钢筋焊接技术浅析

2016-12-29身份证号130628198209110685

大陆桥视野 2016年10期

关键词：焊接强度技术

白静 / 身份证号：130628198209110685

钢筋焊接技术浅析

白静 / 身份证号：130628198209110685

【摘要】钢筋焊接可节省钢材，提高钢筋连接强度，同时能提高工效，是钢筋连接的一种重要方式。这种连接方式的出现对提高建筑施工效率、结构质量及安全可靠性、改变传统的建筑施工方法都具有十分重要的意义。本文现就钢筋的焊接技术做客观探讨与分析。

【关键词】钢筋焊接；强度；焊接；技术

1.钢筋焊接的一般规定

1.1轴心受拉和偏心受拉杆件中的钢筋接头，均应焊接。普通混凝土中直径大于22mm的钢筋和轻集料混凝土中直径大于20mm 的I级钢筋及直径大于20mm的II、III级钢筋的接头，均宜采用焊接。对轴心受压和偏心受压柱中的受压钢筋的接头，当直径大于32mm时，应采用焊接。

1.2对有抗震要求的受力钢筋的接头，宜优先要用焊接或机械连接，接头应符合下列规定：（1）纵向钢筋的接头，对一级抗震等级，应采用焊接接头，对二级抗震等级，一擦眼焊接接头。（2）框架底层柱、剪力墙加强部位纵向钢筋的接头，对一、二级抗震等级，应采取焊接接头，对三级抗震等级，宜采用焊接接头。（3）钢筋接头采用焊接接头是，设置在梁端、桩端的箍筋加密区范围内。

1.3当受力钢筋采用焊接接头时，设置在同一构件内的焊接接头应互相错开。在任意焊接接头中心至长度为钢筋直径d的35倍且不小于500mm的区段内，同一钢筋不得有两个接头；应该区段内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率，应符合下列规定：（1）非预应力筋，受拉区不宜超过50%，受压区和装配式构件连接处不限制。

（2）预应力筋，受拉区不宜超过25%，当有可靠保证措施，可放宽至50%，受压区和后张法的螺栓端杆不受限制。接头宜设置在受力较小的部位，且在同一根钢筋全长上宜少设接头；承受均布荷载作用的尾面板、楼板、檩条等简之受弯构件，当在受拉区内配置的受力钢筋少于3根时，可在跨度两端各四分之一跨度范围内设置一个焊接接头。焊接接头距钢筋弯折处，不应小于钢筋直径的10倍，且不宜位于构件的最大弯矩处。

1.4当焊接网片只有一个方向受力时，受力主筋与两端边缘的连根锚固横向钢筋的全部相交点必须焊接；当焊接网两个方向受力时，则四周边缘的两根钢筋的全部相交点均应焊接；其余的相交点可间隔焊接。焊接网及焊接骨架外形尺寸的允许偏差应符合相关规定。

2.焊接缺陷的危害

焊缝缺陷是造成钢筋失效和工程结构质量事故的主要原因之一，因此，必须对焊缝缺陷的危害性有充分的认识。其具体表现主要有以下一些：a）焊缝弧坑及焊瘤缺陷对焊接接头的强度和应力水平有不利的影响，不仅影响焊缝的外观，而且往往掩盖焊缝的质量情况，会在该部位出现未熔合缺陷；b）咬边是一种危险性较大的外观缺陷，它不但会减少焊缝的承载面积，而且往往在咬边根部形成较尖锐的缺口，造成应力集中，很容易形成应力腐蚀裂纹和应力集中裂纹；c）气孔、夹渣等体积性缺陷的危害性主要表现为降低焊接接头的承载能力，夹渣边缘如果有尖锐形状，还会在该处形成应力集中现象；d）未熔合和未焊透等缺陷的端部和缺口是应力集中的地方，在交变载荷作用下很可能生成裂纹；e）裂纹是最尖锐的一种缺口，它的缺口根部曲率半径接近于零，尖锐根部有明显的应力集中，当应力水平超过尖锐根部的强度极限时，裂纹就会扩展，特别是当焊接接头处于脆性状态时，裂纹的扩展速度极快，易造成脆性破裂事故，裂纹还会加剧疲劳破坏和应力腐蚀破坏。这些危害主要体现在焊接结构的疲劳问题上，疲劳是由重复应力引起裂纹缓慢扩展而造成的结构部件的损伤。对焊接结构而言，在反复荷载作用下，焊接接头的疲劳破坏占结构破坏的很大一部分。

3.焊接施工工艺

焊接工艺过程包括引弧、稳弧、电渣和顶压等，施焊前，先将钢筋端部约120mm范围内的铁锈清除，将夹具夹牢在下部钢筋上，并将上部钢筋扶直夹牢与活动电极中，并在焊剂盒内装满焊药。

采用手工电渣电压力焊时，可采用直接引弧法，先将上、下钢筋接触，接通焊接电源后，立即将上钢筋提升2～4mm，引燃电弧；然后，继续缓缓上提钢筋数毫米，使电弧稳定燃烧后，随着钢筋的熔化而渐渐下送，并转入电渣过程，待钢筋熔化达到一定程度后，在切断焊接电源的同时，迅速进行顶压，冷却1～3min后，即可打开焊剂盒，收回焊剂，卸下夹具，并敲掉熔渣。

4.电阻点焊

电阻点焊是将钢筋的交叉点放入电焊机两级之间，通电使钢筋加热到一定温度后，加压使焊点处钢筋互相压入一定的深度（压入深度为两钢筋中较细者直径的1/4～2/5），将焊点焊牢。电阻点焊主要工作参数有变压器级数、焊接通电时间、电流强度、电极压力等。焊接时应根据钢筋级别、直径及焊机性能等具体情况合理选择工作参数。

钢筋点焊工艺，根据焊接电流大小和通电时间长短，可分为强参数工艺和弱参数工艺两种。强参数工艺的电流强度较大（120～360A/mm），而通电时间很短，只有0.1～0.5s。这种工艺的焊接质量以保证，经济效果好，但配套所需的点焊机功率较大。

电焊机主要由加压机构、焊接回路、电极组成。混凝土结构中的钢筋骨架和钢筋网成型时优先采用电阻电焊。采用电焊代替绑扎，可以提高工效，便于运输。

5.电弧焊

电弧焊是利用电弧焊机使焊条和焊件之间产生高温电弧，熔化焊条和高温电弧范围内的焊件金属，熔化的金属凝固后形成焊接接头。电弧焊广泛用于钢筋的接长、钢筋骨架的焊接、装配式结构钢筋接头焊接及钢筋与钢板、钢板与钢板的焊接等。钢筋电弧焊接头主要有3中形式：帮条焊、搭接焊和坡口焊。

5.1帮条焊与搭接焊

5.1.1施焊时，引弧应在帮条或搭接钢筋的一端开始，收弧应在帮条或搭接钢筋端头上，弧坑应填满。多层施焊时，第一次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时段与终端，应融合良好。

5.1.2钢筋接头采用帮条焊接或搭接焊时，焊缝长度不应小于帮条或搭接长度，焊缝高度h≥0.3d；并不得小于4m；焊缝高度h≥0.7d，并不得小于10mm。钢筋与钢板接头采用搭接焊时，焊缝高度h≥35d，并不得小于6mm；焊缝宽度b≥05d，并不得小于8mm。

5.2坡口焊

坡口焊多用于装配式结构中直径8～40mm的I～II级钢筋对接焊中。坡口焊分为平焊和立焊两种。坡口平焊时，V开坡口角度为55～56°；坡口立焊时，坡口角度为40～55°，起重下钢筋为0～10°，上钢筋为35～45°。坡口加工时不得用电弧切割，宜用氧乙炔焰切割或锯割。电弧焊接头的焊缝表面应平整，不得有较大的凹陷、焊瘤；接头处不得有裂纹：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规范规定。接头抗拉强度不得低于该级别钢筋的规定抗拉强度值，且三个试件中制药有两个成塑性断裂。