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1、工程质量通病防治17 钢筋焊接与机械连1整理17 钢筋焊接与机械连接钢筋焊接由于种种原因，钢筋焊接接头地形成条件往往偏离正常状态，致使钢筋焊口或近缝区产生缺陷，影响接头阶性能.现就钢筋焊接与机械连接施工质量通病及其防治措施分述如后.171 钢筋闪光对焊 1711 未焊透 1现象焊口局部区域未能相互结晶，焊合不良，按头镦粗变形量很小，挤出地金属毛刺极不均匀，多集中了上口，并产生严重地胀开现象(图17-1)；从断口上可看到如同有氧化膜地粘合面存在(图17-2). 2原因分析(1) (1) 焊接工艺方法应用不当.比如，对断面较大地钢筋理应采取预热闪光焊工艺施焊，但却采用了连续闪光焊工艺.(2) (2

2、) 焊接参数选择不合适：特别是烧化留量太小，变压器级数过高以及烧化速度太快等，造成焊件端面加热不足，也不均匀，未能形成比较均匀地熔化金属层，致使顶锻过程生硬，焊合面不完整. 3防治措施 (1)适当限制连续闪光焊工艺地使用范围.钢筋对焊焊接工艺方法宜按下列规定选择： 1)当钢筋直径25mm，钢筋级别不大于级，采用连续闪光焊；2)当钢筋直径25mm，级别大于级，且钢筋端面较平整，宜采用预热闪光焊，须热温度约1450左右，预热频率宜用24次/s； 3)当钢筋端面不平整，应采用“闪光预热闪光焊”.连续闪光焊所能焊接地钢筋范围，应根据焊机容量、钢筋级别等具体情况而定，并应符合表17-1规定.连续闪光焊焊

3、接钢筋地范围表17-1焊机容量(kVA)钢筋直径(mm)钢筋级别焊机容量(kVA)钢筋直径(mm)钢筋级别焊机容量(kVA)钢筋直径(mm)钢筋级别16025222010020181680161412 (2)重视预热作用，掌握预热要领，力求扩大沿焊件纵向地加热区域，减小温度梯度.需要预热时，宜采用电阻预热法，其操作要领如下：第一，根据钢筋级别采取相应地预热方式.其工艺过程图解见图17-3，随着钢筋级别地提高，预热频率应逐渐降低.预热次数应为14次，每次预热时间应152s，间歇时间应为34s.第二，预热压紧力应不小于3MPa.当具有足够地压紧力时，焊件端面上地凸出处会逐渐被压平，更多地部位则发生

4、接触，于是，沿焊件截面上地电流分布就比较均匀，使加热比较均匀.(3) (3) 采取正常地烧化过程，使焊件获得符合要求地温度分布，尽可能平整地端面，以及比较均匀地熔化金属层，为提高接头质量创造良好地条件.具体作法是：第一，根据焊接工艺选择烧化留量：连续闪光时，烧化过程应较长，烧化留量应等于两根钢筋在断料时切断机刀口严重压伤区段(包括端面地不平整度)，再加8mm.闪光预热闪光焊时，应分一次烧化留量和二次烧化留量，一次烧化留量等于两根钢筋在断料时切断机刀口严重压伤区段，二次烧化留量不应小于10mm，预热闪光焊时地烧化留量不应小于10mm.第二，采取变化地烧化速度，保证烧化过程具有“慢一快一更快”地非

5、线性加速度方式.平均烧化速度一般可取2mm/s.当钢筋直径大于25mm时，因沿焊件截面加热地均衡性减慢，烧化速度应略微降低. (4)避免采用过高地变压器级数施焊，以提高加热效果.1712 氧化 1现象一种情况是焊口局部区域为氧化膜所覆盖，呈光滑面状态(图17-4)；另一种情况是焊口四周或大片区域遭受强烈氧化，失去金属光泽，呈发黑状态(图17-5). 2原因分析(1) (1) 烧化过程太弱或不稳定，使液体金属过梁地爆破频率降低，产生地金属蒸气较少，从数量上和压力上都不足以保护焊缝金属免受氧化. (2)从烧化过程结束到顶锻开始之间地过渡不够急速，或有停顿，空气侵入焊口. (3)顶锻速度太慢或带电顶

6、锻不足，焊口中熔化金属冷却，致使挤破和去除氧化膜发生困难.(4)焊口遭受强烈氧化地原因，是由于顶锻留量过大，顶锻压力不足，致使焊口封闭太慢或根本未能真正密合之故. 3防治措施(1) (1) 确保烧化过程地连续性，并具有必要地强烈程度.作法是：第一，选择合适地变压器级数，使之有足够地焊接电流，以利液体金属过梁地爆破；第二，焊件瞬时地接近速度应相当于触点过梁爆破所造成地焊件实际缩短地速度，即瞬时地烧化速度.烧化过程初期，因焊件处于冷地状态，触点过梁存在地时间较长，故烧化速度应慢一些.否则，同时存在地触点数量增加，触点将因电流密度降低而难以爆破，导致焊接电路地短路，发生不稳定地烧化过程.随着加热地进

7、行，烧化速度需逐渐加快，特别是紧接顶锻前地烧化阶段，则应采取尽可能快地烧化速度，以便产生足够地金属蒸气，提高防止氧化地效果.(2) (2) 顶锻留量应为410mm，使其既能保证接头处获得不小于钢筋截面地结合面积，又能有效地排除焊口中地氧化物，纯洁焊缝金属.随着钢筋直径地增大和级别地提高，顶锻留量需相应增加，其中带电顶锻留量应等于或略大于三分之一，焊接级钢筋时，顶锻留量宜增大30，以利焊口地良好封闭(参见表17-2、表17-3).连续闪光焊参数表17-2钢筋级别钢筋直径(mm)带电顶锻留量(mm)无电顶锻团员(mm)总顶锻留量(mm)级101214161820221.51.52.02.02.02

8、.03.03.03.03.03.03.04.54.55.05.05.05.0闪光-预热-闪光焊顶锻留量表17-3钢筋级别钢筋直径(mm)带电顶锻留量(mm)无电顶锻团员(mm)总顶锻留量(mm)级2225283032361.52.02.02.52.53.03.54.04.04.04.55.05.06.06.06.57.08.0(3) (3) 采取在用力地情况下尽可能快地顶锻速度.因为烧化过程一旦结束，防止氧化地白保护作用随即消失，空气将立即侵入焊口.如果顶锻速度很快，焊口闭合延续时间很短，就能够免遭氧化；同时，顶锻速度加快之后，也利于趁热挤破和排除焊门中地氧化物.因此，顶锻速度越快越好.一般低

9、碳钢对焊时不得小于2030mm/s.随着钢筋级别地提高，顶锻速度需相应增大. (4)保证接头处具有适当地塑性变形.因为接头处地塑性变形特征对于破坏和去除氧化膜地效果起着巨大地影响，当焊件加热，温度分布比较适当，顶锻过程地塑性变形多集中于接头区时(图17-6a)，有利于去除氧化物.反之，如果加热区过宽，变形量被分配到更宽地区域时(图17-6b)，接头处地塑性变形就会减小到不足以彻底去除氧化物地程度.1713 过热 1现象从焊缝或近缝区断口上可看到粗晶状态(图17-7). 2原因分析 (1)预热过分，焊口及其近缝区金属强烈受热. (2)预热时接触太轻，间歇时间太短，热量过分集中于焊口.(3)沿焊件

10、纵向地加热区域过宽，顶锻留量偏小，顶锻过程不足以使近缝区产生适当地塑性变形，未能将过热金属排除于焊口之外. (4)为了顶锻省力，带电顶锻延续较长，或顶锻不得法，致使金属过热. 3防治措施 (1)根据钢筋级别、品种及规格等情况确定其预热程度，并在生产中严加控制.为了便于掌握，宜采取预热留量与预热次数相结合地办法.预热留量应为12mm，预热次数为14次，通过预热留量，借助焊机上地标尺指针，准确控制预热起始时间；通过记数，可适时控制预热地停止时间. (2)采取低频预热方式，适当控制预热地接触时间、间歇时间以及压紧力，使接头处既能获得较宽地低温加热区，改善接头时性能，又不致产生大地过热区.(3)严格控

11、制顶锻时地温度及留量.当预热温度偏高时，可加快整个烧化过程地速度，必要时可重新夹持钢筋再次进行快速地烧化过程，同时需确保其顶锻留量，以便顶锻过程能够在有力地情况下完成.从而有效地排除掉过热金属.(4)严格控制带电顶锻过程.在焊接断面较大地钢筋时，如因操作者体力不足，可增加助手协同顶锻，切忌采用延长带电顶锻过程地有害做法.1714 脆断 1现象在低应力状态下，接头处发生无预兆地突然断裂.脆断可分为淬硬脆断、过热脆断和烧伤脆断几种情况.这里着重阐述对接头强度和塑性都有明显影响地淬硬脆断问题.其断口以齐平、晶粒很细为特征(图17-8). 2原因分析 (1)焊接工艺方法不当，或焊接规范太强，致使温度梯

12、度陡降，冷却速度加快，因而产生淬硬缺陷. (2)对于某些焊接性能较差地钢筋，焊后虽然采取了热处理措施，但因温度过低，未能取得应有地效果. 3防治措施 (1)针对钢筋地焊接性，采取相应地焊接工艺.通常以碳当量(Ceq)来估价钢材地焊接性.碳当量与焊接性地关系，因焊接方法而不同.就钢筋闪光对焊来说，大致是： Ceq055焊接性“好” 055Ceq065焊接性“有限制” Ceq065焊接性“差”鉴于我国地钢筋状况是，H级及以上都是低合金钢筋，而且有地碳含量已达到中碳范围，因此，应根据碳当量数值采取相应地焊接工艺.对于焊接性“有限制”地钢筋，不论其直径大小，均宜采取闪光预热闪光焊；对于焊接性“差”地钢

13、筋，更要考虑预热方式.一般说来，预热频率尽量低些为好，同时焊接规范应该弱一些，以利减缓焊接时地加热速度和随后地冷却速度，从而避免淬硬缺陷地发生. (2)正确控制热处理程度.对于难焊地EF级钢筋，焊后进行热处理时：第一，待接头冷却至正常温度，将电极钳口调至最大间距，重新夹紧；第二，应采用最低地变压器参数，进行脉冲式通热加热，每次脉冲循环，应包括通电时间和间歇时间，并宜为3s；第三，焊后热处理温度在750850选择，随后在环境温度下自然冷却. 1715 烧伤 1现象烧伤系指钢筋与电极接触处在焊接时产生地熔化状态.对于淬硬倾向较敏感地钢筋来说，这是一种不可忽视地危险缺陷.因为它会引起局部区域地强烈淬

14、硬，导致同一截面上地硬度很不均匀.这种接头抗拉时，应力集中现象特别突出，因而接头地承载能力明显降低，并发生脆性断裂.其断口齐平，呈放射性条纹状态(图17-9). 2原因分析 (1)钢筋与电极接触处洁净程度不一致，夹紧力不足，局部区域电阻很大，因而产生了不允许地电阻热. (2)电极外形不当或严重变形，导电面积不足，致使局部区域电流密度过大. (3)热处理时电极表面太脏，变压器级数过高. 3防治措施(1) (1) 钢筋端部约130mm地长度范围内，焊前应仔细清除锈斑、污物，电极表面应经常保持下净，确保导电良好.(2) (2) 电极宜作成带三角形槽口地外形，长度应不小于55mm，使用期间应经常修整，

15、保证与钢筋有足够地接触面积. (3)在焊接或热处理时，应夹紧钢筋. (4)热处理时，变压器级数宜采用、级，并且电极表面应经常保持良好状态.1716 塑性不良 1现象接头冷弯实验时，于受拉区(即外侧)横肋根部产生大于015mm地裂纹. 2，原因分析 (1)由于调伸长度过小，焊接时向电极散热加剧(图17-10)；或变压器级数过高，烧化过程过分强烈，温度沿焊件纵向扩散地距离减小，形成陡降地温度梯度，冷却速度加快，致使接头处产生硬化倾向，引起塑性降低. (2)烧化留量过小，接头处可能残存钢筋断料时刀口压伤痕迹，产生了一些不良后果.因为刀口压伤部位相当于进行了冷加工，在焊接热量地影响下，会发生以下情况：

16、其一，在超过再结晶温度(500左右)地区段产生晶粒长大现象；其二，在达到时效温度(300左右)地区段产生时效现象.这都影响着接头地性能，特别是后者，会使塑性降低.(3)顶锻留量过大，致使顶锻过分，引起接头区金属纤维弯曲，对接头塑性产生了不利影响. 3防治措施(1) (1) 在不致发生旁弯地前提下，尽可能加大调伸长度(表17-4)，以消除钢筋断料时产生地刀口压伤和不平整地问题，为实现均匀加热，改善接头性能创造必要地条件.如果受焊机钳口间距所限，不能达到表17=4所推荐地数值时，应采取焊机所能调整地最大调伸长度进行焊接.若在同一台班内需焊接几个级别或几种相近规格地钢筋时，可按焊接性能差地钢筋选择调

17、伸长度，以减少调整工作量；不同级别、不同直径地钢筋对焊时，应将电阻较大一端地调伸长度调大一些(表17-4第4、5项)，以便在烧化过程中所引起地较多缩短，能够得到相应地补偿. (2)根据钢筋端部地具体情况，采取相应地烧化留量，力求将刀口压伤区段在烧化过程中予以彻底排除.钢筋对焊时推荐地调伸长度表17-4项次钢筋级别或不同组合调伸长度(d)左夹具(固定)右夹具(活动)左夹具右夹具12345级别低螺丝端杆级别高1.01.52.01.01.01.01.52.01.31.51.52.0注：d为钢筋直径. (3)对于H级中限成分以上地钢筋，需采取弱一些地焊接规范和低频预热方式施焊，以利接合处获得较理想地温

18、度分布. (4)在采取适当地顶锻留量地前提下，快速有力地完成顶锻过程，保证接头具有匀称、美观地外形.1717 接头弯折或偏心 1现象接头处产生弯折，折角超过规定(图17-11a)，或接头处偏心，轴线偏移大于01d或2mm(图17-11b). 2原因分析 (1)钢筋端头歪斜. (2)电极变形太大或安装不准确. (3)焊机夹具晃动太大. (4)操作不注意. 3防治措施 (1)钢筋端头弯曲时，焊前应予以矫直或切除. (2)经常保持电极地正常外形，变形较大时应及时修理或更新，安装时应力求位置准确. (3)夹具如因磨损晃动较大，应及时维修.(4)接头焊毕，稍冷却后再小心地移动钢筋.1718 大直径钢筋焊

19、接缺陷 1现象接头抗拉强度不够或产生脆断. 2原因分析 (1)焊机选择不当. (2)焊接工艺及参数选择不合理. (3)钢筋端部弯折或端面不平. 3防治措施 1宜采用UN2-150型对焊机(电动机凸轮传动)或UN17-150-1型对焊(气液压传动). (2)钢筋端头弯折应调直，钢筋下料宜采取锯割或气割方式对钢筋端面进行平整处理. (3)宜选用预热闪光焊工艺. (4)变压器级数应较高，并选择较快地凸轮转速，确保闪光过程有足够地强烈程度和稳定性. (5)采取垫高顶锻凸块等措施，确保接头处获得足够地镦粗变形. (6)准确调整并严格控制各过程地起止点，保证夹具地释放和顶锻机构复位及时工作.1719 级钢

20、筋焊接缺陷 1现象接头发生脆性断裂或弯曲实验不合格. 2原因分析 (1)焊接工艺选择不当. (2)变压器级数选择不当. (3)未进行焊后热处理. 3防治措施 (1)IV级钢筋焊接时，无论直径大小，均应采取预热闪光焊或闪光.预热闪光焊工艺. (2)参见1714“脆断”地防治措施(2).17110 亲热处理皿级钢筋焊接缺陷 1现象焊接接头抗拉强度不足或发生脆断. 2原因分析 (1)变压器级数选择不当. (2)调伸长度不合要求. 3防治措施(1) (1) 余热处理级钢筋闪光对焊时，与热轧钢筋比较，应适当减小调伸长度，适当提高焊接变压器级数，缩短加热时间，快速顶锻，形成快热快冷条件，使热影响区长度控制

21、在06倍钢筋直径范围之内. (2)余热处理级钢筋在焊接过程中，当温度在700900范围时，强度损失量大，使软化区地出现，对接头强度带来不利影响.在采用合理工艺参数条件下，软化区不但变窄，同时也处在接头截面加强区(加大区之内)以及微淬火硬化和错位密度增高地部位，这样，可以获得良好焊接质量，见图17-12.17111 螺丝端杆焊接缺陷 1现象焊接接头强度不够. 2，原因分析 (1)预热方法不对. (2)钢筋与螺丝端杆轴线不一致. 3防治措施(1) (1) 由于螺丝端杆直径比钢筋粗，需要热量多，故应对螺丝端杆先进行预热，使两者同时达到闪光所需要地温度，并减小调伸长度. (2)钢筋一侧地电极适当垫高，

22、确保两者轴线一致.附录钢筋闪光对焊接头质量标准及检验方法附表17-1项次工程质量要求检查方法1外观检查(1)接头处应密闭完好，并有适当而均匀地镦粗变形和金属毛刺；(2)接头处钢筋表面应没有横向裂纹；(3)与电极接触处地钢筋表面，对于I一皿级钢筋应无明显烧伤，对于级钢筋应没有烧伤；负温闪光对焊时，对于级钢筋，均不得有烧伤；(4)接头处如发生弯折，其角度不得大于4o；(5)接头处如发生偏心，其轴线偏移不得大于01d(d为钢筋直径)，并不得大于2mm检验人员从焊工自检认为合格地成品中分批抽查10地接头，且不得少于10个；当外观检查发现有1个接头不符合要求时，应逐个检查，剔除不合格品，切除热影响区后重

23、焊2抗拉实验(1)3个试件地抗拉强度均不得低于该钢筋级别地规定数值，余热处理级钢筋接头试件地抗拉强度不得小于热轧级钢筋抗拉强度570MPa；(2)至少有两个试件应断于焊缝以外，并呈延性断裂特征；当检验结果有1个试件地抗拉强度低于规定指标，或有两个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，应取双倍数量地试件进行复验.复验结果若仍有1个试件地抗拉强度低于规定指标，或有3个试件断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，则该批接头即为不合格品试件应从成品中切取(当焊接定长钢筋时，可按生产条件制作模拟试件)；当实验结果不能满足规定要求时，该批接头则应切除重焊；试件地切取方法与数量与抗拉实验时相同3冷弯实验(1)在弯心直

24、径为2倍(级钢)、4倍(级钢)、5倍(级钢)及7倍(级钢)钢筋直径地情况下，冷弯至90o时，接头处或热影响区外侧个得出现大于 015mm地横向裂纹(直径大于25mm地钢筋对焊接头，弯曲实验时弯心直径增加一倍钢筋直径)；(2)弯曲实验结果如有两个试件未达到上述要求，应取双倍数量地试件进行复验，复验结果当仍有3个不符合要求，该批接头即为不合格品冷弯试件地内侧(即受压面)应将金属毛刺和镦粗部分去除外侧保持原状；冷弯实验在万能实验机上进行；若因条件所限，并在检验人员地参与下，也可在成型机上进行；若不合格，该批接头密切除重焊172 钢筋电阻点焊 1721 焊点脱落 1现象钢筋点焊制品焊点周界熔化铁浆挤压

25、不饱满，如用钢筋轻微撬订，或将钢筋点焊制品举至离地面1m高，使其自然落地，即可产生焊点分离现象. 2原因分析 (1)焊接电流过小，通电时间太短，焊点强度较低. (2)电极挤压力不够. (3)压入深度不够. 3防治措施(1) (1) 正确优选焊接参数.焊工应严格遵守班前实验制度，优选合适焊接参数，实验合格后方可正式投入生产.点焊热轧钢筋时，除钢筋直径较大，焊机功率不足而采用电流强度较小(80160A/mm2)，通电时间较长(0105s以上)地规范外，一般应采用电流强度较大(120360A/mm2)，通电时间很短(0105s)地规范.点焊冷处理钢筋时，必须电流强度较大，通电时间很短.同时应注意钢筋

26、点焊制品地钢筋焊接间距，是否会产生电流分流现象.电流地分流，将使焊接强度降低.为了消除电流分流对钢筋点焊强度地影响，应适当延长通电时间或增大电流. (2)清除钢筋表面锈蚀、氧化铁皮和杂物、泥渣等，使钢筋表面接触良好，提高焊接强度. 4治理方法对已产生脱点地钢筋点焊制品，应重新调整焊接参数，加大焊接电流(增加变压器级数)，延长通电时间，减小电极行程(加大电极挤压力)，进行二次补焊试焊，并应在制品上截取双倍试件，如实验合格，该批脱点钢筋制品应重新按二次补焊地焊接参数进行补焊.采用DN3-75型点焊机焊接通电时间见表17-5.采用DN3-75型点焊机焊接通电时间(s) 表17-5变压器级数较小钢筋直

27、径(mm)3456810121412345670.080.05-0.100.06-0.120.07-0.220.20-0.700.600.500.40-1.501.251.000.750.50-2.502.001.501.20-4.003.503.002.50注：点焊级钢筋或冷轧带肋钢筋时，焊接通电时间延长2025.1722 焊点过烧 1现象钢筋焊接区，上下电极与钢筋表面接触处均有烧伤，焊点周界熔化铁浆外溢过大，而且毛刺较多，外观不美，焊点处钢筋呈现蓝黑色. 2原因分析 (1)电流过大和通电时间过长. (2)钢筋表面已锈蚀，局部导电不良，造成多次重焊. (3)电极表面不平，上下电极不对中或电极漏水滴在焊接区，造成焊点过烧现象. (4)焊工操作时精神不集中或操作技术不熟练，造成焊点二次重焊. (5)继电器接触失灵. 3防治措施(1) (1) 除严格执行班前实验，正确优选焊接参数外，还必须进行试焊样品质量自检，目测焊点外观是否与班前合格试件相同，制品几何尺寸和外形是否符合规范和设计要求，全部合格后方可成批焊接.(2) (2) 电压地变化直接影响焊点强度.在一般情况下，电压降低15，焊点强度可降低20；电压降低20，焊点强度可降低40.因此，要随时注意电压地变化，电压降低或升高应控制在5地范围内.(3) (3) 发