栓钉焊接工艺.docx
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栓钉焊接工艺
栓钉焊接工艺
1、栓钉焊的基本原理和技术条件
将金属螺柱焊到工件平面上去的方法叫做螺柱焊。
在建筑工程中称栓钉焊。
它属于熔态压力焊范畴。
栓钉焊又有2种：
普通栓钉焊和穿透栓钉焊，普通栓钉焊亦称非穿透栓钉焊。
穿透栓钉焊用于组合楼板和组合梁，焊接时，将压型钢板焊透。
使栓钉、压型板、和钢构件三者焊接在一起。
压型钢板厚0.5、0.8、1.0、1.2、1.6mm，镀锌。
施工中，压型钢板起到底模的作用。
栓钉焊机有两种，电弧栓焊机和储能栓钉焊机，储能焊机适用于直径较小的栓钉焊（8mm以下），在建筑工程中栓钉直径较大（25mm）以下。
因此栓钉焊时均采用电弧栓钉焊机。
2、栓钉
1）栓钉材料的机械性能及化学张性能：
力学性能见表：
栓钉用钢牌号及力学性能
牌号
力学性能
抗拉强酸度бbN/mm2
屈服强度бsN/mm2
伸长率δ5%
ML15A
ML15
≥400
≥320
≥14
化学成份见表：
栓钉用钢牌号及化学成份
牌号
化学成份%
C
Si
Mn
P
S
Ah
ML15A
0.13~0.18
≤0.10
0.3~0.6
≤0.35
≤0.035
≥0.020
ML15
0.13~0.18
0.15~0.35
0.3~0.6
≤0.35
≤0.035
--------
2）栓钉的形状尺寸见图：
焊钉的形状尺寸
D------栓钉直径Dk-------栓钉头直径k-------栓钉头高度
r-------倒角半径WA------熔化长度
1）------由制造者选择制成凹穴型式
2）-----引弧结由制造者确定
d
公称
10
13
16
19
22
25
Min
9.64
12.57
12.57
18.48
21.48
24.48
Max
10
13
16
19
22
25
dk
Min
17.65
21.58
28.58
31.5
34.5
39.5
Max
18.35
22.42
29.42
32.5
35.5
40.5
h*
2.5
3
4.5
6
6
7
k
Min
6.55
7.55
7.55
9.55
9.55
11.45
Max
7.45
8.45
8.45
10.45
10.45
12.55
r
Min
2
2
2
2
3
3
WA参考
4
5
5
6
6
6
公称长度L1
40～180
40～200
50～250
60～300
80～300
80～300
注：
1、h*为指导值，在特殊场合，如穿透平焊，该尺寸可能不同。
2、L1焊后长度设计值。
栓钉的尺寸
3）栓钉表面质量栓钉不必经表面处理。
其表面应平滑、洁净，不得有锈蚀、氧化皮、油脂和毛刺等；其杆部表面不允许有影响使用的裂缝，但头部裂缝的深度（径向）不得超过0.25（dk-d）mm。
2瓷环
1）焊接瓷环型式尺寸焊接瓷环型式和尺寸应符合图和表的规定。
其中，B1型适用于普通平焊，也适用于13mm和16mm栓钉的穿透平焊；B2型仅适用于19mm栓钉的穿透平焊。
焊接瓷环型式
焊接瓷环尺寸（mm）
焊钉公称直径d
D
D1
D2
H
Min
Max
10
10.3
10.8
14
18
11
13
13.4
13.9
18
23
12
16
16.5
17
23.5
27
17
19
19.5
20
27
31.5
18
22
23
23.5
30
36.5
18.5
25
26
26.5
38
41.5
22
2）表面质量焊接瓷环不得有露水和雨水痕迹。
三、施工准备
1技术准备
1施工单位应按JGJ81规定进行焊接工艺评定，其结果应符合设计要求和GB50205标准规定。
2根据工艺评定、设计和图纸深化的结果，编制施工作业指导书，做好施工技术交底。
2材料准备
根据设计要求，选用合格的栓钉。
根据焊钉的安装位置按下述要求使用配套瓷环：
1若直接在压型钢板上安装栓钉，应使用穿透型（B2型）的配套瓷环。
2若直接在钢梁钢柱上安装栓钉，应使用普通型（B1型）的配套瓷环。
3机具准备
1熔焊栓钉机专用设备。
使用设备必须是焊接工艺评定试件制作的设备，且工艺评定结果合格。
2角向磨光机。
配合施工的工具，用于安装栓钉时去除钢梁上的非导电型油漆。
3焊机（交流、直流均可）。
熔焊时必须配套安排中型焊机用于栓钉补焊。
4烘箱或其它烘烤设备。
必要时用于栓钉和配套使用瓷环的烘烤除湿。
4作业条件
1钢结构构件表面熔焊部位，不允许有油漆、锈、水、油污及其它影响焊缝质量的污渍。
2作业场地空气环境相对湿度不大于85％。
四、施工工艺
1工艺流程
栓钉焊接施工工艺流程见图
图8.3.1 栓钉焊接工艺流程图
2工艺细则
1划线定位
1）工具：
钢板尺、划针、样冲、榔头。
2）操作：
用钢板尺和划针，按设计要求的位置和间距，在构件上划出栓钉的位置并在栓钉位置处打上样冲眼。
3）要求：
符合工程设计要求，位置允许偏差±1mm。
2清理焊接区域
1）工具：
角磨机、钢丝刷。
2）操作：
用角磨机将构件施焊部位的涂层打磨干净，并用钢丝刷清扫铁屑残渣。
3）要求：
焊接钢构件表面不允许有油漆、其它涂层、水、油脂及其它影响焊缝质量的污渍存在。
3试焊
1机具：
熔焊栓钉机及配套的工装是植钉枪。
2操作
1）植钉枪的操作：
植钉枪的操作如图所示。
栓钉枪的操作图
3要求：
每项工程的每种规格栓钉在正式施焊前，必须试焊一个焊钉，用榔头敲击（或使用套管压）使栓钉弯曲30°，进行弯曲试验，检查是否满足质量要求；若不能满足要求，则应修改施工工艺,调整工艺参数再试，直到满足要求为止。
使用套管进行试验时，套管下端距离焊肉上端的距离不得小于1d。
4焊接
1操作
1）栓钉枪的操作：
。
2）熔焊操作过程:
（1）焊接准备
将栓钉放在焊枪的夹持装置中，把相应直径的保护瓷环置于母材上，把栓钉插入瓷环内并与母材接触，如图所示。
焊接准备（焊钉端部与母材接触）
（2）引弧
按动电源开关，栓钉自动提升，激发电弧，如图所示。
引弧（按动开关，引导焊钉产生引导电弧）
（3）焊接
焊接电流增大，使栓钉端部和母材局部表面熔化，如图所示。
焊接（强电流使焊钉端与一部分母材熔化）
（4）加压
设定的电弧燃烧时间达到后，将栓钉自动压入母材，如图所示。
5）断电
切断电源，熔化金属凝固，并使焊枪保持不动，如图所示。
（6）冷却
让焊缝冷却，栓钉端部表面形成均匀的环状焊缝余高，然后敲碎并清除瓷环，焊接完成，如图所示。
3要求
1）每班焊接完成的栓钉均要从中抽取两个焊钉，用榔头敲击（或使用套管压）使栓钉弯曲30°，进行弯曲试验，检查是否合格，否则应修改施工工艺，调整焊接参数。
使用套管进行试验时，套管下端距离焊肉上端的距离不得小于1d。
2）焊接过程中如果有不饱满或者经过修补的栓钉，每个栓钉均应作弯曲15°试验。
榔头敲击方向应从焊缝不饱满的一侧进行。
d）试验样品的处理
经弯曲试验的栓钉，如果合格可保留弯曲状态；如果不合格可以修补或在该焊钉近处重新补焊一棵栓钉。
5焊接工艺参数
焊接电压、电流、及时间（栓钉枪提起和插下）等参数，受设备和栓钉的影响较大，按下表根据所使用的熔焊栓钉机使用说明和焊接工艺评定来确定。
焊钉焊接电压、电流、时间
焊钉直径（mm）
电压（V）
电流（A）
时间（s）
备注
10
65（空载）
495～605
0.40
13
65（空载）
945～1155
0.60
16
65（空载）
1215～1485
0.70
19
65（空载）
1494～1826
0.90
22
65（空载）
1710～2090
1.10
25
65（空载）
1980～2420
1.30
四、安全环保
1焊接操作工人应佩戴防护眼罩，穿防护服。
2单独进行施工电源布设。
3熔焊栓钉机和栓钉枪要接地可靠。
4焊接时防止飞溅的熔渣引起火灾。
五、质量检验
1材料检验
1主控项目
1）焊钉和焊接瓷环的材质、品种、规格、性能等应符合GB10433规定和设计要求。
检查数量：
全数检查。
检验方法：
检查栓钉和焊接瓷环的质量合格证明文件、中文标志及检验报告等。
2）重要钢结构采用的栓钉应抽样进行机械性能复验，复验结果应符合设计要求。
抽样规则：
相同材质、同一生产厂家、相同工艺生产的不同规格尺寸的栓钉，可以按数量在每2万棵及其以下，组成一个检验批，只抽取其中一种栓钉做一组机械性能复验。
检验方法：
检查复验报告。
2一般项目
1）栓钉和焊接瓷环的规格、尺寸及偏差应符合GB/T10433规定。
检查数量：
按量抽查1％，且不少于10套。
检验方法：
用钢尺和游标卡尺测量。
2焊钉焊接检验
1主控项目
1）施工单位对其采用的栓钉和钢材焊接应进行焊接工艺评定，其结果应符合设计要求和GB50205、JGJ81标准规定。
瓷环应按其产品说明书进行烘焙。
检查数量：
全数检查。
检验方法：
检查焊接工艺评定报告和烘焙记录。
2）栓钉焊接后应进行弯曲试验，其焊缝和热影响区不应有肉眼可见的裂纹。
检查数量：
每批同类构件抽查10％，且不应少于10件；被抽查构件中，每件检查焊钉数量的1％，但不应少于1个。
检查方法：
用榔头敲击（或使用套管压）使栓钉弯曲30°后用角尺检查和观察检查。
使用套管进行试验时，套管下端距离焊肉上端的距离不得小于1d。
样品处理：
经弯曲试验合格的焊钉，乃保持弯曲状态交货或转序。
2一般项目
焊缝无气孔、无夹渣，焊脚应均匀；如果存在下列情况之一，应用手工电弧焊进行修补：
1）焊脚立面的未熔合或不足360°;
2）焊缝高度≤1mm;
3）焊缝宽度≤0.5mm;
4）焊缝咬肉深度≥0.5mm。
检查数量：
按总栓钉数量抽查1％，且不应少于10个。
检验方法：
用焊接检验尺和观察检查。
六、质量记录
１图纸会审、设计变更、洽商记录；
２原材料出厂合格证书及进场检（试）验报告；
３施工试验报告及见证检测报告；
４隐蔽工程验收记录；
５施工记录；
６验收批质量验收记录；
７分项工程质量验收记录；
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