钢筋闪光对焊作业指导书

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 钢筋闪光对焊作业指导书 概述 钢筋闪光对焊是将两钢筋安放成对接形式，利用焊接电阻热使接触点金属熔化，产生强烈飞溅，形成闪光，迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法，是电阻焊的一种。钢筋闪光对焊具有生产效率高、操作方便，节约能源、节约钢材、接头受力性能好、焊接质量高等很多优点。 本工程中φ20、φ22钢筋部分接头使用连续闪光对焊，φ25、φ28钢筋较粗，且切断机断出的钢筋，端部有压伤痕迹，端面不够平整，采用闪光--预热闪光对焊。 编制依据：          1、《水工混凝土钢筋施工规范》          2、《钢筋焊接及验收规程》 钢筋施焊前注意事项： 钢筋在施焊前按实际焊接条件试焊2个冷弯试件和2个拉伸试件，根据对试件接头外观质量检查结果，以及冷弯和拉伸试验验证焊接参数。在试焊质量合格和焊接参数选定后，可成批焊接。 在钢筋焊接施工之前，应清除钢筋、钢板焊接部位以及钢筋与电极接触表面上的锈斑、油污、杂物等，钢筋端部当有弯折、扭曲时，应予以矫直或切除。带肋钢筋进行闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊和气压焊时，宜将纵肋对纵肋安放和焊接。 本工程钢筋对焊采用UN-150型对焊机。 1钢筋闪光对焊的操作过程 1.1连续闪光焊接时，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部分（包括端面的不平整度），再加8mm。 2.1闪光—预热闪光焊的操作步骤为一次闪光→预热→二次闪光→顶锻。 2.1.1一次闪光 将钢筋夹紧在对焊机的钳口上，接通电源，使钢筋逐渐移近，端面局部接触，钢筋端面的接触点在高电流密度作用下迅速熔化、蒸发、爆破，并伴随着钢筋的烧损，称之为闪光过程。一次闪光的目的是把钢筋端部压伤部分烧去，使其端面达到比较平整，在整个断面上加热温度比较均匀，有利于提高和保证焊接接头的质量。其操作要点为：手要轻，送料速度要先慢后快，随焊件温度的提高逐渐达到中速，争取闪光连续，如遇钢筋端头闭接必须尽快推开操作杆，重新激起闪光，保持连续烧化，避免首次加热不均。 2.1.2预热 预热可使焊接钢筋的温度提高地均匀、充分。操作步骤为：夹紧的两个钢筋，在电源闭和后开始以较小的压力接触，然后又离开，这样不断地离开又接触，每接触一次，由于接触电阻及钢筋内部电阻使焊接区加热，拉开时产生瞬时的闪光，经过反复多次，接头温度逐渐升高形成预热阶段。其操作要点为：手要轻、动作敏捷，前臂与手掌保持平直，肘管节摆动要快、弧度要小，使钢筋端面不断地接触和分离。 2.1.3二次闪光 二次闪光的作用是排除焊口内的夹杂物，并将过热金属闪去，端部保持有一定长度的热影响区和足够的热量，为顶锻创造良好的条件。闪光要先慢后快，顶锻前高速强烈，并须保持连续稳定，不可中断，故烧化速度不可过慢，其平均速度以每秒2mm左右为宜，但也不可过于猛烈。烧化速度的判断方法为：声音要连续、清晰，无强烈劈啪声响，火花细而均匀，其喷射速度较快而又连续。 2.1.4顶锻 顶锻是闪光对焊的最后一个步骤。在钢筋端部充分加热及强烈的二次闪光保护下，顶锻时半熔化和部分过热金属被挤压出去，使钢筋的两个端部在组织上真正连接成整体。在顶锻时切忌焊缝内的氧化物和空气介入，所以顶锻过程应愈快愈好，以确保焊口的迅速闭合；同时，顶锻过程必须在足够的压力下完成，以避免接头处残存过热金属，并保证近缝区金属能产生必要的塑性变形。 2.2对焊工艺参数 闪光对焊的主要工艺参数有：调伸长度、焊接电流密度、闪光留量、预热留量、闪光速度、顶锻压力、顶锻留量、顶锻速度。 2.2.1调伸长度 调伸长度是指钢筋焊接前两个钢筋端部从电极钳口伸出的长度。调伸长度的选择，应随着钢筋级别的提高和钢筋直径的加大而增长。若长度过小，向电极散热增加，加热区变窄，不利于塑性变形，顶锻时所需压力较大；当长度过大时，加热区变宽，若钢筋较细，容易产生弯曲。钢筋的调伸长度取1.25d。 2.2.2闪光留量 闪光留量是指钢筋在闪光过程中，由于闪出金属所消耗的的钢筋长度，也称作为烧化留量。闪光留量的选择，应使闪光过程结束时，钢筋端部能够产生均匀加热，并达到足够的温度。钢筋越粗，所需的闪光留量越大。 闪光—预热闪光焊的闪光留量为一次闪光留量与二次闪光留量之和，一次闪光留量等于钢筋端面的不平度与断料时刀口压伤部分之和，二次闪光留量以不小于10mm为宜。预热闪光焊时的烧化留量不应小于10mm。 2.2.3闪光速度 闪光速度是指闪光过程的速度。闪光速度的控制，应随着钢筋直径增大而降低，在整个闪光过程中闪光速度要由慢到快。一般是从0-1mm/s到1.5-2.0mm/s，这样在终止阶段，闪光较为强烈，以保护焊缝金属免受氧化。 2.2.4预热留量 预热留量是指预热所消耗钢筋的长度。预热留量随钢筋直径增大而增大，预热留量应为1~2mm。预热次数1-4次，每次预热时间1.5-2.0s，间歇时间3-4s。 2.2.5顶锻留量 顶锻留量是指在闪光过程结束时，将钢筋顶锻压紧后接头处挤出的金属，因而消耗的钢筋长度。顶锻留量的选择，应使顶锻过程结束时，接头的整个断面能够获得紧密的接触，并具有适当的塑性变形。本工程中φ25、φ28钢筋在闪光—预热—闪光焊中，有电顶锻留量为2.0mm，无电顶锻留量φ25钢筋为4-5mm，φ28钢筋为4.0mm。 2.2.6顶锻速度 顶锻速度是指在挤压钢筋接头时的速度。顶锻速度应愈快愈好，特别是顶锻开始时的0.1s应将钢筋压缩2-3mm，以使焊口迅速闭合，保护焊缝金属免受氧化。在焊口顶紧封闭之后，要以适当的快速（一般每秒钟的压缩量不小于6mm的速度）完成整个顶锻过程。 2.2.7顶锻压力 顶锻压力是将钢筋接头挤压时所需要的挤压力。顶锻压力随着钢筋直径的增大而增加。顶锻压力过小时，熔渣和氧化了的金属粒子就可能保留在焊口内，并且由于闪光所留下的火孔没有被挤压封闭而形成缩孔。顶锻压力过大时，焊口会产生裂纹。 2.2.8焊接变压器级次 焊接变压器级次用以调节焊接电流大小，焊接的钢筋直径大，选择的变压器级次要高。焊接时如火花过大，并有强烈声响，应降低变压器级次。当电压降低5%左右时，应提高变压器级次一级。本工程中钢筋对焊机的变压器级次在5-7级之间调整。 3对焊机使用操作注意事项 对焊机的使用操作，一般应注意以下事项： （1）使用操作前，应检查焊机的手柄、压力机构、夹具是否灵活可靠。 （2）通电前必须通水，使电极及次级绕组冷却，同时检查有无漏水现象。 （3）焊接前，根据所焊钢筋截面，调整两次电压。禁止对焊超过规定直径的钢筋。 （4）对焊机所有活动部分应定期加油以保持良好的润滑。 （5）预热要充分。 （6）顶锻前瞬间闪光要强烈。 （7）顶锻快而有力。 （8）接触器及继电器应保持清洁，电极接头要定期用细砂纸磨光。 （9）焊接后必须随时清除钳口及周围的焊渣溅沫，以保持焊机的清洁。 （10）在0℃以下工作时，焊机在使用后应用压缩空气吹去冷却管路中的存水，以防水管冻裂或堵塞。 4对焊缺陷的消除方法 在钢筋对焊中往往由于焊接参数选择及操作工艺掌握不当，会造成焊接质量的不同缺陷。钢筋对焊主要缺陷及消除方法为： （1）烧化过分剧烈并产生爆炸声时，可以降低变压器级次或减慢烧化速度。 （2）闪光不稳定时，可以提高变压器级数或加大烧化速度。 （3）焊接接头偏斜或偏移与钢筋轴线不在一直线上时，首先要正确调整电极位置，拧紧夹具丝杆；并应检查修理电极钳口或更换已变形的电极。如钢筋端头有弯曲，应调直或切除。 （4）焊接接头中如有氧化膜、夹渣或未焊透，可以增加预热程度，并避免过早切断电流，应增加顶锻前烧化速度及顶锻速度。 （5）如接头中有缩孔，则应降低变压器级次，避免闪光过分强烈，并加大顶锻压力。 （6）焊缝金属或热影响区过热，需降低变压器级次，正确控制有电顶锻留量及速度，避免过早的顶锻，减少预热程度，加快烧化速度。 （7）钢筋表面微熔及烧伤，要清除电极内表面的杂质，并清扫钢筋被夹紧部分的铁锈，钢筋在电极内要夹紧，必要时要改进电极槽口形状以增大接触面积。 5对焊接头的质量要求 对焊钢筋接头在构件中是和钢筋原材同样受力，并且是管身混凝土这样的重要部位，所以对焊接头的质量直接关系到结构的安全，因此必须重视对焊质量的检验工作。钢筋接头的质量包括外观检查和机械性能试验。 5.1对焊接头外观检查 闪光对焊的全部接头，均应进行外观检查并应符合下列要求： （1）钢筋表面没有裂纹和明显的烧伤。 （2）接头如有弯折，其角度不得大于4°。 （3）接头轴线如有偏心，其偏移不得大于钢筋直径的0.1倍，并不得大于2mm。 （4）外观检查不合格的接头，应剔出重焊。 5.2对焊接头机械性能试验 机械性能检查以300个接头为一批，从每批接头中随机取3个接头做拉伸试验，3个接头做冷弯实验。闪光对焊接头的拉伸试验成果均应大于该级钢筋的抗拉强度，且断裂在焊缝及热影响区以外为合格。冷弯试验时，焊接点应位于弯曲的中点，试件经冷弯后，其接头处（包括热影响区）外侧不出现横向裂纹为合格。