钢筋焊接工艺试验方案成稿3.docx
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钢筋焊接工艺试验方案成稿3
钢筋焊接（闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊）
工艺试验方案
1.工程概况
2.试验目的、适用范围
根据JGJ18-2012强制性条文要求，在工程开工或者每批钢筋正式焊接之前，无论采用何种焊接工艺方法，均须采用与生产相同条件进行焊接工艺试验，以便了解钢筋焊接性能，选择最佳焊接参数，以及掌握担负生产的焊工的技术水平。
通过本次钢筋焊接工艺性试验，确定钢筋闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊的各项参数，接头试件力学性能试验（拉伸、弯曲等）结果应符合质量检验与验收时的要求。
本次试验确定的连接施工工艺及参数适用于本工程内所有混凝土的钢筋焊接连接制作安装施工。
每种牌号、每种规格钢筋至少做1组试件。
若第1次未通过，应改进工艺，调整参数，直至合格为止。
采用的焊接工艺参数应做好记录，以备查考。
在焊接过程中，如果钢筋牌号、直径发生变更，应同样进行焊接工艺试验。
3.试验依据
（1）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）
（2）《钢筋混凝土用钢第1部分：
热轧光圆钢筋》（GB1499.1-2008）
（3）《钢筋混凝土用钢第2部分：
热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）
（4）《非合金钢及细晶粒钢焊条》（GB/T5117-2012）
（5）《热强钢焊条》（GB/T5118-2012）
（6）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002（2011版））
4.钢筋焊接试验作业指导书
4.1本次试验需要焊接的类别
序号
焊接类别
钢筋
焊条（焊剂）
品牌
型号
规格
品牌
型号
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。
4.2.2设备机具准备
表1：
机械设备表
序号
名称
型号（规格）
功率（KW）
1
直流弧焊机
2
交流弧焊机
3
对焊机
4
钢筋弯曲机
5
砂轮切割机
6
电焊面罩
7
电焊钳
8
打焊皮锤
9
钢丝刷
10
11
4.2.3人员配备
表2：
焊接人员情况一览表表
序号
姓名
焊工证号
焊工证有效期
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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。
4.4闪光对焊试验操作工艺
4.4.1闪光对焊工艺方法的选择
钢筋闪光对焊可采用连续闪光焊、预热闪光焊或闪光—预闪光焊工艺方法。
生产中，可按以下不同条件进行选用：
（1）当钢筋直径较小，钢筋牌号较低，在“表3”规定的范围内，可采用“连续闪光焊”；
（2）当钢筋直径超过“表3”规定，钢筋端面较平整，宜采用“预热闪光焊”；
（3）当钢筋直径超过“表3”规定，且钢筋端面不平整，应采用“闪光一预热闪光焊”。
表3：
连续闪光焊钢筋直径上限表
焊机容量（kVA）
钢筋牌号
钢筋直径
160
（150）
HPB300
HRB335HRBF335
HRB400HRBF400
22
22
20
100
HPB300
HRB335HRBF335
HRB400HRBF400
20
20
18
80
（75）
HPB300
HRB335HRBF335
HRB400HRBF400
16
14
12
4.4.2连续闪光焊的工艺过程
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射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，当闪光到预定长度，使钢筋头加热到将近到熔点时，就以一定的压力迅速进行顶锻（先带电进行顶锻，再无电顶锻，到一定长度）。
焊接接头即告完成。
5.2.3预热闪光焊的工艺过程
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连续的闪光，而形成预热过程。
当钢筋达到预热温度后进入闪光阶段，随后顶锻而成。
焊接接头即告完成。
4.4.4闪光——预热闪光焊的工艺过程
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，然后同预热闪光焊。
钢筋直径较粗时，宜采用预热闪光焊和闪光——预热闪光焊。
4.4.5操作要点:
（1）闪光对焊时，应选择调伸长度、烧化留量、预热留量、顶锻留量以及变压器级数等焊接参数（参数见“图1”）。
图1：
钢筋闪光对焊三种工艺方法留量图解
L1、L2—调伸长度；a1+a2—烧化留量；a1.1+a2.1—一次烧化留量；a1.2+a2.2—二次烧化留量；
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；
△—焊接总留量
（2）调伸长度的选择，应随着钢筋牌号的提高和钢筋直径的加大而增长，当焊接HRB400、HRBF400等牌号钢筋时，调伸长度宜在40mm~60mm内选用。
（3）烧化留量的选择，应根据焊接工艺方法确定。
当连续闪光焊时，闪光过程应较长；烧化流量应等于两根钢筋在断料时切断机刀口严重压伤部分（不包括端面的不平整度），再加8mm~10mm；当闪光一预热闪光焊时，应区分一次烧化留量和二次烧化留量。
一次烧化留量不应小于10mm，二次烧化留量不应小于6mm。
（4）需要预热时，宜采用电阻预热法。
预热留量应为1mm~2mm，预热次数应为1次~4次；每次预热时间应为1.5s~2s，间歇时间应为3s~4s。
（5）顶锻留量应为3mm~7mm，并应随钢筋直径的增大和钢筋牌号的提高而增加。
（6）闪光速度由慢到快，开始时等于零，而后约1mm/s，终止时达1.5~2mm/s。
（7）变压器级次用以调节焊接电流大小。
钢筋牌号高或直径大，其级次要高。
（8）HRB500、HRBF500钢筋焊接时，应采用预热闪光焊或闪光——预热闪光焊工艺。
当接头拉伸试验发生脆性断裂或弯曲试验不能达到规定要求时，尚应在焊机上进行焊后热处理。
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
单面焊
≥10d
双面焊
≥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”）。
图2：
焊缝尺寸示意图
d—钢筋直径；b—焊缝宽度；S—焊缝有效厚度
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
工艺流程：
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。
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