钢筋焊接作业指导书讲解.docx
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钢筋焊接作业指导书讲解
钢筋焊接作业指导书
1、工程概况：
万盛区人民医院综合业务楼工程，建筑面积28628m2，地下一层，地上二十一层，平面呈矩形，高89m。
钢筋砼框架结构，人工挖孔桩基础。
桩身砼C30，墙柱板砼C30-C50；受力钢筋为II级（φ）HRB335和Ⅲ级（φ）HRB400及带肋钢筋（φR）HRB550，构造钢筋为I级（φ）HPB235；焊条：
E43型用于HPB235级钢筋焊接，E50型用于HRB级钢筋焊接。
设计要求，直径大于等于22以上，采用机械连接，整个工程的钢筋焊接采用电弧焊、闪光对焊或电渣压力焊三种方式。
2、作业指导书编制依据
2.1由深圳市华蓝建筑设计有限公司设计的施工图。
2.2万盛区人民医院综合业务楼工程施工组织设计。
2.3钢筋机械连接技术规程《JGJ107-2010》。
2.4钢筋焊接及验收规程《JGJ18－2003》。
2.5《建筑施工手册》。
2.6国家现行的有关《安全生产》的规程、规定。
3、进度安排
满足现场实际施工进度进行施工。
4、施工准备
4.1焊接施工人员必须取得施焊资格证书。
4.2施焊人员焊前模拟试件必须试焊合格。
4.3施焊人员必须熟悉作业指导书的要求，并接受作业指导书交底。
4.4施工机具准备：
电焊机2台，对焊机（UN－100）1台。
5.施工作业和步骤
5.1闪光对焊
5.1.1根据实际情况，对焊方式采用连续闪光焊和闪光－预热－闪光焊两种施工方法相结合进行，施焊前应充分熟悉焊机的性能及各项参数指标。
5.1.1.1连续闪光焊工艺过程包括：
连续闪耀和顶锻过程，施焊时首先闭合一次电路，使两根钢筋面轻微接触，此时端面的间隙中即喷射出火花般溶化的金属微粒一闪光，接着徐徐移动钢筋例两端面仍保持轻微接触，形成连续闪光。
当闪光到预定长度，使钢筋端头加热到熔点时，就以一定的压力顶锻。
再无电顶锻到一定时候，焊接接头即告完成。
表1－1所列是连续闪光焊所能焊接的最大钢筋直径。
连续闪光焊钢筋上限直径表1－1
焊机容量（KVA）
钢筋级别
钢筋直径（mm）
150
I
II
25
22
100
I
II
20
18
75
I
II
16
14
5.1.1.2闪光－预热－闪光是在闪光焊前加一次预热过程和一次闪光过程，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。
施焊时首先连续闪光，使钢筋端部闪平，使预热均匀，然后使两钢筋端面交替接触和分开，这使钢筋断面间隙中发生断续闪光，而形成预热过程。
当钢筋预热后进入闪光阶段。
然后顶锻形成。
钢筋直径较大，已采用闪光－预热－闪光焊。
5.1.2UN1-100型对焊机性能指标。
额定容量：
100KVA；初级电压380V；次级电压调节范围：
3.8V～7.6V；次级电压调节级数：
8，定额持续力20％；钳口夹紧力：
40KN；最大顶锻力：
40KN；钳口最大距离：
80mm；动钳口最大行程：
50mm；连续闪光焊时最大钢筋直径：
20mm；预热闪光焊时钢筋最大直径40mm；冷却水消耗量200L/h.
5.1.3对焊参数指标应符合下列规定：
为了获得良好的对焊接头，应合理选择焊接参数。
焊接参数包括：
调节长度、闪光留量、闪光速度、顶锻速度、顶锻留量、顶锻速度、顶锻压力及变压级次、预热留量、预热频率等参数。
附图1：
闪光对焊各项留量图解
（A）连续闪光焊各项留量（B）闪光－预热－闪光焊各项留量
L1、、L2－调伸长度；a1＋a2－闪光留量；a1.1＋a2..1－一次闪光留量；
a1.2＋a2..2－二次闪光留量；b1+b2-预热留量；c1+c2—顶锻留量；
c1'+c2'－有电顶锻留量；c1''+c2''—无电顶锻留量。
5.1.3.1调伸长度
调伸长度是指焊接前，两钢筋部从电极钳口长度。
调伸长度的选择与钢筋品种和直径有关，应使接头能均匀加热，并使钢筋顶锻时不致旁弯。
调伸长度取值：
I级钢筋微0.75～1.2d,II级为1.0～1.5d（d－钢筋直径）直径小的钢筋宜取较大的系数值。
5.1.3.2闪光留量与闪光速度
闪光（溶化）留量是指闪光过程中，闪出金属所消耗的钢筋长度。
闪光留量的选择，应使闪光过程结束时钢筋端部的热量均匀，并达到足够的温度。
闪光留量取值：
连续闪光为两闪光切断时严重压伤部分之和，另加8mm；预热闪光焊为8～10mm；闪光－预热－闪光焊的一次闪光为两钢筋切断时严重压伤部分之和，二次闪光为8～10mm（直径大的钢筋取大值）。
闪光的速度由慢到快，开始时近于零，而后约1mm/s，终止时达1.5～2mm/s。
综合上述，闪光过程应稳定强烈，以防焊口金属氧化。
5.1.3.3预热留量与预热频率
预热程度由预热留量和预热频率来控制。
预热留量取值：
对预热闪光焊为4～7mm；对闪光－预热－闪光焊为2～7mm（直径大的钢筋取大值）。
预热频率取值：
对I级钢筋宜高些，II～III级钢筋宜适中（1～2次/s）,以扩大接头处加热范围，减少温度梯度。
综合上述，预热过程要充分，频率要适当，以保证热影响区的塑性。
5.1.3.4顶锻留量、顶锻速度与顶锻压力
顶锻留量是指在闪光结束，将钢筋顶锻紧压时因接头处挤出金属而缩短的钢筋长度。
顶锻留量的选择，应对钢筋焊口完全密合并产生一定的塑性变性。
顶锻留量宜取4～6.5mm，级别高或直径大的钢筋取大值。
其中，有电顶锻留量约占1/3；无电顶锻留量约占2/3，焊接时必须控制得当。
顶锻速度应越快越好，特别是顶锻开始的0.1s应将钢筋压缩2～3mm，使焊口迅速闭合不致氧化，而后断电并以6mm/s的速度继续顶锻至结束。
顶锻压力应足以将全部的熔化金属从接头内挤出，而且还要使邻近接头处（约10mm）的金属产生适当的变形。
终合上述，顶锻过程应快速有力，以保证焊口闭合良好和使接头处产生适当的镦粗变形。
5.1.3.5变压器级次
变压器级次用以调节焊接电流大小。
钢筋级别高或直径大，其次要高。
焊接时如火花过大并有强烈声响，应降低变压器级次。
当电压降低5℅左右时，应提高变压器级次1级。
对焊参数，根据焊接电流和时间不同，分为强参数（即大电流和短时间）和弱参数（即电流较小和时间长）两种。
采用强参数，可减少接头过热并提高焊接频率，但宜产生淬硬倾向。
采用弱参数，可减少温度梯度和冷却速度。
5.2帮条焊与搭接焊
5.2.1电弧焊设备与焊条
本工程采用交流弧焊机4台，对于I级钢筋采用E43型焊条，II级钢筋采用E50型焊条。
5.2.1.1电焊机采用交流电焊机
5.2.1.2焊条选择根据钢筋直径和焊接位置进行确定（如表一、二所示）
5.2.1.3焊接电流选择如表一所示：
（表一）焊条直径和焊接电流选择
焊接
位置
搭接焊、帮条焊
坡口焊
钢筋直
径（mm）
焊条直
径（mm）
焊接电
流（A）
钢筋直径（mm）
焊条直
径（mm）
焊接电
流（A）
平
焊
10～12
3.2
90～130
16～20
3.2
140～170
14～22
4
130～180
22～25
4
170～190
25～32
5
180～230
28～32
5
190～220
36～40
5
190～240
25～32
5
200～230
立
焊
10～12
3.2
80～110
16～20
3.2
120～150
14～22
4
110～150
22～25
4
150～180
25～32
4
120～170
28～32
4
180～200
36～40
5
170～220
36～40
5
190～210
（表二）电弧焊接时焊条选择
项次
焊接形式
钢筋级别
I级钢
II级钢
1
搭接焊、帮条焊
E43
E50
2
坡口焊
E43
E50
5.2.2施焊前，钢筋的装配与定位应符合下列规定：
5.2.2.1采用帮条焊时，两主筋端面之间的间隙应为2～5mm.
5.2.2.2采用搭接焊时，钢筋的顶弯和安装，应保证接头两端钢筋的轴线在同一直线上。
5.2.2.3帮条和主筋之间用四点定位焊牢固；搭接焊时，用两点固定；定位焊缝应离帮条或搭接端部20mm以上（如附图2所示）。
5.2.3施焊时，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。
多次施焊时，第一层焊缝应有足够的溶深；主焊缝与定位焊缝，特别是在焊缝的始端与终端溶合良好。
（附图2）帮条焊与搭接焊的定位
（A）帮条焊（B）搭接焊
1－定位和缝2－弧坑拉出方位
5.2.4钢筋接头采用帮条焊或搭接焊时，焊缝长度不应小于帮条或搭接长度，焊缝高度h≥0.3d，并不得小于4mm；焊缝宽度b≥0.7d，并不得小于10mm。
5.3坡口焊
5.3.1施焊前的准备工作
5.3.1.1钢筋坡口面应平顺，凹凸不平度不得超过1.5mm，切口边缘不得有裂纹和较大的钝边、缺棱。
5.3.1.2钢筋坡口平焊时，V型坡口角度为550～650；坡口立焊时，坡口角度为450～550其中下端钢筋为00～100，上端钢筋为350～450。
（如附图3）
（如附图3）钢筋坡口焊
（坡口平焊）（坡口立焊）
5.3.1.3钢垫板长度为40～60mm,厚度为4～6mm；平焊时钢垫板宽度为钢筋直径加10mm，立焊时钢垫板宽度等于钢筋直径。
5.3.1.4钢筋跟部间隙，平焊时为4～6mm，立焊时为3～5mm，最大间隙均不宜超过10mm。
5.3.2施焊时，焊缝跟部、坡口端面以及钢筋与钢垫板之间均应熔合好；为了防止接头过热，采用几个接头轮流施焊。
5.3.3加强焊缝的宽度应超过V型坡口的边缘2～3mm，其高度边缘为2～3mm。
5.3.4发现接头有弧坑、未填满、气孔及咬边缘等缺陷时，应立即补焊。
5.4预埋件T型接头的钢筋焊接
5.4.1预埋件T型接头电弧焊的接头形式分为贴角焊和穿孔塞焊两种，如附图4所示：
（附图4）预埋件T型接头焊形式
（贴角焊）（穿孔塞焊）
5.4.2采用贴角焊时，焊缝的焊角K不小于0.5d（I级钢筋）～0.6d（II级钢筋）。
5.4.3采用穿塞焊时，钢板的孔洞应作成喇叭口，它的内口直径应比钢筋直径d大4mm，倾斜角为450，钢筋缩边为2mm。
5.4.4施焊时，电流不宜过大，严禁烧伤钢筋。
5.5电渣压力焊
5.5.1竖向钢筋电渣压力焊包括引弧、电弧、电渣和顶压过程。
5.5.2引弧包括直接引弧和铁丝球引弧。
直接引弧；通电后迅速把钢筋上提，使两端头间距离为2～4mm进行引弧，当钢筋端头夹杂得有不导电物质或端头过于平滑造成引弧困难时，可以把钢筋上下移动进行短接再提起，从而达到引弧的目的。
铁丝球引弧：
通电后迅速把钢筋上提，使两端间距离2～4mm进行引弧，当钢筋端头夹杂得有不导电物质或端头过于平滑造成引弧困难时，可以把钢筋上下移动进行短接再提起，从而达到引弧的目的。
铁丝球引弧:
将铁丝球放在上下钢筋端头之间，电流通过铁丝球与上下钢筋端面的接触点形成短路引弧。
铁丝球采用0.5～1.0mm退火铁丝，球径不小于10mm，球的每一层缠绕方向相互垂直交叉。
当焊接电流较小，钢筋端面教平整或引弧距离不易控制时应采用此方法。
5．5．3电弧过程
此过程依靠电弧的高温作用，将钢筋端头的凸出部分不断烧化，同时亦将接口周围的焊剂充分溶化，形成一定深度的渣池。
5.5.4电渣过程：
当渣池形成一定深度后，将上钢筋缓缓插入池中，从而进入电渣过程。
5.5.5挤压过程：
在停止供电的瞬间，对钢筋施加挤压力，把焊口部分溶化的金属熔渣及氧化物等杂质全部挤出接合面。
钢筋挤压力为0.2～0.4KN。
5.5.6电渣压力焊的焊接参数
钢筋直径（mm）
焊接电压（A）
焊接电压（V）
焊接时间（S）
钢筋溶化量（mm）
U2
U2
T1
T1
14
200～220
35～45
22～27
12
3
20～25
16
200～250
35～45
22～27
14
4
20～25
18
250～300
35～45
22～27
15
5
20～25
20
300～350
35～45
22～27
17
5
20～25
22
350～400
35～45
22～27
18
6
20～25
25
400～450
35～45
22～27
21
6
20～25
28
500～550
35～45
22～27
24
6
20～25
32
550～600
35～45
22～27
27
7
25～30
5.5.7焊接缺陷及防治措施
在钢筋电渣压力焊的焊接过程中，如发现轴线偏移，接头弯折、结合不良、烧伤、夹渣等焊接缺陷，参照如下表查明原因，采取措施，及时消除。
竖向钢筋电渣压力焊时的缺陷性质及防治
缺陷性质
防治措施
轴线偏移
1、钢筋的焊接端部力求挺直
2、正确安装夹具和钢筋
3、及时修理或更换已变形的电极钳口
4、焊接操作过程避免晃动
接头弯折
1、钢筋的焊接端部力求挺直
2、正确安装钢筋，并在焊接时始终扶持端正
3、焊毕，适当延长扶持上钢筋的时间
4、及时修理或更换已变形的电极或夹具
结合不良
1、正确调整夹头的启始点，确保上钢筋下送到位
2、避免下钢筋伸出钳口的长度过短，确保熔池金属受到焊接正常依托
3、防止在焊接时焊剂局部泄漏，避免熔池金属局部迷失
4、避免顶压前过早断电，有效地排除夹渣
焊包不均匀
1、减少钢筋端面的不平整度
2、装焊剂时，力求钢筋四周均匀一致
3、焊剂回收使用时排出一切杂质
4、避免电弧电压过高，养活偏弧现象
5、防止焊剂局部泄漏，避免溶深金属局部流失
过热（焊包簿而大）
1、合理选择焊接参数，避免采取大能量焊接法
2、减少焊接时间
3、缩短电渣过程
气孔、夹渣
1、遵守使用焊剂的有关规定
2、焊前对钢筋端部的绣斑、杂物清除干净
3、缩短电渣过程，使钢筋端部面呈微凸状
4、及时进行顶压过程
5.5.8电渣压力焊焊剂盒呈圆形，由了；两半圆形铁皮组成，内径微80～100mm，与所焊钢筋的直径相适应。
焊剂盒与焊接机分开，当焊接完后，先拆机头，待焊接接头保持一段时间后再拆焊剂盒。
对于环境温度较低时，采用此方式可避免发生冷脆现象。
焊剂采用HJ431型。
该焊剂含有高锰、高硅与低氟成分，能起到隔
离、保温及稳定电弧的作用，在焊接过程中还能起到补充熔渣脱氧及添加合金元素作用，使焊缝金属合金化。
5.5.9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。
强度检查时，从每批成品中取三个试样进行拉伸试验。
在一般建筑物中，每300个同类型接头（同钢筋级别、同钢筋直径）作为一批；在现浇钢筋砼框架结构中，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：
接头焊包应饱满和比较均匀，钢筋表面无明显烧伤等缺陷；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；接头处弯折不得大于4度。
5.6钢筋滚轧直螺纹连接
5.6.1连接件准备
（1）当连接件进入施工现场时,应开箱检查产品的规格、型号、生产批号合格证和材质证明复印件。
（2）相同直径钢筋连接件进场验收应符合下表
（2）的规定。
表
（2）相同直径连接件单位（mm）
序号
连接钢筋直径
规格型号
螺纹外径
长度
单端连接长度
1
d16-d16
BGZJ16
M16
≮45
≮22.5
2
d18-d18
BGZJ18
M18
≮50
≮25.0
3
d20-d20
BGZJ20
M20
≮55
≮27.5
4
d22-d22
BGZJ22
M22
≮60
≮30.0
5
d25-d25
BGZJ25
M25
≮65
≮32.5
6
d28-d28
BGZJ28
M28
≮70
≮35.0
7
d32-d32
BGZJ32
M32
≮80
≮40.0
8
d36-d36
BGZJ36
M36
≮90
≮45.0
9
d40-d40
BGZJ40
M40
≮100
≮50.0
（3）不同直径钢筋连接件进场验收应符合下表（3）的规定。
序号
连接钢筋直径
规格型号
螺纹外径
长度
单端连接长度
大端
小端
1
d18-d16
BGZJ18-16
M18-M16
≮50
≮25.0
≮22.5
2
d20-d18
BGZJ20-18
M20-M18
≮55
≮27.5
≮25.0
3
d22-d18
BGZJ22-18
M22-M18
≮60
≮30.0
≮25.0
4
d22-d20
BGZJ22-20
M22-M20
≮60
≮30.0
≮27.5
5
d25-d20
BGZJ25-20
M25-M20
≮65
≮32.5
≮27.5
6
d25-d22
BGZJ25-22
M25-M22
≮65
≮32.5
≮30.0
7
d28-d25
BGZJ28-25
M28-M25
≮70
≮35.0
≮32.5
8
d32-d28
BGZJ32-28
M32-M28
≮80
≮40.0
≮35.0
9
d36-d32
BGZJ36-32
M36-M32
≮90
≮45.0
≮40.0
10
d40-d36
BGZJ40-36
M40-M36
≮100
≮50.0
≮45.0
5.6.2设备准备
（1）机床型号应选用与加工丝头钢筋直径范围相匹配。
（2）机床、切割机的安装应牢固平稳，辅助设施应就位。
（3）机床、切割机正式加工前应调试其运正常，方可试制接头试件。
5．6．3钢筋的准备
（1）钢筋端部（按丝头长度的2-3倍）的水锈、油污、砂浆等附着物应彻底清除。
（2）钢筋直径应分别满足GB1499《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》、GB13014《钢筋混凝土用余热处理钢筋》的要求。
（3）当钢筋端头的腐蚀锈斑影响丝扣质量时不得进行丝头加工。
（4）加工丝头前应检查矫直钢筋端部弯曲和修磨端头切口的飞边。
（5）钢筋切割必须用冷加工，其平头切口端面倾斜度不应大于2°
5．6．4接头连接
（1）对于标准型、加长型、异径型连接，应先将加工好丝头的钢筋和连接件就位。
将待接钢筋丝头旋入连接件并拧紧（若设计有锁母时应将锁母旋到钢筋丝头预定位置），再将另一待接丝头旋入连接件，并拧紧到位。
（2）当两端钢筋不易转动时，可采用正反丝扣连接件，旋转连接件，同时连接两端钢筋，并拧紧到位。
（3）连接钢筋的外露丝扣每端不应大于1个螺距。
6．安全文明施工要求
6.1加强职工安全意识教育，坚持“安全第一预防为主”的生产方针。
6.2施工前，所有施工人员均应接受各级安全教育，经考试合格后持证上岗。
6.3所有施工人员均应经过严格的体格检查，体格检查不合格者严禁进入施工现场。
6.4所有参加施工人员必须正确使用“安全三大宝”。
6.5施工现场的安全防护设施必须按照《安全生产工作规定》的有关规定进行完善，定期检查。
6.6所有带电机械和工具的操作人员必须穿戴好绝缘劳保用品。
6.7夜间施工必须具有足够照明，并派专人监护。
6.8非电工人员严禁从事电工作业，所有用电设施必须定期检查工况。
6.9施工现场应设置好警戒线，防止高空及孔洞坠落事故。
6.10所有施工机具必须专人负责，标识工况，并做好运行及保养记录。
6.11严禁酒后进入施工现场。
6.12施工现场的所有材料应分类堆码整齐，做到“工完、料尽、场地清”。
6.13施工现场严禁打闹、嬉戏。
6.14高空作业时，严禁向下抛扔物体。
6.15焊接施工中，对周围有易燃物品时，应特别注意隔离防护，避免焊接过程中的火星引燃其它物品，造成火灾事故。
7．质量标准
7.1施焊人员必须具有资格证书，并经模拟焊试验合格后方可从事焊接施工作业。
7.2闪光对焊
7.2.1钢筋闪光对焊接头处外观质量检查不得有横向裂纹，与电极接触的钢筋表面，对于I、II级钢筋不得有明显的烧伤；低温焊接时，II级钢筋不得有烧伤。
7.2.2钢筋接头上的弯折不得大于3度。
7.2.3接头处的钢筋轴线偏移不得大于0.1d（钢筋直径），同时不得大于2mm。
7.2.4当有一个接头不符合上述要求时，应对全部钢筋接头进行检查，剔除不合格品；不合格接头切除重焊后，可提交二次验收。
7.2.5闪光对焊接头的外观检查，每批抽查100℅的接头，并不得少于10个；对焊接头的机械性能试验包括拉伸和弯曲试验，应从每批成品中切取6个试件，3个进行拉伸，3个进行弯曲。
7.2.6在同一班组内由同一焊工，按同一焊接参数完成300个同类型接头作为一批，一周内连续焊接时，可以累计计算。
7.2.7钢筋对焊接头的拉伸和弯曲试验应符合钢筋焊接规范的有关规定。
7.3钢筋电弧焊接头
7.3.1钢筋电弧焊接头应在接头清渣后逐个进行目测或量测，检查其外观质量，外观质量应符合下列要求：
7.3.1.1焊缝表面平整，不得有较大的凹陷、焊瘤。
7.3.1.2接头处不得有裂纹。
7.3.1.3咬边深度、气孔、夹渣的数量和大小、以及接头尺寸偏差，不得超过表三的规定。
（表三）钢筋电弧焊接头尺寸偏差及缺陷允许数值
项
名称
单位
接头形式
1
帮条沿接头中心的纵向偏移
mm
0.3d
______
______
2
接头处弯折
度
3
3
3
3
接头处钢筋轴线偏差
mm
0.1d
0.1d
0.1d
3
3
3
4
焊缝厚度
mm
＋0.05d
＋0.05d
______
5
焊缝宽度
mm
＋0.1d
＋0.1d
______
6
焊缝长度
mm
－0.3d
－0.3d
______
7
横向咬边深度
mm
0.5
0.5
0.5
8
焊缝气孔及夹渣数
在长2d的焊缝表面上
个
2
2
______
mm2
6
6
______
在全部焊缝上
个
______
______
2
mm2
______
______
6
7.3.1.4坡口焊缝的加强高度为2～3mm。
7.3.1.5外观检查不合格的接头，经修整或部强后，可提交二次验收。
7.3.1.6钢筋电弧焊接头拉力试验结果，必须符合下列规定：
7.3.1.6.1三个试件的抗拉强度均不得低于该级别的规定抗拉力强度值。
7.3.1.6.2至少有两个试件呈现塑性断裂。
7.4预埋件钢筋T型接头
7.4.1预埋件T型接头外观检查，应从同一台班内完成的同一类成品抽查5℅，并不得少于10件。
7.4.2预埋件T型接头的强度检查应满足钢筋接头的有关规定
7.4.2.1以300件同一类型成品为一批。
一周连续焊接时，可以累计
计算。
一周累计不足300件时，亦按一批计算。
每批切取3个试件进
行拉伸试验。
7.4.2.2I级钢筋
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