鋼筋閃光對焊作業(yè)指導(dǎo)書
概述
鋼筋閃光對焊是將兩鋼筋安放成對接形式，利用焊接電阻熱使接觸點(diǎn)金屬熔化，產(chǎn)生強(qiáng)烈飛濺，形成閃光，迅速施加頂鍛力完成的一種壓焊方法，是電阻焊的一種。鋼筋閃光對焊具有生產(chǎn)效率高、操作方便，節(jié)約能源、節(jié)約鋼材、接頭受力性能好、焊接質(zhì)量高等很多優(yōu)點(diǎn)。
本工程中φ20、φ22鋼筋部分接頭使用連續(xù)閃光對焊，φ25、φ28鋼筋較粗，且切斷機(jī)斷出的鋼筋，端部有壓傷痕跡，端面不夠平整，采用閃光--預(yù)熱閃光對焊。
編制依據(jù)：
1、《水工混凝土鋼筋施工規(guī)范》
2、《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》
鋼筋施焊前注意事項(xiàng)：
鋼筋在施焊前按實(shí)際焊接條件試焊2個冷彎試件和2個拉伸試件，根據(jù)對試件接頭外觀質(zhì)量檢查結(jié)果，以及冷彎和拉伸試驗(yàn)驗(yàn)證焊接參數(shù)。在試焊質(zhì)量合格和焊接參數(shù)選定后，可成批焊接。
在鋼筋焊接施工之前，應(yīng)清除鋼筋、鋼板焊接部位以及鋼筋與電極接觸表面上的銹斑、油污、雜物等，鋼筋端部當(dāng)有彎折、扭曲時，應(yīng)予以矯直或切除。帶肋鋼筋進(jìn)行閃光對焊、電弧焊、電渣壓力焊和氣壓焊時，宜將縱肋對縱肋安放和焊接。
本工程鋼筋對焊采用UN-150型對焊機(jī)。
1鋼筋閃光對焊的操作過程
1.1連續(xù)閃光焊接時，燒化過程應(yīng)較長。燒化留量應(yīng)等于兩根鋼筋在斷料時切斷機(jī)刀口嚴(yán)重壓傷部分（包括端面的不平整度），再加8mm。
2.1閃光—預(yù)熱閃光焊的操作步驟為一次閃光→預(yù)熱→二次閃光→頂鍛。
2.1.1一次閃光
將鋼筋夾緊在對焊機(jī)的鉗口上，接通電源，使鋼筋逐漸移近，端面局部接觸，鋼筋端面的接觸點(diǎn)在高電流密度作用下迅速熔化、蒸發(fā)、爆破，并伴隨著鋼筋的燒損，稱之為閃光過程。一次閃光的目的是把鋼筋端部壓傷部分燒去，使其端面達(dá)到比較平整，在整個斷面上加熱溫度比較均勻，有利于提高和保證焊接接頭的質(zhì)量。其操作要點(diǎn)為：手要輕，送料速度要先慢后快，隨焊件溫度的提高逐漸達(dá)到中速，爭取閃光連續(xù)，如遇鋼筋端頭閉接必須盡快推開操作桿，重新激起閃光，保持連續(xù)燒化，避免首次加熱不均。
2.1.2預(yù)熱
預(yù)熱可使焊接鋼筋的溫度提高地均勻、充分。操作步驟為：夾緊的兩個鋼筋，在電源閉和后開始以較小的壓力接觸，然后又離開，這樣不斷地離開又接觸，每接觸一次，由于接觸電阻及鋼筋內(nèi)部電阻使焊接區(qū)加熱，拉開時產(chǎn)生瞬時的閃光，經(jīng)過反復(fù)多次，接頭溫度逐漸升高形成預(yù)熱階段。其操作要點(diǎn)為：手要輕、動作敏捷，前臂與手掌保持平直，肘管節(jié)擺動要快、弧度要小，使鋼筋端面不斷地接觸和分離。
2.1.3二次閃光
二次閃光的作用是排除焊口內(nèi)的夾雜物，并將過熱金屬閃去，端部保持有一定長度的熱影響區(qū)和足夠的熱量，為頂鍛創(chuàng)造良好的條件。閃光要先慢后快，頂鍛前高速強(qiáng)烈，并須保持連續(xù)穩(wěn)定，不可中斷，故燒化速度不可過慢，其平均速度以每秒2mm左右為宜，但也不可過于猛烈。燒化速度的判斷方法為：聲音要連續(xù)、清晰，無強(qiáng)烈劈啪聲響，火花細(xì)而均勻，其噴射速度較快而又連續(xù)。
2.1.4頂鍛
頂鍛是閃光對焊的最后一個步驟。在鋼筋端部充分加熱及強(qiáng)烈的二次閃光保護(hù)下，頂鍛時半熔化和部分過熱金屬被擠壓出去，使鋼筋的兩個端部在組織上真正連接成整體。在頂鍛時切忌焊縫內(nèi)的氧化物和空氣介入，所以頂鍛過程應(yīng)愈快愈好，以確保焊口的迅速閉合；同時，頂鍛過程必須在足夠的壓力下完成，以避免接頭處殘存過熱金屬，并保證近縫區(qū)金屬能產(chǎn)生必要的塑性變形。
2.2對焊工藝參數(shù)
閃光對焊的主要工藝參數(shù)有：調(diào)伸長度、焊接電流密度、閃光留量、預(yù)熱留量、閃光速度、頂鍛壓力、頂鍛留量、頂鍛速度。
2.2.1調(diào)伸長度
調(diào)伸長度是指鋼筋焊接前兩個鋼筋端部從電極鉗口伸出的長度。調(diào)伸長度的選擇，應(yīng)隨著鋼筋級別的提高和鋼筋直徑的加大而增長。若長度過小，向電極散熱增加，加熱區(qū)變窄，不利于塑性變形，頂鍛時所需壓力較大；當(dāng)長度過大時，加熱區(qū)變寬，若鋼筋較細(xì)，容易產(chǎn)生彎曲。鋼筋的調(diào)伸長度取1.25d。
2.2.2閃光留量
閃光留量是指鋼筋在閃光過程中，由于閃出金屬所消耗的的鋼筋長度，也稱作為燒化留量。閃光留量的選擇，應(yīng)使閃光過程結(jié)束時，鋼筋端部能夠產(chǎn)生均勻加熱，并達(dá)到足夠的溫度。鋼筋越粗，所需的閃光留量越大。
閃光—預(yù)熱閃光焊的閃光留量為一次閃光留量與二次閃光留量之和，一次閃光留量等于鋼筋端面的不平度與斷料時刀口壓傷部分之和，二次閃光留量以不小于10mm為宜。預(yù)熱閃光焊時的燒化留量不應(yīng)小于10mm。
2.2.3閃光速度
閃光速度是指閃光過程的速度。閃光速度的控制，應(yīng)隨著鋼筋直徑增大而降低，在整個閃光過程中閃光速度要由慢到快。一般是從0-1mm/s到1.5-2.0mm/s，這樣在終止階段，閃光較為強(qiáng)烈，以保護(hù)焊縫金屬免受氧化。
2.2.4預(yù)熱留量
預(yù)熱留量是指預(yù)熱所消耗鋼筋的長度。預(yù)熱留量隨鋼筋直徑增大而增大，預(yù)熱留量應(yīng)為1~2mm。預(yù)熱次數(shù)1-4次，每次預(yù)熱時間1.5-2.0s，間歇時間3-4s。
2.2.5頂鍛留量
頂鍛留量是指在閃光過程結(jié)束時，將鋼筋頂鍛壓緊后接頭處擠出的金屬，因而消耗的鋼筋長度。頂鍛留量的選擇，應(yīng)使頂鍛過程結(jié)束時，接頭的整個斷面能夠獲得緊密的接觸，并具有適當(dāng)?shù)乃苄宰冃�。本工程�?phi;25、φ28鋼筋在閃光—預(yù)熱—閃光焊中，有電頂鍛留量為2.0mm，無電頂鍛留量φ25鋼筋為4-5mm，φ28鋼筋為4.0mm。
2.2.6頂鍛速度
頂鍛速度是指在擠壓鋼筋接頭時的速度。頂鍛速度應(yīng)愈快愈好，特別是頂鍛開始時的0.1s應(yīng)將鋼筋壓縮2-3mm，以使焊口迅速閉合，保護(hù)焊縫金屬免受氧化。在焊口頂緊封閉之后，要以適當(dāng)?shù)目焖伲ㄒ话忝棵腌姷膲嚎s量不小于6mm的速度）完成整個頂鍛過程。
2.2.7頂鍛壓力
頂鍛壓力是將鋼筋接頭擠壓時所需要的擠壓力。頂鍛壓力隨著鋼筋直徑的增大而增加。頂鍛壓力過小時，熔渣和氧化了的金屬粒子就可能保留在焊口內(nèi)，并且由于閃光所留下的火孔沒有被擠壓封閉而形成縮孔。頂鍛壓力過大時，焊口會產(chǎn)生裂紋。
2.2.8焊接變壓器級次
焊接變壓器級次用以調(diào)節(jié)焊接電流大小，焊接的鋼筋直徑大，選擇的變壓器級次要高。焊接時如火花過大，并有強(qiáng)烈聲響，應(yīng)降低變壓器級次。當(dāng)電壓降低5%左右時，應(yīng)提高變壓器級次一級。本工程中鋼筋對焊機(jī)的變壓器級次在5-7級之間調(diào)整。
3對焊機(jī)使用操作注意事項(xiàng)
對焊機(jī)的使用操作，一般應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
（1）使用操作前，應(yīng)檢查焊機(jī)的手柄、壓力機(jī)構(gòu)、夾具是否靈活可靠。
（2）通電前必須通水，使電極及次級繞組冷卻，同時檢查有無漏水現(xiàn)象。
（3）焊接前，根據(jù)所焊鋼筋截面，調(diào)整兩次電壓。禁止對焊超過規(guī)定直徑的鋼筋。
（4）對焊機(jī)所有活動部分應(yīng)定期加油以保持良好的潤滑。
（5）預(yù)熱要充分。
（6）頂鍛前瞬間閃光要強(qiáng)烈。
（7）頂鍛快而有力。
（8）接觸器及繼電器應(yīng)保持清潔，電極接頭要定期用細(xì)砂紙磨光。
（9）焊接后必須隨時清除鉗口及周圍的焊渣濺沫，以保持焊機(jī)的清潔。
（10）在0℃以下工作時，焊機(jī)在使用后應(yīng)用壓縮空氣吹去冷卻管路中的存水，以防水管凍裂或堵塞。
4對焊缺陷的消除方法
在鋼筋對焊中往往由于焊接參數(shù)選擇及操作工藝掌握不當(dāng)，會造成焊接質(zhì)量的不同缺陷。鋼筋對焊主要缺陷及消除方法為：
（1）燒化過分劇烈并產(chǎn)生爆炸聲時，可以降低變壓器級次或減慢燒化速度。
（2）閃光不穩(wěn)定時，可以提高變壓器級數(shù)或加大燒化速度。
（3）焊接接頭偏斜或偏移與鋼筋軸線不在一直線上時，首先要正確調(diào)整電極位置，擰緊夾具絲桿；并應(yīng)檢查修理電極鉗口或更換已變形的電極。如鋼筋端頭有彎曲，應(yīng)調(diào)直或切除。
（4）焊接接頭中如有氧化膜、夾渣或未焊透，可以增加預(yù)熱程度，并避免過早切斷電流，應(yīng)增加頂鍛前燒化速度及頂鍛速度。
（5）如接頭中有縮孔，則應(yīng)降低變壓器級次，避免閃光過分強(qiáng)烈，并加大頂鍛壓力。
（6）焊縫金屬或熱影響區(qū)過熱，需降低變壓器級次，正確控制有電頂鍛留量及速度，避免過早的頂鍛，減少預(yù)熱程度，加快燒化速度。
（7）鋼筋表面微熔及燒傷，要清除電極內(nèi)表面的雜質(zhì)，并清掃鋼筋被夾緊部分的鐵銹，鋼筋在電極內(nèi)要夾緊，必要時要改進(jìn)電極槽口形狀以增大接觸面積。
5對焊接頭的質(zhì)量要求
對焊鋼筋接頭在構(gòu)件中是和鋼筋原材同樣受力，并且是管身混凝土這樣的重要部位，所以對焊接頭的質(zhì)量直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全，因此必須重視對焊質(zhì)量的檢驗(yàn)工作。鋼筋接頭的質(zhì)量包括外觀檢查和機(jī)械性能試驗(yàn)。
5.1對焊接頭外觀檢查
閃光對焊的全部接頭，均應(yīng)進(jìn)行外觀檢查并應(yīng)符合下列要求：
（1）鋼筋表面沒有裂紋和明顯的燒傷。
（2）接頭如有彎折，其角度不得大于4°。
（3）接頭軸線如有偏心，其偏移不得大于鋼筋直徑的0.1倍，并不得大于2mm。
（4）外觀檢查不合格的接頭，應(yīng)剔出重焊。
5.2對焊接頭機(jī)械性能試驗(yàn)
機(jī)械性能檢查以300個接頭為一批，從每批接頭中隨機(jī)取3個接頭做拉伸試驗(yàn)，3個接頭做冷彎實(shí)驗(yàn)。閃光對焊接頭的拉伸試驗(yàn)成果均應(yīng)大于該級鋼筋的抗拉強(qiáng)度，且斷裂在焊縫及熱影響區(qū)以外為合格。冷彎試驗(yàn)時，焊接點(diǎn)應(yīng)位于彎曲的中點(diǎn)，試件經(jīng)冷彎后，其接頭處（包括熱影響區(qū)）外側(cè)不出現(xiàn)橫向裂紋為合格。
