钢筋电渣压力焊质量缺陷原因分析及防治措施

张松华 张开加

摘 要：根据电渣压力焊在竖向钢筋焊接中的应用实践，总结钢筋电渣压力焊缺陷的表现形式，从原材料、焊接参数、焊接设备以及操作工艺方面分析焊接缺陷成因，并根据焊接缺陷产生的原因及焊接质量的影响因素，在工程项目中采取全过程的质量管理措施，取得了较好的成果，有效减少钢筋电渣压力焊中焊接缺陷的产生。

关键词：电渣压力焊；焊接缺陷；缺陷成因；全过程的质量管理

1 概述

电渣压力焊是利用焊接电流通过两根钢筋端面间隙，在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程，产生电弧热和电阻热，从而熔化钢筋，加工完成的一种压焊方法。这种焊接方法比电弧焊节省钢材、工效高、成本低，适用于现浇钢筋混凝土结构中竖向或斜向钢筋连接。该方法操作方便，有良好的技术经济效果，因而在国内得到广泛的使用。但是，在此类工程的施工过程中发现，该工艺看似简单，而在施工中很容易出现各种质量缺陷。如果到验收阶段才发现质量缺陷，处理将相当麻烦，不仅费工、费料，有些情况甚至无法处理，十分棘手。为了防范于未然，把电渣压力焊质量缺陷控制在最低限度，我们结合现场施工工作实践，总结出产生电渣压力焊质量缺陷的三类原因，从“主动控制为主、被动控制为辅”的原则出发，针对缺陷产生的原因，对症下药，总结出防治焊接质量缺陷的措施。

2 缺陷的表现形式

常见缺陷归纳为三类：

（1）钢筋焊接后，上钢筋位置不符合要求。如上钢筋轴线偏移或弯折，超出规范允许偏差范围。（2）焊接后钢筋受到损伤，如钢筋表面烧伤，端口咬边等。（3）焊包不符合要求，这一类缺陷最常见，表现为焊包不匀、夹渣、出现气孔、未焊合以及焊包上翻或下淌。

3 产生缺陷的原因分析

影响焊接质量的因素很多，根据多年的实践总结，导致产生焊接缺陷的原因主要有三方面：原材料本身、焊接参数选用、焊接设备以及操作工艺方面。

3.1 原材料本身的因素

（1）进行电渣压力焊的钢筋不平直。热轧钢筋由于生产或其它方面的原因，有的钢筋端部出现弯扭不直，端口切面与钢筋长方向不垂直。弯扭不直的钢筋被夹具夹紧之后，上下钢筋轴线难以重合，直接导致接头偏心、倾斜，形成轴线偏移和弯折缺陷。端口切面与钢筋长方向不垂直，上、下钢筋端面间隙一边大、一边小，间隙小的一边电阻小，熔化量大，焊包比间隙大的一边大，因此出现焊包不匀现象。

（2）钢筋表面不洁净，有油污和老锈。进入施工现场的钢筋，往往由于保管不当，很容易沾上油污或产生锈蚀。焊接过程中，油污和铁锈在高温作用下，产生有害气体，在焊包上形成气孔。夹具如果夹在钢筋锈蚀位置，施焊中，该位置在电流作用下产生烧伤斑点，如锈蚀严重，则会产生小弧坑；钢筋受力截面面积变小，应力集中而容易发生脆断。

（3）焊剂不干燥。由于焊剂不干燥，导致焊接过程中产生大量气体。在气体的作用下，焊包外部或焊缝内部形成小孔眼，这是气孔形成的主要原因。

3.2 焊接参数选用不当的因素

焊接参数的选择包括焊接电流，焊接电压、焊接时间三个方面，根据钢筋直径的大小而确定相应的参数。参数选用不当，自然会产生不同的质量缺陷。

焊接电流过大，导致钢筋熔化过快，上钢筋很能容易发生咬边缺陷；而电流偏小，钢筋端部得不到适宜的熔化量，接合面不能够很能好的熔合，从而产生未焊合、焊包不匀、夹渣等缺陷。

焊接电压的偏差，直接导致焊接电流的偏差，而产生上述的缺陷。

焊接通电时间不当，也是导致质量缺陷的重要原因。通电时间过长，钢筋熔化量过多，接合处容易咬边，同时，通电时间过长，使接头过热，易产生脆性组织，可导致钢筋在接合处脆断。而通电时间过短，熔化量不足同样会引起未焊合、焊包不匀以及焊包夹渣等缺陷。

3.3 焊接设备以及操作工艺方面的因素

（1）设备性能不良。如夹具长期使用磨损，滑杆和导管之间间隙过大，上下钳口不固定，很能难控制钳口的中心线在一条直线上，必然会导致焊接接头轴线偏移或弯折。

（2）操作工艺不当。钢筋提升或下落过程中用力不当：向上提升过多或下送时速度太慢，易造成端部熔化不足，从而产生未焊合等缺陷；下落时压入深度不够，易产生咬边；压力不够易造成焊包夹渣，而压力太大又会使焊包上翻。

卸夹具过早，未留停歇时间。切断电源的同时，迅速下压上钢筋，熔化金属被挤出，形成焊包接头。夹具卸得过早，熔化金属尚未冷却、凝固，会随着焊剂下淌。此时，焊包接头的强度尚在上升过程中，上钢筋失去夹具约束，在重力的作用下慢慢倾斜，使接头弯折。

4 控制焊接质量的措施

综上所述，焊接质量的优劣，与众多因素相关。焊接材料（钢筋、焊剂）是否符合要求，关系着熔化金属的质量；焊接参数的选用，决定了熔化数量的多少；而焊接设备性能以及操作工艺是否得当，直接影响着接头的熔合质量。显而易见，只有在以上要素都有符合相关的要求时，才能够生产出质量优良的接头。为了确保焊接质量，我们在工程监理项目中实行全过程的质量管理，效果较为明显。

（1）要求施工单位建立、健全质量保证体系，明确分工，落实责任。对操作人员进行详细的技术交底。

（2）检查从事钢筋焊接的焊工是否持有焊工考试合格证，无证人员坚决不允许上岗操作。同一项目，不得随意更换焊工。

（3）检查焊接设备是否符合要求。夹具应具有足够的刚度，在最大允许荷载下应移动灵活，操作便利；钳口必须上、下同心，焊剂筒的直径应与所焊钢筋直径相适应，电压表、时间显示器应配备齐全。

（4）检查施焊钢筋端部120mm范围内的铁锈、杂质是否刷干净；端部如有弯扭不直部分，应采用气割切断或矫正。焊剂要求在250°C环境下烘干，时间不得少于2h。

（5）选择焊接参数后，要求施工单位先采用与现场相同的钢筋和焊剂，试焊几次，以验证焊接参数的可靠性，根据具体情况，可作适当调整，以获得最适合的参数。从试焊接头中抽取3个抗拉试件，经试验合格后方可进行正式施工。

（6）焊接施工过程中，对电源电压进行监控，当电压下降超过5%时，不得进行焊接施工。

（7）施工过程中，着重检查以下问题：

a.焊接夹具夹紧钢筋后，检查上下钢筋断面是否重合，轴线是否位于同一直线上。

b.焊剂应从焊剂筒的四周均匀倒入，严禁从一侧倒入再向四周扒散。

c.施焊过程中，要扶持钢筋，防止晃动。

d.引燃电弧后，应先进行电弧过程，掌握好操纵杆的提升速度和高度。电渣过程中，切断电源的同时，迅速下压上钢筋，掌握好压入深度和顶压力。

e.接头焊毕，要求停歇3分钟后，方可回收焊剂、卸下夹具。

f.焊包冷却后方可敲掉渣壳。

（8）要求焊工及施工单位质检人员在施工过程中，进行自检。发现有咬边、未焊合、焊包偏心、轴线偏移和弯折超过允许范围时，应割去重新焊接。在框架柱等构件的钢筋下料时，应考虑焊接接头可能返工割去的钢筋长度，保证返工后的接头位置距楼面的高度符合相关构造要求。

（9）施工完毕，施工单位自检合格后，监理工程师组织相关人员进行验收。

a.根据JGJ18-96第5.6.2条，电渣压力焊接头外观检查应符合下列要求：四周焊包应均匀，凸出钢筋表面的高度应大于或等于4mm；钢筋与电极接触处，应无烧伤缺陷；接头处的弯折角不得大于4°；接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm；外观检查不合格的接头应切除重焊，或采取补强焊接措施。

b.根据JGJ18-96第5.6.1条，电渣压力焊接头应逐个进行外观检查，但进行力学性能试验时，应从每批接头中随机切取3个试件做拉伸试验，且应按下列规定抽取试件：

在一般构造物中，应以300个同级别钢筋接头作为一批；在现浇钢筋砼多层结构中，应以每一楼层或施工区段中300个同级别钢筋接头作为一批，不足300个接头仍应作为一批。

c.根据JGJ18-96第5.6.3条，电渣压力焊接头拉伸试验结果，3个试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度。

当试验结果有1个试件的抗拉强度低于规定值，应再取6个试件进行复验。复验结果，当仍有1个试件的抗拉强度小于规定值，应确认该批接头为不合格品。

5 结束语

电渣压力焊工艺目前在建设工程中广泛应用，具有操作方便、速度快、节约成本等优点，但由于是现场手工操作，在各种不利因素单独或共同作用下，容易产生质量缺陷。只有明确产生缺陷的原因，坚持预防为主，主动控制，在工程项目中采取全过程的质量管理措施，消除产生缺陷的不利因素，有效减少钢筋电渣压力焊中焊接缺陷的产生，保证建设工程的结构安全。

参考文献

[1]张贵萍.电渣压力焊在工程中的应用[J].广东建材，2008，9：197-199.

[2]王健，陈超，朱绍奇.钢筋电渣压力焊的焊接缺陷及质量控制[J].能源技术与管理，2007，1：83-85.

[3]JGJ 18-2003.钢筋焊接及验收规范[S].

[4]GB/T 50326-2001.建设工程项目管理规范[S].

作者简介：张松华（1982-），男，江苏省南通市人，本科学历，工程师，毕业于南通大学，现工作于江苏南通三建集团有限公司。