钢筋手工电弧焊工艺

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钢筋手工电弧焊

1 范围

本工艺标准适用于工业与民用建筑的钢筋及埋件手工电弧焊。

2 施工准备

2.1 材料及主要机具:

2.1.1 钢筋: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。预埋件的锚爪应用Ⅰ、Ⅱ级钢筋。钢筋应无老锈和油污。

2.1.2 钢材:预埋件的钢材不得有裂缝、锈蚀、斑痕、变形,其断面尺寸和机械性能应符合设计要求。

2.1.3 焊条:焊条的牌号应符合设计规定。如设计无规定时,应符合表4-14的要求,焊条质量应符合以下要求:

钢筋电弧焊使用的焊条牌号 表4-14

项次

钢筋级别

搭接焊、帮条焊

坡口焊

1 

Ⅰ级

E4303 E4303 

E4303 

2 

Ⅱ级

E4303 E4303 

E5003 

3 

Ⅲ级

E5003 E5003 

E5503 

Ⅰ、Ⅱ级与钢板焊接

E4303 

 

注:不含25MnSi钢筋。

 

2.1.3.1 药皮应无裂缝、气孔、凹凸不平等缺陷,并不得有肉眼看得出的偏心度。

2.1.3.2 焊接过程中,电弧应燃烧稳定,药皮熔化均匀,无成块脱落现象。

2.1.3.3 焊条必须根据焊条说明书的要求烘干后才能使用。

2.1.3.4 焊条必须有出厂合格证。

2.1.4 弧焊机、焊接电缆、电焊钳、面罩、堑子、钢丝刷、锉刀、榔头、钢字码等。

2.2 作业条件:

2.2.1 焊工必须持有考试合格证。

2.2.2 帮条尺寸、坡口角度、钢筋端头间隙、接头位置以及钢筋轴线应符合规定。

2.2.3 电源应符合要求。

2.2.4 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。

2.2.5 熟悉图纸,做好技术交流。

3 操作工艺

3.1 工艺流程:

 

检查设备

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

             
   

3.2 检查电源、焊机及工具。焊接地线应与钢筋接触良好,防止因起弧而烧伤钢筋。

3.3 选择焊接参数。根据钢筋级别、直径、接头型式和焊接位置,选择适宜的焊条直径、焊接层数和焊接电流,保证焊缝与钢筋熔合良好。

3.4 试焊、做模拟试件。在每批钢筋正式焊接前,应焊接3个模拟试件做拉力试验,经试验合格后,方可按确定的焊接参数成批生产。

3.5 施焊操作:

3.5.1 引弧:带有垫板或帮条的接头,引弧应在钢板或帮条上进行。无钢筋垫板或无帮条的接头,引弧应在形成焊缝的部位,防止烧伤主筋。

3.5.2 定位:焊接时应先焊定位点再施焊。

3.5.3 运条:运条时的直线前进、横向摆动和送进焊条三个动作要协调平稳。

3.5.4 收弧:收弧时,应将熔池填满,拉灭电弧时,应将熔池填满,注意不要在工作表面造成电弧擦伤。

3.5.5 多层焊:如钢筋直径较大,需要进行多层施焊时,应分层间断施焊,每焊一层后,应清渣再焊接下一层。应保证焊缝的高度和长度。

3.5.6 熔合:焊接过程中应有足够的熔深。主焊缝与定位焊缝应结合良好,避免气孔、夹渣和烧伤缺陷,并防止产生裂缝。

3.5.7 平焊:平焊时要注意熔渣和铁水混合不清的现象,防止熔渣流到铁水前面。熔池也应控制成椭圆形,一般采用右焊法,焊条与工作表面成70°。

3.5.8 立焊:立焊时,铁水与熔渣易分离。要防止熔池温度过高,铁水下坠形成焊瘤,操作时焊条与垂直面形成60°~80°角。使电弧略向上,吹向熔池中心。焊第一道时,应压住电弧向上运条,同时作较小的横向摆动,其余各层用半圆形横向摆动加挑弧法向上焊接。

3.5.9 横焊;焊条倾斜70°~80°,防止铁水受自重作用坠到厂坡口上。运条到上坡口处不作运弧停顿,迅速带到下坡口根部作微小横拉稳弧动作,依次均速进行焊接。

3.5.10 仰焊:仰焊时宜用小电流短弧焊接,溶地宜薄,里应确保与母材熔合良好。第一层焊缝用短电弧作前后推拉动作,焊条与焊接方向成8°~90°角。其余各层焊条横摆,并在坡口侧略停顿稳弧,保证两侧熔合。

3.5.11 钢筋帮条焊:

3.5.11.1 钢筋帮条焊适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋。钢筋帮条焊宜采用双面焊,见图4-27(a),不能进行双面焊时,也可采用单面焊,见图4-27(b)。

 

4-27 钢筋帮焊接头

帮条宜采用与主筋同级别、同直径的钢筋制作,其帮条长度l见表4-15。如帮条级别与主筋相同时,帮条的直径可以比主筋直径小一个规格。如帮条直径与主筋相同时,帮条钢筋可比主筋低一个级别。

3.5.11.2 钢筋帮条接头的焊缝厚度h应不小于0.3d,焊缝宽度b不小于0.7d,见图4-28。

 

钢筋帮条长度 表4-15

项 次

钢筋级别

焊缝型式

帮条长度l

 

单面焊

双面焊

≥8d

≥4d

 

单面焊

双面焊

≥10d

≥5d

注:d为主筋直径。

 


4-28 焊缝尺寸示意图

a—焊缝宽度;h—焊缝厚度

4-29

3.5.11.3 钢筋帮条焊时,钢筋的装配和焊接应符合下列要求:

a. 两主筋端头之间,应留2~5mm的间隙。

b. 帮条与主筋之间用四点定位固定,定位焊缝应离帮条端部20mm以上。

c. 焊接时,引弧应在帮条的一端开始,收弧应在帮条钢筋端头上,弧坑应填满。第一层焊缝应有足够的熔深,主焊缝与定位焊缝,特别是在定位焊缝的始端与终端,应熔合良好。

3.5.12 钢筋搭接焊:

3.5.12.1 钢筋搭接焊:适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋。焊接时,宜采用双面焊,见图4-29(a)。木能进行双面焊时,也可采用单面焊,见图4-29(b)。搭接长度l应与帮条长度相同,见表4-15。

3.5.12.2 搭接接头的焊缝厚度h应不小于0.3d,焊缝宽度b不小于0.7d

3.5.12.3 搭接焊时,钢筋的装配和焊接应符合下列要求:

a. 搭接焊时,钢筋应预弯,以保证两钢筋的轴线在一轴线上。

在现场预制构件安装条件下,节点处钢筋进行搭接焊时,如钢筋预弯确有困难,可适当预弯。

b. 搭接焊时,用两点固定,定位焊缝应离搭接端部20mm以上。

c. 焊接时,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。第一层焊缝应有足够的熔深,主焊缝与定位焊缝,特别是在定位焊缝的始端与终端,应熔合良好。

3.5.13 预埋件T形接头电弧焊:预埋件T形接头电弧焊的接头形式分贴角焊和穿孔塞焊两种,见图4-30。

 

图4-30 预埋件T形接头

(a)贴角焊;(b)穿孔塞

焊接时,应符合下列要求:

3.5.13.1 钢板厚度δ不小于0.6d,并不宜小于6mm。

3.5.13.2 钢筋应采用Ⅰ、Ⅱ级。受力锚固钢筋直径不宜小于8mm,构造锚固钢筋直径不宜小于6mm。锚固钢筋直径在6~25mm以内,可采用贴角焊;锚固钢筋直径为20~32mm时,宜采用穿孔塞焊。

3.5.13.3 采用Ⅰ级钢筋时,贴角焊缝焊脚K不小于0.5d;采用Ⅱ级钢筋时,焊缝焊脚k不小于0.6d

3.5.13.4 焊接电流不宜过大,严禁烧伤钢筋。

3.5.14 钢筋与钢板搭接焊:钢筋与钢板搭接焊时,接头形式见图4-31。Ⅰ级钢筋的搭接长度l不小于5d。焊缝宽度b不小于0.5d,焊缝厚度h不小于0.35d

 

4-31 钢筋与钢板搭接头

3.5.15 在装配式框架结构的安装中,钢筋焊接应符合下列要求。

3.5.15.1 两钢筋轴线偏移较大时,宜采用冷弯矫正,但不得用锤敲击。如冷弯矫正有困难,可采用氧乙炔焰加热后矫正,加热温度不得超过850℃,避免烧伤钢筋。

3.5.15.2 焊接时,应选择合理的焊接顺序,对于柱间节点,可对称焊接,以减少结构的变形。

3.5.16 钢筋低温焊接:

3.5.6.1 在环境温度低于- 5℃的条件下进行焊接时,为钢筋低温焊接。低温焊接时,除遵守常温焊接的有关规定外,应调整焊接工艺参数,使焊缝和热影响区缓慢冷却。风力超过4级时,应有档风措施。焊后未冷却的接头应避免碰到冰雪。

3.5.16.2 钢筋低温电弧焊时,焊接工艺应符合下列要求:

a. 进行帮条平焊或搭接平焊时,第一层焊缝,先从中间引弧,再向两端运弧;立焊时,先从中间向上方运弧,再从下端向中间运弧,以使接头端部的钢筋达到一定的预热效果。在以后各层焊缝的焊接时,采取分层控温施焊。层间温度控制在150~350℃之间,以起到缓冷的作用。

b. Ⅱ、Ⅲ级钢筋电弧焊接头进行多层施焊时,采用”回火焊道施焊法”,即最后回火焊道的长度比前层焊道在两端各缩短4~6mm,见图4-32,以消除或减少前层焊道及过热区的淬硬组织,改善接头的性能。

 

4-32 钢筋低温焊接回火焊道示意图

(a)帮条焊;(b)搭接焊;(c)坡口焊

c. 焊接电流略微增大,焊接速度适当减慢。

4 质量标准

4.1 保证项目:

4.1.1 钢筋的品种和质量,焊条的牌号、性能及接头中使用的钢板和型钢,均必须符合设计要求和有关标准的规定。

注:进口钢筋需先经过化学成分检验和焊接试验,符合有关规定后方可焊接。

检验方法:检查出厂证明书和试验报告单。

4.1.2 钢筋的规格、焊接接头的位置,同一截面内接头的百分比必须符合设计要求和施工规范的规定。

检验方法:观察或尺量检查。

4.1.3 弧焊接头的强度检验必须合格。

从成品中每批切取5个接头进行抗拉试验。对于装配式结构节点的钢筋焊接接头,可按生产条件制作模拟试件。

在工厂焊接条件下,以300个同类型接头(同钢筋级别、同接头型式)为一批。

在现场安装条件下,每一至二楼层中以300个同类型接头(同钢筋级别、同接头型式、同焊接位置)作为一批,不足300个时,仍作为一批。

检验方法:检查焊接试件试验报告单。

4.2 基本项目:操作者应在接头清渣后逐个检查焊件的外观质量,其检查结果应符合下列要求:

4.2.1 焊接表面平整,不得有较大的凹陷、焊瘤。

4.2.2 接头处不得有裂纹。

4.2.3 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4-16所规定的数值。

钢筋电弧接头尺寸偏差及缺陷允许值(mm) 表4-16

项次

项 目

允许偏差

检验方法

1 

帮条沿接头中心线的纵向偏移

0.5d

尺量


接头弯折

预埋件T形接头钢筋间距


不大于10


 

3 

接头处钢筋轴线的偏移

0.1d 且不大于3

尺量



 

+0.05d

0 


 


 


 

0.1d

0 

 

尺量

6 

焊缝长度

-0.5d

 

7 

横向咬边深度

0.5 

目测

 

焊缝气孔及夹渣的数量和大小在长2d 的焊

缝表面上预埋件T形接头气孔

2个、6mm23个,

直径不大于1.5

 

注:1. d为钢筋直径。

2. 负温下,咬边深度不大于0.2mm。

 

外观检查不合格的接头,经修整或补强后可提交二次验收。

检验方法:目测或量测。

5 成品保护

注意对已绑扎好的钢筋骨架的保护,不乱踩乱拆,不粘油污,在施工中拆乱的骨架要认真修复,保证钢筋骨架中各种钢筋位置正确。

6 应注意的质量问题

6.1 检查帮条尺寸、坡口角度、钢筋端头间隙、钢筋轴线偏移,以及钢材表面质量情况,不符合要求时不得焊接。

6.2 搭接线应与钢筋接触良好,不得随意乱搭,防止打弧。

6.3 带有钢板或帮条的接头,引弧应在钢板或帮条上进行。无钢板或无帮条的接头,引弧应在形成焊缝部位,不得随意引弧,防止烧伤主筋。

6.4 根据钢筋级别、直径、接头型式和焊接位置,选择适宜的焊条直径和焊接电流,保证焊缝与钢筋熔合良好。

6.5 焊接过程中及时清渣,焊缝表面光滑平整,焊缝美观,加强焊缝应平缓过渡,弧坑应填满。

7 质量记录

本工艺标准应具备以下质量记录:

7.1 钢筋出厂质量证明书或试验报告单。

7.2 钢筋机械性能试验报告。

7.3 进口钢筋应有化学成分检验报告和可焊性试验报告。国产钢筋在加工过程中发生脆断、焊接性能不良和机械性能显著不正常的,应有化学成分检验报告。

7.4 钢筋接头拉伸试验报告。

7.5 预埋件钢筋T形接头拉伸试验报告。

7.6 焊条出厂合格证。

 

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