构中，应以300个同牌号钢筋、同型式接头作为一批。
每批随机切取3个接头，做拉伸试验。
在同一批中假设有几种不同直径的钢筋焊接接头，应在最大直径钢筋接头中切取3个试件。
5.4纵向受力钢筋焊接接头外观检查时，每一检验批中应随机抽取10%的焊接接头。
检查结果，当外观质量各小项不合格数均小于或等于抽检数的10%，那么该批焊接接头外观质量评为合格。
当某一小项不合格数超过抽检数的10%时，应对该批焊接接头该小项逐个进行复检，并剔出不合格接头；对外观检查不合格接头采取修整或焊补措施后，可提交二次验收。
5.5电弧焊接头外观检查结果，应符合以下要求：
1、焊缝外表应平整，不得有凹陷或焊瘤；
2、焊接接头区域不得有肉眼可见的裂纹；
3、咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许偏差，应符合表4的规定；
表4钢筋电弧焊接头尺寸偏差及缺陷允许值
名称
单位
接头形式〔搭接焊〕
棒体沿接头中心线的纵向偏移
mm
接头处弯折角
o
3
接头处钢筋轴线的位移
mm
焊缝厚度
mm
0
焊缝宽度
mm
0
焊缝长度
mm
横向咬边深度
mm
在长2d焊缝外表上的气孔及夹渣
数量
个
2
面积
mm2
6
注：
d为钢筋直径〔mm〕
5.6力学性能检验时，应在接头外观检查合格后随机抽取试件进行试验。
5.7电弧焊接头拉伸试验结果应符合以下要求：
1、3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该牌号钢筋规定的抗拉强度；RRB400钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于570N/mm2；
2、至少应有2个试件断于焊缝之外，并应呈延性断裂。
当到达上述2顶要求时，应评定该批接头为抗拉强度合格。
当试验结果有2个试件抗拉强度小于钢筋规定的抗拉强度；或3个试件均在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，那么一次判定该批接头为不合格品。
当试验结果有1个试件的抗拉强度小于规定值，或2个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂，其抗拉强度均小于钢筋规定抗拉强度的倍时，应进行复验。
复验时，应再切取6个试作。
复验结果，当仍有1个试件的抗拉强度小于规定值，或有3个试件断于焊缝或热影响区呈脆性断裂，其抗拉强度小于钢筋规定抗拉强度的倍时，应判定该批接头为不合格品。
注：
当接头试件虽断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，但其抗拉强度大于或等于钢筋规定抗拉强度的倍时，可按断于焊缝或热影响区之外，称延性断裂同等对待。
5.8当模拟试件试验结果不符合要求时，应进行复验。
复验应从现场焊接接头中切取，其数量和要求与初始试验时相同。
第五章成品保护
6.1对已绑扎好的钢筋骨架加以保护，不乱踩乱拆，不粘油污。
6.2注意在施工中拆乱的骨架要认真修复，保证钢筋骨架中各种钢筋位置正确。
6.3焊接后不得往焊完的接头浇水冷却，不得敲钢筋接头。
6.4现场的成品半成品废品应按要求分别堆放到指定地点不得随意乱放。
第六章施工考前须知
7.1在工程开工正式焊接之前，参与该项施焊的焊工应进行现场条件下的焊接工艺试验，并经试验合格后，方可正式施工。
试验结果应符合质量检验与验收时的要求。
7.2钢筋焊接施工之前，应去除钢筋焊接部位以及钢筋与电极接触处外表上的锈斑、油污、杂物等；钢筋端部当有弯折、扭曲时，应予以矫直或切除。
7.3带肋钢筋进行电弧焊时，宜将纵肋对纵肋进行安放和焊接。
7.4当采用低氢型碱性焊条时，应按使用说明书的要求烘焙，且宜放入保温筒内保温使用；酸性焊条在运输或存放中受潮，使用前亦应烘焙前方能使用。
7.5焊剂应存放在枯燥的库房内，当受潮时，在使用前应经250～300℃烘焙2h。
使用中回收的焊剂应去除熔渣和杂物，并应与新焊剂混合均匀后使用。
7.6雨天、雪天不宜在现场进行施焊；必须施焊时，应采取有效遮蔽措施。
焊后未冷却接头不得碰到冰雪。
在现场进行电弧焊，当风速超过时，应采取挡风措施。
7.7检查帮条尺寸、钢筋轴线偏移，以及钢材外表质量情况，不符合要求时不得焊接。
7.8搭接线应与钢筋接触良好，不得随意乱搭，防止打弧。
7.9钢筋焊接接头，引弧应在形成焊缝部位，不得随意引弧，防止烧伤主筋。
7.10根据钢筋级别、直径、接头型式和焊接位置，选择适宜的焊条直径和焊接电流，保证焊缝与钢筋熔合良好。
7.11焊接过程中及时清渣，焊缝外表光滑平整，焊缝美观，加强焊缝应平缓过渡，弧坑应填满。
7.12焊机应经常维护保养和定期检修，确保正常使用。
第七章环境控制措施
8.1工程施工前对环境因素进行识别和评价，按国家、地方政府法律法规进行严格控制，施工中重点做好环境因素的控制。
8.2下班后配电箱应落闸上锁清扫现场工作面做到工完料净场地清。
8.3严禁在易燃易爆或液体扩散区域内进行焊接作业。
8.4设备机具定期维修、保养、加大检查力度，违反规定的对责任人进行经济处分。
第八章职业健康平安控制措施
9.1对从事钢筋焊接施工的班组及有关人员应经常进行平安生产教育，执行现行国家标准?
焊接与切割平安?
GB9448中有关规定，制定和实施各项平安技术措施，加强焊工的劳动保护，防止发生烧伤。
触电、火灾、爆炸以及烧坏焊接设备等事故
9.2施工现场临时用电坚持“三相五线制〞和“一机一闸一保护〞。
9.3电焊机外壳必须接零保护。
雨季、潮湿季节要定期检测其绝缘电阻是否符合平安要求。
9.4在潮湿地方施焊时，焊工应站在绝缘胶板或木板上作业。
5-17钢筋闪光对焊工艺标准〔517－2007〕
1适用范围
本工艺标准适用于工业与民用建筑热轧钢筋的连续闪光焊、预热闪光焊、闪光—预热闪光焊对接焊接。
钢筋闪光对焊连接
焊接方法
接头形式
适用范围
钢筋牌号
钢筋直径
闪光对焊
HPB235
HRP335
HRP400
HRP400
RRB400
Q325
8~20
6~40
6~40
10~32
10~40
6~14
2施工准备
2.1材料要求
钢筋：
钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告单。
进口钢筋还应有化学复试单，其化学成分应满足焊接要求，并应有可焊性试验。
2.2主要机具
对焊机及配套的对焊平台、防护深色眼镜、电焊手套、绝缘鞋、钢筋切断机、空压机、水源、除锈机或钢丝刷、冷拉调直作业线。
常用对焊机主要技术数据见表。
常用对焊机主要技术数据 表
焊机型号
UN1-50
UN1-75
UN1-100
UN2-150
UN17-150-1
动夹具传动方式
杠杆挤压弹簧（人力操纵）
电动机凸轮
气－液压
额定容量
kVA
50
75
100
150
150
负载持续率
%
25
20
20
20
50
电源电压
V
220/380
220/380
380
380
380
次级电压调节范围
V
次级电压调节级数
6
8
8
16
16
连续闪光焊钢筋大直径
mm
10～12
12～16
16～20
20～25
20～25
预热闪光焊钢筋最大直径
mm
20～22
32～36
40
40
40
每小时最大焊接件数
50
75
20～30
80
120
冷却水消耗量
L/h
200
200
200
200
600
压缩空气压力
MPa
压缩空气消耗量
m3/h
15
5
2.3作业条件
从事钢筋焊接的焊工必须持有有效的焊工考试合格证。
对焊机及配套装置、冷却水、压缩空气等应符合要求。
电源应符合要求，当电源电压下降大于5%，小于8%时，应采取适当提高焊接变压器级数的措施；大于或等于8%时，不得进行焊接。
作业场地应有平安防护设施，防火和必要的通风措施，防止发生烧伤、触电及火灾等事故。
3操作工艺
3.1操作工艺
检查设备→选择焊接工艺及参数→试焊、作模拟试件、送试、确定焊接参数→焊接→质量检验
3.2检查设备
全面彻底的检查设备、电源，确保始终处于正常状态，严禁超负荷工作。
检查电源、对焊机及对焊平台、地下铺放的绝缘、橡脏钱垫、冷却水、压缩空气等，一切必须处于平安可靠的状态。
3.3选择焊接工艺及参数
当钢筋直径较小，钢筋级别较低，可采用连续闪光焊。
采用连续闪光焊所能焊接的最大钢筋直径应符合表的规定。
当钢筋直径较大，端面较平整，宜采用预热闪光焊，当端面不够平整，那么应采用闪光—预热闪光焊。
HRB500钢筋焊接时，无论直径大小，均应采取预热闪光焊或闪光一预热闪光焊工艺。
当接头拉伸试验结果发生脆性断裂，或弯曲试验不能到达规定要求时，尚应在焊机上进行焊后热处理。
焊接参数选择：
闪光对焊时，应命题选择调伸长度、烧化留量、顶煅留量以及变压器级数等焊接参数。
连续闪光焊的留量见图3.3.3-1；闪光一预热闪光焊时的留量见图3.3.3.-2。
连续闪光焊钢筋上限直径 表4-21
焊机容量（kVA）
钢筋级别〔牌号〕
钢筋直径（mm）
160
〔150〕
HPB235
HRP335
HRP400
RRB400
20
22
20
20
100
HPB235
HRP335
HRP400
RRB400
20
18
16
16
80
（75）
HPB235
HRP335
HRP400
RRB400
16
14
12
12
40
HPB235
Q235
HRP335
HRP400
RRB400
10
3.4试焊、作模拟试件、送试、确定焊接参数
在正式焊接前，参加该项焊的焊工应进行现场条件下的焊接工艺试验，经试验合格后，方可接确定的焊接数成批生产。
试验结果应符合质量检验与验收时的要求。
3.5焊接
3.5.1 焊接前和施焊过程中，应检查和调整电极位置，拧紧夹具丝杆。
钢筋在电极内必须夹紧、电极钳口变形应立即调换和修理。
3.5.2 钢筋端头如起弯或成"马蹄"形时不得焊接，必须调直或切除。
3.5.3 钢筋端头120mm范围内的铁锈、油污，必须去除干净。
3.5.4 焊接过程中，粘附在电极上的氧化铁要随时去除干净。
3.5.5 封闭环式箍筋采用闪光对焊时，钢筋端料宜采用无齿锯切割，断面应平整。
当箍筋直径为12mm及以上时，宜采用UN1-75型对焊机和连续闪光焊工艺；当箍筋直径为6~10mm，可使用UN1-40型对焊机，并应选择较大变压器级数。
3.5.6当螺丝端杆与预应力钢筋对焊时，宜事先对螺丝端杆进行预热，并减小调伸长度；钢筋一侧的电极应垫高，确保两轴线一致。
3.5.7连续闪光对焊
（1）工艺流程
闭合电路
→
闪光
→
连续闪光加热到将近熔点
两钢筋端面轻微接触
两钢筋端面徐徐移动接触
→带电顶锻→无电顶锻
（2）连续闪光焊：
通电后，应借助操作杆使两钢筋端面轻微接触，其产生电阻热，并使钢筋端面的凸出局部互相熔化，并将熔化的金属微粒向外喷形成火光闪光，再徐徐不断地移动钢筋形成连续闪光，等预定的烧化留量消失后，以适当压力进行顶锻，即完成整个连续闪光焊接。
3.5.8预热闪光对焊
（1）工艺流程
闭合电路
→
断续闪光预热
→
连续闪光加热到将近熔点
两钢筋端面交替接触和分开
两钢筋端面徐徐移动接触
→带电顶锻→无电顶锻
〔2〕预热闪光对焊：
通电后，应使两根钢筋端面交替接触和分开，使钢筋端面之间发生断续闪光，形成烧化预热过程。
当预热过程完成，应立即转入连续闪光和顶锻。
3.5.9闪光－预热闪光对焊
（1）工艺流程
闭合电路
→
一次闪光闪平端面
→
连续闪光预热
两钢筋端面轻微徐徐接触
两钢筋端面交替接触和分开
→
二次连续闪光加热近熔点
→
带电顶锻
→
无电顶锻
两钢筋端面徐徐移动接触
〔2〕闪光－预热闪光焊：
通电后，应首先进行闪光，当钢筋端面已平整时，应立即进行预热、闪光及顶锻过程。
3.5.10接近焊接接头区段应有适当均匀的镦粗塑性变形，端面不应氧化。
3.5.11焊接后须经稍微冷却才能松开电极钳口，取出钢筋必须平稳，以免接头弯折。
3.5.12IV级钢筋焊接时，应采用预热闪光焊或闪光－预热闪光焊工艺，余热处理IV级钢筋。
闪光对焊时，与普通热轧钢筋比拟，应减小调伸长度，提高焊接变压器级数，缩短加热时间，快速顶锻，形成快热快冷条件，使热影响区长度控制在钢筋直径0.6倍范围之内。
4质量要求
4.1主控工程：
钢筋的品种和质量必须符合设计要求和有关标准的规定。
进口钢筋需先经过化学成分检验和焊接试验，符合有关规定前方可焊接。
4.1.2 对焊接头的力学性能检验必须合格。
4.2 一般工程
钢筋闪光对焊接头外观检查结果，质量与检验方法应符合要求规定。
闪光对焊接头外观质量和检验方法表
项次
工程
质量标准
检查方法
1
接头焊缝外观
不得有横向裂纹
用小锺、放大镜、钢板尺和焊缝量规检查
2
电极接触处钢筋外表
不得有明显烧伤
3
接头处的弯折角
不大于30
4
接头处轴线偏移
不得大于0.1倍钢筋直径，且不得大于2mm
5成品保护
焊接后稍冷却才能松开电极钳口，取出钢筋时必须平稳，以免接头弯折。
6应注意的质量问题
6.1在钢筋对焊生产中，应重视焊接全过程中的任何一个环节，以确保焊接质量，假设出现异常现象，应参照表查找原因，及时消除。
钢筋对焊异常现象、焊接缺陷及防止措施 表4-22
项次
异常现象和缺陷种类
防止措施
1
烧化过分剧烈，并产生强烈的 爆炸声
1.降低变压器级数
2.减慢烧化速度
2
闪光不稳定
1.去除电级底部和外表的氧化物
2.提高变压器级数
3.加快烧化速度
3
接头中有氧化膜、未焊透或夹渣
1.增加预热程度
2.加快临近顶锻时的烧化速度
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.降低变压器级数
2.防止烧化过程过分强烈
3.适当增大顶锻留量及顶锻压力
5
接头区域裂纹
1.检验钢筋的碳、硫、磷含量；假设不符合规定时，应更换钢筋
2.采用低频预热方法，增加预热程度
6
钢筋外表微熔及烧伤
1.去除钢筋被夹紧部位的铁锈和油污
2. 去除电极内外表的氧化物
3.改良电极槽口形状，增大接触面积
4.夹紧钢筋
7
接头弯折或轴线偏移
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
6.2 需采用冷拉方法调直钢筋的焊接应在冷拉之前进行。
冷拉过程中，假设在接头部位发生断裂时，可在切除热影响区〔离焊缝中心约为0.7倍钢筋直径〕后再焊再拉，但不得多于两次。
同时，其冷拉工艺与要求应符合?
混凝土结构工程施工及验收标准?
〔GB50204〕的规定。
6.3闪光对焊可在负温条件下进行，但当环境温度低于－200C时，不宜进行施焊。
6.4在环境温度低于－50C时，宜采用预热闪光焊或闪光－预热闪光焊工艺，焊接参数的选择与常温相比，可采取以下措施调整：
〔1〕增加调伸长度；
〔2〕采用降低焊接变压器级数；
〔3〕增加预热次数和间歇时间。
7质量记录
本工艺标准应具备以下质量记录：
7.1 钢筋出厂质量证明书。
7.2 钢筋进场复试报告。
7.3 进口钢筋应有化学成分检验报告和可焊性试验报告。
国产钢筋在加工过程中发生脆断、焊接性能不良和机械性能显著不正常时，应有化学成分检验报告或专项检验报告。
7.4 钢筋接头的拉伸试验报告、弯曲试验报告。
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