钢筋焊接要求及质量标准

钢筋焊接要求及质量标准

      三十三、钢筋焊接要求及质量标准
     （一）钢筋焊接要求
      1．热轧钢筋的对焊，可采用闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊或气压焊；钢筋与钢板的T型连接，宜采用埋弧压力焊或电弧焊；冷拉钢筋的闪光对焊或电弧焊，应在冷拉前进行；冷拔低碳钢丝的接头，不得焊接。
      2．钢筋焊接前，必须针对施工条件进行试焊，合格后方可施焊。焊工必须有上岗合格证，并在规定范围内进行焊接操作。
      3．轴心受拉、小偏心受拉杆件，轴心受压和偏心受压柱中的受压钢筋其直径大于32mm时，钢筋接头均应焊接；普通混凝土中直径大于22mm的钢筋，宜采用焊接；对有抗震要求的受力钢筋的接头，宜优先采用焊接；钢筋接头不宜设置在梁端、柱端的箍筋加密区范围内。

     （二）钢筋焊接质量标准
      1．外观质量标准
     （1）焊接之前必须清除钢筋、钢丝或钢板焊接处的铁锈和油污；钢筋端部的扭曲、弯折应予以矫直或切除。
     （2）钢筋闪光对焊接头处不得有横向裂纹，与电极接触处的钢筋表面，对于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋不得有明显的烧伤；对于Ⅳ级钢筋不得有烧伤；低温对焊时，对于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋均不得有烧伤。
     （3）钢筋电弧焊接头，焊缝表面应平整。不得有凹陷或焊瘤；接头区域不得有裂纹；接头处用小锤敲击时，应发出与原钢筋同样的清脆声。
     （4）电阻点焊焊接骨架和网片的焊点处熔化金属均匀，焊点无脱落、漏焊、裂纹、多孔性缺陷及明显的烧伤现象；热轧钢筋焊点时，压人深应满足规定。
     （5）预埋件钢筋T形接头焊包应均匀，焊脚对不得小于钢筋直径的0.5倍（Ⅰ级筋）、0.6倍（Ⅱ级筋）。不得使钢筋咬边和烧伤，钢板无焊穿、根部应无凹陷现象，焊缝不得有裂缝、央渣和大气孔。
     （6）钢筋焊接应符合建设部行业标准（JGJ18—96）《钢筋焊接及验收规程》有关规定。
      2．焊接实测实量质量标准
      焊接缺陷及尺寸允许偏差见表2-4-6，表2-4-7，表2-4-8。
      三十四、钢筋闪光对焊的质量缺陷及防治
     （一）未焊透或脆断
      1．现象：
     （1）焊口局部区域未能相互结晶，焊合不良，接头墩粗变形量很小，挤出的金属光刺极不均匀，多集中于上口，并产生严重胀开现象为未焊透。
     （2）低应力状态下，接头处发生无预兆的突然断裂。脆断包括淬硬脆断，过热脆断和烧伤脆断。
      2．危害：接头处达不到标准要求的力学强度，使接头焊件不合格。
      3．原因分析：
     （1）焊接工艺方法不当，如钢筋截面太小与对焊工艺不匹配。
     （2）焊接参数选择不合适，如烧化留量太小，烧化速度太快，造成焊件端面加强不足，不均匀，未形成较均匀的熔化金属层。
     （3）对于某些焊接性能较差的钢筋，焊后热处理效果不良，形成脆断。
      4．预防措施：
     （1）钢筋直径Ⅰ级在20mm以下，Ⅱ级在18mm以下，Ⅱ级在16mm以下采用连续闪光焊工艺，其他直径采用预热闪光焊工艺。对焊接性“有限制”的钢筋，均采取闪光——预热——闪光焊工艺（Ⅲ级以上的低合金钢筋，均至少为焊接性“有限制”的钢筋）。
     （2）重视预热作用，掌握预热要领，增加预热程度，力求扩大沿焊件纵向的加热区域，减小温度梯度。
     （3）采取正常的烧化过程，使焊件获得符合要求的温度分布。尽可能平整的端面以及较均匀的熔化金属层，为提高接头质量创造条件；避免采用过高的变压器级数施焊，提高加热效果。
     （4）正确控制热处理程度，对准焊的Ⅳ级钢筋，焊后热处理，第一，避免快速加热或冷却；第二，正确控制加热温度。
     （5）加快临近顶锻时的烧化程度；加快顶锻速度；增大顶锻压力。
      5．治理方法：返工重新对焊。

     （二）过热、烧伤及塑性不良
      1．现象：
     （1）焊缝或近缝区断口上可见粗晶状态称为过热。
     （2）钢筋与电极接触处在焊接时产生的熔化状态称为烧伤。
     （3）接头冷弯试验时，受拉区在横肋根部产生大于0.15mm的裂纹称为塑性不良。
      2．危害：对焊接头不合格
      3．原因分析：对焊施焊操作不善。如预热过分造成过热；电极外形不当或严重变形，电极太脏造成烧伤；调伸长度过小，顶锻留量过大造成塑性不良。
      4．预防措施：改善对焊施焊操作方法。如严格控制顶锻时的温度及留量，采用适宜预热方式和程度预防过热。经常修整电极外形，保持电极表面干净，导电良好，清除钢筋端部130mm长度范围锈斑和污物预防烧伤；在不致发生旁弯前提下，尽量加大调伸长度，采取适宜烧化留量，采取适当顶锻留量，快速有力完成顶锻过程预防塑性不良。加快烧化速度，缩短焊接时间。避免过多带电顶锻。
      5．治理方法：切除接头部分，重新对焊。

     （三）接头弯折或偏心
      1．现象：接头处发生弯折，折角超过规定，或接头处偏心，轴线偏移大于0.1d（d为钢筋直径）或2mm。  
      2．危害：钢筋接头处两根钢筋的作用线不在一条直线上，当钢筋承受拉力作用时，产生附加应力而提前断裂。
      3．原因分析：
     （1）钢筋对焊端面歪斜。
     （2）电极变形太大或安装不准确。
     （3）对焊机夹具晃动太大。
     （4）对焊操作不规范、不认真。
      4．预防措施：
     （1）钢筋端头不良时，焊前应予以矫盲或切除。
     （2）经常保持电极正常外形，变形较大时，应及时修理或更换，安装时应力求位置准确。焊接前，正确调整电极位置。
     （3）夹具如凼磨损晃动较大，应及时维修。
     （4）接头焊毕，稍冷却后再小心地移动钢筋。五、钢筋电弧焊的质量缺陷及防治钢筋电弧焊接头中常见的焊接缺陷有两种：一种是外部缺陷。另一种是内部缺陷。有的缺陷既可能存在外部，也可能存在内部，如气孔。裂纹等。 

     （一）注意的几个问题
      钢筋电弧焊是桥梁工程中广泛采用的方法，为保证焊接质量，一定要注意做到以下几点：
      1．钢筋及焊条均有出厂质量证明或合格证；焊件要检验合格后方可施焊。
      2．焊条使用前必须要烘干才能使用。焊条使用前应进行外观检查——药皮应无裂缝、气孔、凹凸不平等缺陷，并进行工艺试验。
      3．焊条牌号应与施焊钢筋相匹配。如3号钢用结42焊条，Ⅱ、Ⅲ级钢筋象20锰硅、25锰硅、5号钢多数用结50焊条。冬季室外施焊及重要结构。应相对选质量较好焊条。
      以下介绍常见缺陷产生原因及防治方法。

     （二）焊缝尺寸偏差
      1．现象：
     （1）帮条及搭接接头焊缝长度不足。
     （2）帮条沿接头中心线纵向偏移。
     （3）接头处钢筋轴线弯折和偏移。
     （4）焊缝尺寸不足或过大。
      2．危害：接头处机械性能达不到设计要求的程度，接头处两钢筋受力线不在一条直线上，产生附加应力。
      3．原因分析：
     （1）焊前准备工作没有做好，操作不认真。
     （2）原预埋件位置偏移过大。
     （3）下料不准确。
      4．防治方法：
     （1）钢筋下料和配料应由专人进行，检查合格后方准予焊接。
     （2）焊接过程中应精心操作。
     （3）预埋件钢筋的相对位置应严格控制。

     （三）焊缝成型不良
      1．现象：焊缝表面凹凸不平，宽窄不匀。
      2．危害：此缺陷易产生应力集中，对承受动载不利。
      3．原因分析：焊工操作不当；焊接参数选择不适。
      4．预防措施：选择合适的焊接参数；要求焊工精心操作。
      5．治理方法：仔细清渣后精心补焊一层。

     （四）未焊透或夹渣
      1．现象：
     （1）焊缝金属与钢筋之间有局部未熔合，便会形成没有焊透的现象。根据未焊透产生的部位不同，分为根部未焊透，边缘未焊透和层间未焊透等情况。
     （2）焊缝金属中存在块状或弥散状非金属夹渣物。
      2．危害：搭接焊缝强度不高。
      3．原因分析：
     （1）搭接焊及帮条焊中，电流不适当或操作不熟练。坡口接头，如焊接电流过小，焊接速度太快，钝边太大，间隙过小或操作不当，焊条偏于坡口一边，均会产生未焊透现象。
     （2）准备工作未做好或操作技术不熟练引起夹渣。夹渣也可能来自钢筋表面的铁锈、氧化皮、水泥浆等污物，或焊条药皮渗入焊缝金属所致。多层施焊时，熔渣没有清除干净，也会造成层间夹渣。
      4．预防措施：
     （1）钢筋坡口加工应由专人负责进行，不得采用电弧切割；气割溶渣及氧化铁皮，焊前需清除干净；合理选择焊条直径，焊接电流及适当放慢焊接速度等来预防未焊透。
     （2）采用焊接工艺性能良好的焊条，正确选择焊接电流；焊接时必须将焊接区域内的脏物清除干净。多层施焊时，应层层清除焊渣。施焊中，应适当将电弧拉长，利用电弧热量和吹力，将熔渣吹到旁边或后边，来预防夹渣。  
      5．治理方法：
     （1）焊接过程中发现钢筋上有脏物或焊缝上有熔渣，焊到该处应将电弧适当拉长，并稍加停留，使该处熔化范围扩大，以把脏物或熔渣再次熔化吹走，直至形成清亮熔池为止。
     （2）未焊透应铲除重焊。

     （五）电弧烧伤钢筋表面
      1．现象：钢筋表面局部有缺肉或凹坑。
      2．危害：电弧烧伤钢筋表面对钢筋有严重的脆化作用，往往是发生脆性破坏的起点。
      3．原因分析：操作不慎，使焊条，焊把等与钢筋非焊接部位接触，短暂地引起电弧后，将钢筋表面局部烧伤，形成“钝肉”或凹坑或产生淬硬组织。
      4．预防措施：
     （1）精心操作。
     （2）不得在非焊接部位随意引燃电弧。
     （3）避免带电金属与钢筋相碰引起电弧。地线与钢筋接触良好紧固。
      5．治理方法：外观检查中发现Ⅱ、Ⅲ级钢筋有烧伤缺陷时，应予以铲除磨平，视情况焊补加固，然后进行回火处理，回火温度一般为500～600℃为宜。

     （六）裂纹、气孔
      1．现象：
     （1）按产生部位不同，可分为纵向裂纹、横向裂纹、熔合线裂纹、焊缝根部裂纹、弧坑裂纹以及热影响区裂纹等。按产生的温度和时间不同，而分为热裂纹和冷裂纹。
     （2）焊接熔池中，气体来不及逸出，而停留在焊缝中形成的孔眼，大半呈球状。根据其分布可分为疏散气孔、密集气孔和连续气孔等。
      2．危害：焊缝有裂纹和气孔，易产生应力集中，造成焊缝力学性能降低。
      3．原因分析：
     （1）焊接碳、锰、硫、磷化学成分含量相当高的钢筋时，在焊接热循环的作用下，近缝区易产生淬火组织。这种脆性组织加上较大的收缩应力。容易导致焊接或近缝区产生裂纹。
     （2）焊条质量低劣；焊接次序不合理，焊接环境温度偏低或风速大，焊接参数选择不当都会产生裂纹。
     （3）碱性低氢型焊条受潮；酸性焊条烘干温度过高。造成药皮变质失效；钢筋焊接区域内清理工作不彻底；焊条药皮偏心或磁偏吹造成电弧强烈不稳定；焊接电流过大，焊条发红造成保护失效，空气侵入或焊接速度过快，空气湿度太高，均造成气孔。
      4．预防措施：
     （1）为防止产生裂纹，除选择质量符合要求的钢筋和焊条外，还应选择合理的焊接参数和次序。
     （2）负温焊接时，环境温度不应低于一20C，并应采取控温循环施焊，必要时应采取挡风、防雪、焊前预热、焊后缓冷或热处理等措施，刚焊完的接头防止碰到雨雪，预防产生裂纹。
     （3）各种焊条均应按说明书规定温度和时间进行烘干。药皮开裂、剥落、偏心过大及焊芯锈蚀的焊条不得使用；钢筋焊接区域内的水、锈、油、熔渣及水泥浆等必须清除干净，风雪天气不能焊接，以预防产生焊缝气孔。
     （4）电焊过程中，引弧及收弧时，均应拉长电弧，适当加热，收弧时先拉长电弧，然后缩短电弧，稍停一会再断弧。整个过程中可适当加在焊接电流，降低焊速，使熔池中气体完全逸出。