钢筋的焊接是用电焊设备将钢筋沿轴向接长或交叉联接。钢筋的焊接质量与钢材的可焊性、焊接工艺有关。可焊性与钢筋含碳、锰、钛等合金元素有关。焊接工艺包括焊接参数与操作水平。常用的焊接方法有:闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、气压焊、电阻点焊等。
1、闪光对焊
闪光对焊广泛用于焊接直径为10~40mm的HPB235级、HRB335级、HRB400级热轧钢筋和直径为10~25mm的RRB400 级余热处理钢筋及预应力筋与螺栓端杆的焊接。
1.1焊接原理
利用对焊机使两端钢筋接触,通过低电压强电流,待钢筋被加热到一定温度变软后,进行轴向加压顶锻,使两根钢筋焊接在一起,形成对焊接头。
1.2焊接工艺
根据钢筋级别、直径和所用焊机的功率不同,闪光对焊工艺可分为连续闪光焊、预热闪光焊、闪光-预热-闪光焊三种。
①连续闪光焊:适用于直径25mm以下的钢筋。
②预热闪光焊:预热闪光焊是在连续闪光焊前增加一次预热过程,以使钢筋均匀加热。适用于直径25mm以上端部平整的钢筋。
③闪光-预热-闪光焊:闪光-预热-闪光焊是在预热闪光焊前增加一次闪光过程,使钢筋端面烧化平整,预热均匀。适用于直径25mm 以上端部不平整的钢筋。
2、电弧焊
电弧焊是利用弧焊机使焊条和焊件之间产生高温电弧,熔化焊条和高温电弧范围内的焊件金属,熔化的金属凝固后形成焊接接头。电弧焊广泛用于钢筋的接长、钢筋骨架的焊接、装配式结构钢筋接头焊接及钢筋与钢板、钢板与钢板的焊接等。
钢筋电弧焊接头有五种形式:帮条焊、搭接焊、坡口焊、窄间隙焊和熔槽帮条焊。下面主要介绍帮条焊、搭接焊、坡口焊三种。
2.1帮条焊
适用范围:适用于直径10~40mm的HPB235级、HRB335级、HRB400级钢筋和 10~25mm的余热处理 RRB400 级钢筋。帮条焊宜采用与主筋同级别、同直径的钢筋制作,可分为单面焊缝和双面焊缝。
其帮条长度:HPB235 级钢筋单面焊 L>8d,双面焊 L>4d;HRB335级、HRB400 级钢筋单面焊 L>10d,双面焊L>5d。
2.2搭接焊
搭接焊又称搭接接头,把钢筋端部弯曲一定角度叠合起来,在钢筋接触面上焊接形成焊缝,它分为双面焊缝和单面焊缝。适用于焊接直径10~40mm 的HPB235级、HRB335 级钢筋。
搭接焊宜采用双面焊缝,不能进行双面焊时,也可采用单面焊。搭接焊的搭接长度及焊缝高度、焊缝宽度同帮条焊。
2.3坡口焊
坡口焊又叫剖口焊,钢筋坡口焊接头可分为坡口平焊接头和坡口立焊接头两种。
适用范围:适用于直径16~40mm的HPB235级、HRB335级、HRB400级钢筋及 RRB400级钢筋。
3、电渣压力焊
3.1焊接原理及适用范围
电渣压力焊利用电流通过渣池所产生的热量来熔化母材,待到一定程度后施加压力、完成钢筋连接。这种钢筋接头的焊接方法与电弧焊相比,焊接效率高5~6倍、且接头成本较低,质量易保证。它适用于直径为14~40mm的HPB235级。HRB335 级竖向或斜向钢筋的连接。
3.2电渣压力焊焊接工艺流程
安装焊接钢筋→安装引弧钢丝球→缠绕石棉绳,装上焊剂盒→装放焊剂接通电源(“造渣”工作电压40~50V,“电渣”工作电压20~25V)→造渣过程形成渣池→电渣过程钢筋端面溶化→切断电源,顶压钢筋完成焊接。
焊接完成应适当停歇,方可回收焊剂和卸下焊接夹具,并敲去渣壳;四周焊包应均匀,凸出钢筋表面的高度应不小于4mm。
3.3质量检验
①取样数量
钢筋电渣压力焊接头的外观检查应逐个进行;强度检验时,从每批成品中切取三个试样进行拉伸试验;在现浇钢筋混凝土框架结构中,每一楼层中以 300个同类型接头作为一批;不足300个时,仍作为一批。
②外观检查
钢筋电渣压力焊接头的外观检查,应符合下列要求:
A.接头焊包应饱满、均匀,钢筋表面无明显烧伤等缺陷。
B.接头处钢筋轴线的偏移不得超过钢筋直径的0.1倍,同时不得大于2mm。
C.接头处弯折不得大于4°。
D.外观检查不合格的接头,应切除重焊或采取补强措施。
③拉伸试验
4、气压焊
钢筋气压焊是采用氧-乙炔火焰对钢筋接缝处进行加热,使钢筋端部加热达到高温状态,并施加足够的轴向压力而形成牢固的对焊接头。钢筋气压焊接方法具有设备简单、焊接质量好、效果高,且不需要大功率电源等优点。
钢筋气压焊可用于直径40mm以下的HPB235级、HRB335级钢筋的纵向连接。当两钢筋直径不同时,其直径之差不得大于7mm,钢筋气压焊设备主要有氧-乙供气设备、加热器、加压器及钢筋卡具等。
5、电阻点焊
混凝土结构中的钢筋骨架和钢筋网片的交叉钢筋焊接,宜采用电阻点焊。焊接时将钢筋的交叉点放人点焊机两极之间,通电使钢筋加热到一定温度后,加压使焊点处钢筋互相压入一定的深度(压入深度为两钢筋中较细者直径的1/4~2/5),将焊点焊牢。采用点焊代替绑扎。可以提高工效,便于运输。在钢筋骨架和钢筋网成型时优先采用电阻点焊。
6、焊接原则
6.1钢筋焊接施工之前,应清除钢筋、钢板焊接部位以及钢筋与电极接触表面上的锈斑、油污、杂物等。钢筋端部有弯折、扭曲时,应予以矫直或切除。
6.2带肋钢筋焊接施工时,应将纵肋对纵肋安放对齐后焊接。
6.3钢筋闪光对焊应选择合适的调伸长度、烧化留量、顶锻留量以及变压器级数,工艺参数确定后不得随意改变。