钢筋连接工艺设计试验方案说明Word格式.docx
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2
滚扎直螺纹接头
江阴西城
16
45#特钢、A25mm*40mm
3
18
45#特钢、A27mm*45mm
4
45#特钢、A29mm*50mm
5
贵航特钢
22
45#特钢、A33mm*55mm
6
25
45#特钢、A37mm*60mm
7
28
45#特钢、A41mm*68mm
8
电渣压力焊
中天钢铁
12
莱芜
HJ431
9
14
10
11
连云港兴鑫
4.2试验准备和作业条件
4.2.1
材料准备
1、钢筋要求
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、焊条、焊剂要求
电弧焊使用的焊条，应符合现行国家标准GB/T5117或GB/T5118的规定，其型号应根据设计确定。
若设计无规定时，可按JGJ18-2012表3.0.3选用。
电渣压力焊可采用熔炼型HJ431焊剂。
施焊的各种焊条、焊剂应有产品合格证，各种焊接材料应分类存放、妥善处理；
应采取防止锈蚀、受潮变质等措施。
3、直螺纹套筒
钢筋连接直螺纹套筒为定型产品。
套筒母材质为45#钢。
每批套筒进场时须核实其产品合格证，两端有保护套进行保护，经进场质检员复核合格后方可用于施工。
材质应符合有关钢材的现行国家标准及《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2010的有关规定。
4.2.2
设备机具准备
表1：
机械设备表
名称
型号（规格）
功率（KW）
直流弧焊机
AX-320（AT-320）
交流弧焊机
BX6-250
14.4
直螺纹滚丝机
GY-40C-11
钢筋弯曲机
GW-12
1.5
砂轮切割机
SQ-500
5.5
电焊面罩
电焊钳
打焊皮锤
钢丝刷
4.2.3
人员配备
表2：
焊接人员情况一览表表
姓名
焊工证号
焊工证有效期
潘斌
沪X082013014657
罗玉龙
沪X082014031096
惠自明
苏C102016000378
2018.4
朱彦雷
苏N102016000234
4.2.4
作业条件
1、焊工必须持有有效的上岗资格证。
2、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。
4、作业场地要有安全防护设施、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。
5、熟悉图纸，做好技术交底。
4.3试验操作工艺
4.3.1
钢筋焊接基本规定
1、本试验电弧焊是指焊条电弧焊。
2、在生产中，对于有较高要求的抗震结构用钢筋，在牌号后加E，焊接工艺可按照同级别热轧钢筋施焊；
焊条应采用低氢型碱性焊条。
3、生产中，如果有HPB235钢筋需要进行焊接时，可按HPB300钢筋的焊接材料和焊接工艺参数，以及接头质量检验与验收的有关规定施焊。
4、钢筋焊接施工之前，应清除钢筋焊接部位以及钢筋与电极接触处表面上的锈斑、油污、杂物等；
钢筋端部当有弯折、扭曲时，应予以矫直或切除。
5、带肋钢筋进行闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊时，应将纵肋对纵肋安放和焊接。
6、焊剂应存放在干燥的库房内，若受潮时，在使用前应经250～350℃烘焙2h。
使用中回收的焊剂应清除熔渣和杂物，并应与新焊剂混合均匀后使用。
7、
两根同牌号、不同直径的钢筋可进行闪光对焊、电渣压力焊。
闪光对焊时其径差不得超过4mm，电渣压力焊时，其径差不得超过7mm。
焊接工艺参数可在大、小直径钢筋焊接工艺参数之间偏大选用，两根钢筋的轴线应在同一直线上。
对接头强度的要求，应按较小直径钢筋计算。
8、两根同直径、不同牌号的钢筋可进行闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊，其钢筋牌号应在规范规定的范围内。
焊条和焊接工艺参数应按较高牌号钢筋选用，对接头强度的要求按较低牌号钢筋强度计算。
9、在环境温度低于-5℃条件下施焊时，焊接工艺应符合下列要求：
①闪光对焊时，宜采用预热闪光焊或闪光一预热闪光焊；
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；
②电弧焊时，宜增大焊接电流，减低焊接速度。
10、当环境温度低于-20℃时，不应进行各种焊接。
11、雨天、雪天进行施焊时，应采取有效遮蔽措施。
焊后未冷却接头不得碰到雨和冰雪，并应采取有效的防滑、防触电措施，确保人身安全。
12、当焊接风速超过8m/s在现场进行闪光对焊或焊条电弧焊时，应采取挡风措施。
13、焊机应经常维护保养和定期检修，确保正常使用。
4.3.2
钢筋螺纹连接基本规定
1、连接套筒进场应具备产品合格证和套筒原材料质量证明文件，螺纹牙型
应饱满，套筒表面不得有裂纹，表面及内螺纹不得有严重的锈蚀及其他肉眼可见的缺陷。
2、连接套筒内螺纹的设计牙型，螺距及长度宜按照机械工业国家及行业标准有关规定执行。
3、待连接钢筋的端部若有弯曲，应在下料前先进行调直；
钢筋下料时应采用砂轮片切割机切断，不得用气割或冲剪下料。
4、钢筋直螺纹滚轧设备应加注水溶性润滑冷却液，不得使用油性润滑液。
5、现场加工的钢筋丝头的有效螺纹长度，丝头中径、牙型角、螺距等应符合设计规定并与相应连接套筒匹配，且经检测合格后方能进行连接工序。
其中标准型接头有效螺纹长度应不小于1/2连接套筒长度。
6、连接套筒及丝头加工时的外观质量，螺纹尺寸等的检验要求应符合《滚轧直螺纹钢筋连接接头》JG163-2004及《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2010中的相关条款。
7、直螺纹丝头检验合格后应套上塑料保护帽或拧上连接套筒，按规格分类码放整齐；
雨季或长期码放情况下，应对丝头采取防绣措施。
钢筋端部应切平后加再工螺纹。
8、钢筋接头拧紧后应用力矩扳手按不小于下表中的拧紧力矩值检查，并加以标记。
安装接头时可用管钳扳手拧紧，应使钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧。
标准型接头安装后的外露螺纹不宜超过2p。
接头安装时应严格保证钢筋与连接套筒的规格相—致。
9、接头的现场检验与验收应满足《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2010及《滚轧直螺纹钢筋连接接头》JG163-2004中的规定。
4.4
滚扎直螺纹连接试验操作工艺
4.4.1钢筋直螺纹加工工艺流程
预接：
钢筋端面平头→剥肋滚压螺纹→丝头质量检验→利用套筒连接→接头检验；
现场连接：
钢筋就位→拧下钢筋保护帽和套筒保护帽→接头拧紧→作标记→质量检验。
4.4.2钢筋丝头加工
1、按钢筋规格所需的调整试棒并调整好滚丝头内孔最小尺寸；
2、按钢筋规格更换涨刀环，并按规定的丝头加工尺寸调整好剥肋直径尺寸；
3、调整剥肋挡块及滚压行程开关位置，保证剥肋及滚压螺纹的长度符合丝头加工尺寸的规定；
4、加工钢筋直螺纹时，应采用水溶性切削润滑液，不得用机油做润滑液或不加润滑液套丝；
5、当出现不合格丝头时，应切去后重新加工，不得在不合格丝头上进行二次加工；
表3：
丝头加工尺寸（mm）
螺距P
剥肋直径-0.20
-0.50
剥肋长度-1.00
-0.00
螺纹直径-0.1
-0.2
螺纹长度+2.00
Φ18
2.0
17.1
24.0
18.1
22.5
Φ20
19.0
26.0
20.0
25.0
Φ22
21.0
29.0
22.0
27.5
Φ25
2.5
23.9
32.0
30.0
Φ28
36.0
28.0
34.0
Φ32
30.8
41.0
39.0
4.4.3钢筋连接套筒
（1）钢筋连接套筒内不得存有杂物，两端应有防护端盖；
（2）钢筋连接套筒各部分尺寸应满足产品设计要求，套筒表面不得有裂纹，表面及内螺纹不得有严重的锈蚀。
（3）套筒几何尺寸
表6：
连接套筒的几何尺寸（mm）
套筒长度
L±
1.0
套筒外径
±
0.5
套筒内径+0.375
Φ16
40
45
27
16.3
50
29
18.2
55
33
20.2
60
37
22.9
68
41
25.9
78
46
29.8
（4）连接套筒的质量检查要求
表7：
连接套筒的质量检查方法及要求
检验项目
量具名称
检验要求
外观质量
目测
表面应无裂纹和影响接头质量的其他缺陷
长度及外径应满足尺寸公差要求
内螺纹
尺寸
通端螺纹塞规
能顺利旋入连接套筒并达到旋合长度
止端螺纹塞规
塞规不能通过套筒内螺纹，但允许从套筒两端部分旋合，旋入量不应超过3P（P为螺距）
4.4.4钢筋连接
1、工艺流程
钢筋就位→回收待连接钢筋上的密封盖和塑料保护帽→用手拧上钢筋、用专业扳手拧紧→用油漆在已连接好的钢筋上作油漆标记→质检员检验是否达到连接要求→做构件抽检记录；
2、连接钢筋时，钢筋规格和连接套筒的规格应一致，并确保钢筋和连接套筒的丝扣干净、完好无损。
3、钢筋丝头螺纹有效丝扣长度应为1/2套筒长度，公差为±
1P（P为螺距）。
4、钢筋连接时必须用专用扳手拧紧，使两钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧，连接好的钢筋接头应无一完整丝扣外露，专用扳手的精度为+5%。
5、连接钢筋时，应对正轴线将钢筋拧入连接套筒，然后用专用扳手拧紧，不得超拧，拧紧后的接头应作上标记。
直螺纹钢筋接头拧紧力矩值如下表：
表8：
直螺纹钢筋接头拧紧力矩值
钢筋直径（mm）
≤16
18～20
22～25
32
拧紧力矩（N·
m）
80
160
230
300
6、性能要求
滚压直螺纹钢筋连接接头连接性能应符合《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107—96）中A级接头的性能要求。
表9：
滚压直螺纹钢筋连接接头连接A级接头的性能要求
等级
A级
单向拉伸
强度
割线模量
fomst≥ftk
E0.7≥EOS且E0.9≥0.9EOS
极限应变
εu≥0.04
残余变形
u≤0.03mm
高应力反复拉压
E20≥0.85E1
U20≤0.03mm
大变形反复拉压
u4≤0.03mm且u8≤0.06mm
7、连接示意图：
·
4.5
电弧焊试验操作工艺
4.5.1
电弧焊工艺方法的选择和工艺流程
钢筋电弧焊时，可采用焊条电弧焊或二氧化碳气体保护电弧焊两种工艺方法。
钢筋电弧焊又包括帮条焊、搭接焊、坡口焊、窄间隙焊和熔槽帮条焊5种接头形式。
本次试验采用焊条电弧焊中的帮条焊和搭接焊两种形式。
工艺流程：
检查机械设备→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
4.5.2
帮条焊和搭接焊的工艺过程
1、帮条焊时，宜采用双面焊；
当不能进行双面焊时，可采用单面焊，帮条长度应符合“表4”的规定。
当帮条牌号与主筋相同时，帮条直径可与主筋相同或小一个规格；
当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等级。
2、搭接焊时，宜采用双面焊；
当不能进行双面焊时，可采用单面焊。
搭接长度可与“表4”规定的帮条长度相同。
表4：
钢筋帮条长度表
钢筋牌号
焊缝形式
帮条长度（l）
HPB300
单面焊
≥8d
双面焊
≥4d
HRB335HRBF335
HRB400HRBF400
HRB500HRBF500RRB400W
≥10d
≥5d
3、帮条焊时，两端主筋端面的间隙应为2mm～5mm。
4、搭接焊时，焊接端钢筋宜预弯，并应使两钢筋的轴线在同一直线上。
5、帮条焊时，帮条与主筋之间应用四点定位焊固定；
搭接焊时，应用两点固定；
定位焊缝与帮条端部或搭接端部的距离宜大于或等于20mm。
6、焊接时，应在帮条焊或搭接焊形成焊缝中引弧；
在端头收弧前应填满弧坑，并应使主焊缝与定位焊缝的始端和终端熔合。
7、尽量施水平焊，需多层焊时，第一层焊的电流可以稍大，以增加熔化深度，焊完一层之后，应将焊渣清除干净，当需要立焊时，焊接电流应比平焊减少10%~15%。
8、帮条焊接头或搭接焊接头的焊缝有效厚度S不应小于主筋直径的30%；
焊缝宽度b不应小于主筋直径的80%（见“图2”）。
注：
焊缝厚度S很重要，当需要时，截切试件断面，经磨光、腐蚀后，才能测出。
4.6
电渣压力焊试验操作工艺
4.6.1
电渣压力焊的工艺流程和过程
检查设备、电源→钢筋端头制备→选择焊接参数→安装焊接夹具和钢筋→安放铁丝球（也可省去）→安放焊剂罐、填装焊剂→试焊、作试件→确定焊接参数→施焊→回收焊剂→卸下夹具→质量检查
工艺过程：
闭合电路→引弧→电弧过程→电渣过程→挤压断电
1、检查设备、电源，确保随时处于正常状态，严禁超负荷工作。
2、钢筋端头制备：
钢筋安装之前，焊接部位和电极钳口接触的（150mm区段内）钢筋表面上的锈斑、油污、杂物等，应清除干净，钢筋端都若有弯折、扭曲，应予以矫直或切除，但不得用锤击矫直。
3、选择焊接参数：
钢筋电渣压力焊的焊接参数主要包括：
焊接电流、焊接电压和焊接通电时间（见“表5”）。
表5：
电渣压力焊焊接参数表
钢筋直径
（mm）
焊接电流
（A）
焊接电压（V）
焊接通电时间（s）
电弧过程U2-1
电渣过程U2-2
电弧过程t1
电渣过程t2
280~320
35~45
18~22
300~350
13
15
350~400
400~450
450~500
30
不同直径钢筋焊接时，按较小直径钢筋选择参数，焊接通电时间延长约10%。
4、安装焊接夹具和钢筋：
夹具的下钳口应夹紧于下钢筋端部的适当位置，一般为1/2焊剂罐高度偏下5～10mm，以确保焊接处的焊剂有足够的淹埋深度。
上钢筋放入夹具钳口后，调准动夹头的起始点，使上下钢筋的焊接部位位于同轴状态，方可夹紧钢筋。
钢筋一经夹紧，不得晃动。
5、安放引弧用的铁丝球（也可省去）。
安放焊剂罐、填装焊剂。
6、试焊、作试件、确定焊接参数：
在正式进行钢筋电渣压力焊之前，必须按照选择的焊接参数进行试焊并作试件送试，以便确定合理的焊接参数。
4.6.2
电渣压力焊施焊操作要点
1、闭合回路、引弧：
通过操纵杆或操纵盒上的开关，先后接通焊机的焊接电流回路和电源的输入回路，在钢筋端面之间引燃电弧，开始焊接。
2、电弧过程：
引燃电弧后，应控制电压值。
借肋操纵杆使上下钢筋端面之间保持一定的间距，进行电弧过程的延时，使焊剂不断熔化而形成必要深度的渣池。
3、电渣过程：
随后逐渐下送钢筋，使上钢筋端都插入渣池，电弧熄灭，进入电渣过程的延时，使钢筋全断面加速熔化。
4、挤压断电：
电渣过程结束，迅速下送上钢筋，使其端面与下钢筋端面相互接触，趁热排除熔渣和熔化金属。
同时切断焊接电源。
5、接头焊毕，应停歇20～30s后（在寒冷地区施焊时，停歇时间应适当延长），才可回收焊剂和卸下焊接夹具；
敲去渣壳后，四周焊包凸出钢筋表面的高度，当钢筋直径为25mm及以下时不得小于4mm；
当钢筋直径为28mm及以上时不得小于6mm。
4.7质量检验与验收
4.7.1
滚扎直螺纹连接接头
1、滚扎直螺纹接头的质量检验，应分批进行外观质量检查和力学性能检验，并应符合下列规定作：
（1）在现浇混凝土结构中，同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同型式、同规格接头，以500个为一个验收批进行检验与验收，不足500个也作为一个验收批。
（2）对接头的每一验收批，必须在工程结构中随机截取3个接头试件作抗拉强度试验，按设计要求的接头等级进行评定。
2、滚扎直螺纹接头外观检查结果，应符合下列要求：
（1）直螺纹丝头牙形检查：
牙形饱满，无断牙、秃牙缺陷，且必须与螺纹通的牙形相吻合，牙形表面光滑的为合格；
在长度规上量得的钢筋丝长度不超过允许误差。
（2）螺纹丝扣的完整牙数不得小于表4规定数：
螺纹丝扣的完整牙数
完整牙数
Φ18-Φ22
9-10
Φ25-Φ28
如果达不到表中规定的完整牙数，必须切掉重新滚丝。
（3）钢筋丝头加工完成、检验合格后，要用专用的钢筋丝头保护帽或连接套筒对钢筋丝头进行保护，以防螺纹在钢筋搬动或运输过程中被损坏或污染。
。
3、施工过程中接头的强度要求
（1）接头的抗拉强度达到或超过母材抗拉强度标准值，并具有高延性和反复拉压性能。
（2）接头的抗拉强度实测值应大于0.9倍的钢筋实际抗拉强度。
4、经自检合格的钢筋丝头，应由质检员随机抽样检验，以500个丝头为一验收批，随机抽检10%，并填写钢筋直螺纹加工检验记录。
如有一个丝头不合格，即应对该加工批全数检查，不合格丝头应重新加工，经再次检查合格后方可使用；
5、已检查合格的丝头应加以保护，钢筋一端丝头应戴上保护帽，另一端可按规定的力矩值拧紧连接套筒，并按规格分类堆放整齐待用。
钢筋丝头质量检查项目、检查方法及检查要求：
钢筋丝头质量检验的方法及要求
牙型饱满、完整丝扣圈数应满足施工工艺规程的要求
丝头长度
卡尺或专用量规
应满足施工工艺规程要求
螺纹直径
通端螺纹环规
能顺利旋入螺纹
止端螺纹环规
允许环规与端部螺纹部分旋合，旋入量不应超过2P（P为螺距）
4.7.2
钢筋电弧焊接头
1、电弧焊接头的质量检验，应分批进行外观质量检查和力学性能检验，并应符合下列规定作：
（1）在现浇混凝土结构中，应以300个同牌号钢筋、同形式接头作为一批；
在房屋结构中，应在不超过二楼层中300个同牌号钢筋、同形式接头作为一批；
每批随机切取3个接头，做拉伸试验；
（2）在装配式结构中，可按生产条件制作模拟试件，每批3个，做拉伸试验；
（3）钢筋与钢板电弧搭接焊接头可只进行外观检查。
在同一批中若有3种不同直径的钢筋焊接接头，应在最大直径钢筋接头和最小直径钢筋接头中分别切取3个试件进行拉伸试验。
2、电弧焊接头外观检查结果，应符合下列要求：
（1）焊缝表面应平整，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6”的规定。
钢筋电弧焊接头尺寸偏差及缺陷允许值
单位
接头形式
帮条焊
搭接焊
帮条沿接头中心线的纵向偏移
mm
0.3d
-
接头处弯折角度
接头处钢筋轴线的偏移
0.1d
焊缝宽度
+0.1d
焊缝长度
-0.3d
咬边深度
在长2d焊缝表面上的气孔及夹渣
数量
个
面积
mm2
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