竖向电渣压力焊施工工法

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前言
    竖向钢筋电渣力焊技术的应用，代替了原来习惯采用的搭接绑扎和手工电孤焊的方法。应用此技术可以达到保证施工质量、降低工程成本、加快工程进度、减轻工人劳动强度的良好效果，而且工艺操作简单、容易掌握。
    一、焊接范围：
    多、高层框架（或框剪等）结构中的竖向钢筋直径在16～32㎜的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋，其焊接接头质量应符合《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18～84）规定。
    二、基本原理：
    电渣压力焊是借助被焊钢筋端头之间形成的电孤，来熔化焊剂而获得2000℃以上高温熔渣将被焊钢筋端头均匀地熔化，再经挤压而形成焊接接头的方法。
    详细过程：接通电路产生电孤和孤丝，随后周围的焊剂和钢筋端部迅速熔化形成渣池，电渣池温度在1500～2000℃左右，旋转把手，将上钢筋缓慢送下。待上下两钢筋的端部熔化至一定程序时，附近钢筋也达到热塑性状态，此时立即旋转把手，使上筋突然下落，挤出渣池全部熔渣和液态金属，形成一圈凸出的光亮的焊接接头。
    三、机具设备和材料
    1、设备
    （1）现以山东省济南市历下通用机械厂制造的ZHJ-600型垂直钢筋对焊机为例，其主要数据详下表：
    电源电压 380V50HZ 正级电压 80V
    熔化电压 25～50V 焊接电流 200～600A
    焊接钢筋直径 16～32㎜ 焊接时间 20～40S
    熔化箱 25～33㎜ 焊枪尺寸 620×200×180m
    控制箱 340×300×180㎜ 对焊压力 ＞300㎏
    （2）500A及其以上电焊机：
    （3）装焊剂的铁铲。
    2、材料：
    （1）焊剂：HJ431焊剂。
    （2）石棉绳：用于塞严焊剂盒下部间隙，防止焊剂外漏。
    （3）钢筋：符合规范和设计要求的直径在16～32㎜的钢筋。
    四、工艺流程：
    检查钢筋质量→检查焊接设备→校正钢筋垂直→固定焊接夹具→装焊剂→接通电源→引弧→稳压→加压顶锻保温→收集剩余焊剂、拆除夹具→打掉熔渣、检查焊接接头质量
    五、操作要点：
    1、基本要求：
    （1）操作人员必须经培训，考试合格后上岗。
    （2）严格执行专人专机，焊接接头挂牌制。
    2、操作要求：
    （1）检查电压情况。
    （2）检查夹具是否同心、灵活。
    （3）确保安全施工。
    （4）焊剂必须经烘烤合格。
    （5）钢筋端部10㎝左右的铁锈、油污等用钢刷除去，不直部分用气焊割掉。
    （6）将电源、电焊机、控制箱、焊枪、焊接电缆和控制电缆连接好。
    （7）按钢筋直径的大小由下表确定竖焊的工艺参数。

    附表：
    电渣压力焊焊接参数表
    钢筋直径 16 20 25 28 32
    渣池电压（V） 25～50 25～50 25～50 25～50 25～50
    焊接电流（A） 250～350 350～450 450～550 500～550 550～600
    焊接时间（S） 23 25 27 29 34

    注：当电压波动时，应根据实际情况调整焊接电流和焊接时间。

    六、操作方法：
    （1）将电源与电焊机和控制器，焊枪Ⅰ焊枪Ⅱ焊接电缆和控制电缆，按图联接好。
    （2）调整电焊机电流调节装置，使其为所需数值。
    （3）将控制箱电源开关置于“开”的位置，电源指示灯亮，调节时间电位器旋钮至所需位置上，调整时间电位器方法是：按下焊枪上“开”的按钮（焊枪只接控制电缆，不接焊接电缆），开始计时，到焊枪仪表壳上的红指示灯熄灭止，看这段时间是否符合所需数值，如不符合反复调几次，直到调准为止，再按下焊枪上“关”的按钮。
    （4）把焊枪上的下夹钳夹在固定的钢筋上，把待焊的钢筋夹在上夹钳上，对准引孤线。（导套上端与导柱上的刻线对正）。
    （5）在上下钢筋间放Ф4×5㎜的焊条一小段，再用石棉布（或耐火棉）放入焊剂筒下部间隙内堵严，关闭焊剂筒，将431焊剂倒入焊剂筒，以装满为准。
    （6）做好上述准备工作后，按下焊枪上的电源“开”的按钮，焊接电源接通，反时针摇动手柄，开始引孤，电压表指示30V左右，此后电压值逐渐升高；顺时针摇动手柄，使熔池电压保持40V左右，见焊枪上仪表红灯熄灭时，顺时针摇动手柄加压，因机械连杆下行时碰触微动开关BQ1或（BQ2）使电源断电，如不能自动断电，应立即按下焊枪上“关”的按钮，使之断电，至此一个接头焊完。保持温度1～2分钟后，打开焊剂筒，倒出焊剂后，卸下焊枪，焊接过程完毕。在保温期间拔下快速接头，插入另一做好准备的焊枪上，当另一焊枪准备完闭，即可旋焊，这样可以交替进行焊接。
    （7）在夹具和钢筋自重的压力下，稍用力即能满足顶压压力的要求，顶压完成后不要立即松手，要继续把持操作杆5～8秒钟，防止焊缝凝固前由于夹具回弹或松动而造成焊口开裂。
    （8）冬季施工时，应采取缓慢冷却法，延长焊接通电时间1～3秒，适当增加焊接电流，延长打掉渣壳的时间，使渣壳起降低却速度的作用。
    七、劳动组织：
    根据每个楼层（或标准层）的施工计划，以两个轴线（或三个轴线）为一个流水段，也可根据接头数量增减轴线数，在劳力上，安排两人一台焊枪为一竖焊组：其中一人扶插钢筋，一个装拆夹具施焊，一个流水段二至四个竖焊组同时焊接，在施工层第一段流水梁筋绑扎完后，未浇梁板砼前，竖焊组即可竖焊上一层第一流水段柱墙竖向主筋，并随后安排绑其箍筋固定，此时梁柱节点处柱子箍筋外必须加保护层垫块，严禁塔吊等碰撞，防止竖筋位移。
    每组（2人）每台班可焊32～34个接头（熟练操作后仍有增加的潜力）这样安排在不影响其它任何工序的情况下，竖焊不占用标准层施工的绝对时间，明显的加快了工程进度。
    八、质量检查和缺陷处理：
    1、取样数量及方法：钢筋电渣压力焊接头的外观应逐个检查。强度检查时，从每批成品中切取三个试件进行拉力试验。在一般建筑物中，每300个接头为一批，在现浇砼框架结构中，每一层楼层中以300个同规格接头为一批，不足300个按一批计算。
    2、外观检查：
    （1）接头焊点均匀，不得有裂缝，钢筋表面不得有明显烧伤，气孔、咬边，夹渣等质量缺陷。
    （2）接头轴线位移不得超过钢筋直径的10%，同时不得大于2㎜。
    （3）接头处弯折不得大于4°。
    对以上外观检查不合格的应割除重焊。
    3、拉力实验：钢筋焊接拉力实验的结果，三个试件均不得低于该组钢筋母材的抗拉强度，如有一个试件的抗拉强度低于规定值，应取双倍数量的试件进行复验，复验结果仍有一个及一个以上试件强度达不到上述要求，该批接头判为不合格。
    4、焊接通病及处理防止措施：
    缺陷处理 防止措施
    偏心 将钢筋矫直，钢筋安放正直，顶压用力适当，及时修夹具。
    弯折 将钢筋矫直，钢筋安放正直，适当延长夹具松开时间。
    咬边 将钢筋矫直，适当缩短焊接时间，及时停机，适当加大顶压量。
    未熔合 提高钢筋下送速度，延迟断电时间，检查夹具，适当增加焊接电流。
    焊包不均 钢筋端部不平，钢筋位置正中，风大时，增加一人扶正。
    焊包下流 塞好石棉布
    气孔 焊剂不得潮湿，除锈。
    九、质量及安全措施：
    1、电源电缆和控制电缆联接要正确。
    2、电源和控制器外壳必须固定接地线，接地线如为铜线，截面面积为6～10㎜2，铝线为20㎜2。
    3、上下钢筋端部要直、平，除去锈蚀和油污。
    4、431焊剂要烘干，切勿用潮湿焊剂施焊。
    5、上下钢筋要求对齐，轴线偏移量小于0.1d，或小于2㎜。
    6、操作人员必须戴绝缘手套，穿绝缘鞋。
    7、电源一次线截面积不小于25mm2，二次线上的电压降不大于4V。
    8、焊接过程中上钢筋不能与焊好的钢筋相碰。
    9、施焊前应对所用钢筋进行试焊，合格后方可施焊。
    10、在施焊过程中，应随机检查焊接质量。
    11、下班后必须保管好机头，控制箱，电缆等，避免损坏。
    十、工程实例及经济分析：
    省林业厅工程建筑面积11000m2，地下2层、地上14层，框架剪力墙结构。应用此工法共计焊接4548个接头，钢筋直径以Ф25为主，其它有Ф22、Ф20钢筋。即：每个绑扎接头的成本14.15元，每个竖焊接头成本3.01元，每个接头可节约11.14元。共计节约资金50664.72元。
    总之，竖向电渣压力焊是一种综合效益极好的技术，应在多层和高层框架结构竖向钢筋连接中大力推行。