钢筋电弧焊施工作业指导书.doc

钢筋电弧焊
本工艺标准适用于工业与民用建（构）筑物的钢筋混凝土中的焊接φ10～40和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋。
电弧焊是利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温，熔化焊条与焊件的金属凝固后形成一条焊缝。
施工准备
机械设备
电弧焊的主要设备是弧焊机。弧焊机可分为交流和直流两类。交流弧焊机常用型号有：BX-120-1、BX-300-2、BX-500-2和BX-1000等。
直流弧焊机常用型号有：AX-165、AX-300-1、AX-320、AX-300、AX-500等。
2、材料
钢筋：各种规格、级别的钢筋，必须有出厂合格证，进场后经物理性能检验，对于进口钢材须增加化学性能检验，经检验合格后，方能使用。
焊条：按钢结构工程有关规定执行，焊条应分类、分牌号放在通风良好、干燥的仓库保管好，重要工程焊条，要保持一定温度和湿度（一般温度10～15°C，相对湿度小于5%为宜），焊条焊接前一般在20～25°C烘箱内烘干。
3、作业条件
⑴焊工应经培训考核，持证上岗。
⑵弧焊机等机具设备完好，焊机要按规定正确接通电源，要求
电源符合施焊要求。
二、操作工艺
钢筋电弧焊分帮条焊、搭接焊、坡口焊和熔槽四种接头形式。
帮条焊工艺
⑴钢筋帮条焊接头形式见图6-23。

⑵当不能进行双面焊时，可采用单面焊接，但帮条长度要比双面焊加大一倍。
⑶帮条焊适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋的接驳，帮条宜采用与主筋同级别、同直径的钢筋制作，其操作要点如下：
1）先将主筋和帮条间用四点定位焊固定，离端部约20mm，主筋间隙留2~5mm。
2）施焊应在帮条内侧开始打弧，收弧时弧坑应填满，并向帮条一侧拉出灭弧。
3）尽量施水平焊，需多层焊时，第一层焊的电流可以稍大，以增加熔化深度，焊完一层之后，应将焊渣清除干净。
当需要立焊时，焊接电流应比平焊减少10%~15%。
搭接焊工艺
⑴钢筋搭接焊接头形式见图5-24。
⑵当不能采用双面焊时，可采用单面焊接，此时搭接长度应比双面焊时加大一倍。
⑶搭接焊只适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋的焊接，其制作要点除注意对钢筋搭接部位的预弯和安装，应确保两钢筋轴线相重合之外，其余则与帮条焊工艺基本相同。
⑷无论帮条接头或搭接接头，其焊缝厚度h应不小于0.3钢筋直径，焊缝宽度b小于0.7钢筋直径，见图5-25。
3、钢筋坡口对接分坡口平焊和坡口立焊对接
⑴钢筋坡口平焊宜采用V型坡口，口角度为55°~65°，见图5-26。
⑵坡口面加工要平顺，污物、氧化铁锈要清除干净，并利用垫板进行定位焊，垫板长度取为40~60mm，宽度为钢筋直径加10mm，坡口根部间隙平焊取4~6mm，操作工艺应注意如下几点：
1）首先由坡口根据根部引弧，横向施焊数层，接着焊条作之字形运弧，将坡口逐层堆焊填满，焊接时适当控制速度以避免接头产生过热，亦可将几个接头轮流施焊。
2）每填满一层焊缝，都要把焊渣清除干净，再焊下一层，直至焊缝金属略高于钢筋直径0.1d为止,焊缝加强宽度比坡口边缘加宽
2~3mm为宜。
⑶钢筋坡口立焊对焊
1）钢筋V型坡口立焊时，坡口角度约为35°~55°，其中下筋为0°~10°，上筋为35°~45°，见图5-27。
2）立焊对接垫板的装配和定位焊与坡口平焊基本相同，但根部间隙取3~5mm。
3）坡口立焊首先在下部钢筋端面上引弧，并在该端面上堆焊一层，使下部钢筋逐渐加热，然后用快速短小的横向焊缝把上下钢筋端面焊接起来，当焊缝超过钢筋直径的一半时，焊条摆宜采用立焊的运弧方式，一层一层地把坡口填满，其加强高和加强宽与坡口平焊相同。
4、钢筋熔槽帮条焊
熔槽帮条焊适用于直径大于或等于25mm的钢筋现场安装焊接。操作时把两钢筋水平放置，将一角钢作垫模，接头形式见图5-28。
其工艺要点如下：
⑴垫模角钢的边长约40~60mm，长度为80mm~100mm。
⑵对接的两钢筋端面需用无齿锯切割平整，间隙取10~16mm范围，并在熔槽角钢峡两侧点焊定位。
⑶熔槽焊接电流宜稍大，以接缝根部引弧后连续施焊，形成熔池，使钢筋端部熔合良好。
⑷每焊完一支焊条后，应将焊渣清除干净，然后再焊，对焊缝加强高和加强宽的要求与坡口对接焊相同。
⑸钢筋与角钢垫模的贴合两侧应焊一至三道填角焊缝，长度与角钢同，使角钢起到帮条作用。
预埋件接头
⑴预埋件T型接头电弧焊分贴角焊和穿孔塞焊两种，见图5-29。
⑵预埋件应采用Ⅰ、Ⅱ级钢筋焊接，锚固钢筋直径在18mm以下时，可选择贴角焊，其焊脚KⅠ级钢不小于0.5d，Ⅱ级钢不小于0.6d，锚固钢筋直径为18~22mm时，应选择穿孔塞焊，预埋件钢板＆不小于0.6钢筋直径，并不小于6mm，施焊时电流不宜过大，操作要保持焊脚宽度与焊脚高度相一致，避免电弧咬伤钢筋。

钢筋与钢板搭接焊
⑴接头形式见图5-30。
⑵Ⅰ级钢筋的搭接长度l不小于4d，Ⅱ级钢筋的搭接长度l不小于5d，焊缝宽度b不小于0.5d，焊缝厚度h不小于0.35d。
钢筋电弧焊对焊条
⑴焊接参数的选择，钢筋电弧焊工艺既可用交流焊机，亦可用直流焊机，交流焊机结构简单，成本低，保养维修方便，应用广泛，常用的有BX-300、BX-330、BX-500等规格。
⑵钢筋电弧焊对焊条、钢筋规格的选择见表5-19。
⑶钢筋电弧焊对焊条直径与焊接电流的选择见表5-20。
三、钢筋电弧焊质量标准
保证项目
⑴焊接前必须首先核对钢筋的材质、规格及焊条类型符合钢筋工程的设计施工规范，有材质及产品合格证书和物理性能检验，对于进口钢材需增加化学性能检定，检验合格后方能使用。
⑵焊工必须持相应等级焊工证才允许上岗操作。
⑶在焊接前应预先用相同的材料、焊接条件及参数，制作二个抗拉试件，其试验结果大于该类别钢筋的抗拉强度时，才允许正式施焊，此时可不再从成品抽样取试件。
基本项目
所有焊接接头必须进行外观检验，其要求是：焊缝表面平顺，没有较明显的咬边，凹陷、焊瘤、夹渣及气孔，严禁有裂纹出现。
允许偏差
见表5-21。

四、施工注意事项
1、避免工程质量通病
⑴焊接过程中要及时清渣，焊缝表面光滑平整，加强焊缝平缓过渡，弧坑应填满。
⑵根据钢筋级别、直径、接头形式和焊接位置，选择适宜焊条直
径和焊接电流，保证焊缝与钢筋熔合良好。
⑶帮条尺寸、坡口角度、钢筋端头间隙以及钢筋轴线等应符合有关规定，保证焊缝尺寸符合要求。
⑷焊接地线应与钢筋接触良好，防止因起弧而烧伤钢筋。
⑸钢筋电弧焊时不能忽视因焊接而引起的结构变形，应采取下列措施：a、对称施焊，b、分层轮流施焊，c，选择合理的焊接顺序。
主要安全技术措施
⑴焊机必须接地良好，不准在露天雨水的环境下工作。
⑵焊接施工场所不能使用易燃材料搭设，现场高空作业必须带安全带，焊工操作要配戴防护用品。
产品保护
焊接半成品不能浇水冷却，待冷却后方能移动，并不能随意抛掷。
竖向钢筋电渣压力焊
电渣压力焊是利用电流通过渣池产生的电阻热将钢筋端部熔化，然后施加压力使钢筋焊合。
本工艺标准适用于工业与民用建（构）筑物的钢筋混凝土结构中的大直径竖向连续接头的焊接。
一、施工准备
材料
⑴钢筋：应有出厂合格证，试验报告性能指标应符合有关标准或规范的规定。钢筋的验收和加工，应按有关的规定进行。
⑵电渣压力焊焊接使用的钢筋端头应平直、干净，不得有马蹄形、压扁、凹凸不平、弯曲歪扭等严惩变形。如有严重变形时应用手提切割机切割或用气焊切割、矫正、以保证钢筋端面垂直于轴线。钢筋端部200mm范围不应有锈蚀、油污、混凝土浆等污染，受污染的钢筋应清理干净后才能进行电渣压力焊焊接。处理钢筋时应在当天进行，防止处理后再生锈。
⑶电渣压力焊焊剂：须有出厂合格证，化学性能指标应符合有关规定。在使用前，须经恒湿250°c烘焙1~2小时，焊剂回收重复使用时，应除去熔渣 和杂物并经干燥，一般采用431焊药。

机具设备
⑴电渣焊机。
⑵焊接夹具：应具有一定刚度，使用灵巧，坚固耐用，上、下钳口同心。焊接电缆的断面面积应与焊接钢筋大小相适应。焊接电缆以及控制电缆的连接处必须保持良好接触。
⑶焊剂盒：应与所焊钢筋的直径大小相适应。
⑷石棉绳：用于填塞焊剂盒安装后的缝隙，防止焊剂盒焊剂泄漏。
⑸铁丝球：用于引燃电弧。用22号或20号镀锌铁丝绕成直径约为10mm的圆球，每焊一个接头用一颗。
⑹秒表：用于准确掌握焊接通电时间。
⑺切割机或圆片锯：用于切割钢筋。
作业条件
⑴焊工应经过有关部门的培训、考核，持证上岗。焊工上岗时，应穿戴好焊工鞋、焊工手套等劳动防护用品。
⑵电渣压力焊的机具设备以及辅助设备等应齐全、完好。施焊前必须认真检查机具设备是否处于正常状态。焊机要按规定的方法正确接通电源，并检查其电压、电流是否符合施焊的要求。
⑶施焊前应搭好操作脚手架。
⑷钢筋端头已处理好，并清理干净，焊剂干燥。
⑸在焊接施工前，应根据焊接钢筋直径的大小，接电渣焊机说明书或参考表5-22选定焊接电流、造渣工作电压、电渣工作电压、通电时间等工作参数。有条件的现场，在焊前，先做焊接试验，以确认工艺参数，制三个拉伸试件，试验合格后才可正式施焊。

二、操作工艺
电渣压力焊接工艺
电渣压力焊接工艺分为“造渣过程”和“电渣过程”，这两个过程是不间断的连续操作过程。
⑴“造渣过程”是接通电源后，上、下钢筋端面之间产生电弧，
焊剂在电弧周围熔化，在电弧热能的作用下，焊剂熔化逐渐增多，形成一定深度渣池，在形成渣池的同时电弧的作用把钢筋端面逐渐烧平。
⑵“电渣过程”，把上钢筋端头浸入渣池中，利用电阻热能使钢筋端面溶化，在钢筋端面形成有利于焊接的形状和溶化层、待钢筋溶化量达到规定后，立即断电顶压，排出全部溶渣和溶化金属，完成焊接过程。电渣压力焊见图5-31。
2、电渣压力焊施焊接工艺程序
安装焊接钢筋→安放引弧铁丝球→缠绕石棉绳装上焊剂盒→装放焊剂→接通电源，“造渣”工作电压40～50v，“电渣”工作电压20～25V→造渣过程形成渣池→电渣过程钢筋端面溶化→切断电源顶压钢筋完成焊接→卸出焊剂拆卸焊盒→拆除夹具。
⑴焊接钢筋时，用焊接夹具分别钳固上下的待焊接的钢筋，上下钢筋安装时，中心线要一致。
⑵安放引弧铁丝球：抬起上钢筋，将预先准备好的铁丝球安放在上、下钢筋焊接端面的中间位置，放下上钢筋、轻压铁丝球，使之接触良好。
放下上钢筋时，要防止铁丝球被压扁变形。
⑶装上焊剂盒：先在安装焊剂盒底部的位置缠上石棉绳然后再装上焊剂盒，并往焊剂盒满装焊剂。
安装焊剂盒时，焊接口宜位于焊剂盒的中部，石棉绳缠绕应严密，防止焊剂泄漏。
⑷接通电源，引弧造渣：按下开关，接通电源，在接通电源的同时将上钢筋微微向上提，引燃电弧，同时进行“造渣延时读数”计算造渣通电时间。
“造渣过程”：工作电压控制在40～50V之间，造渣通电时间约占整个焊接过程所需通电时间的3/4。
⑸“电渣过程”：随着造渣过程结束，即时转入“电渣过程”的同时进行“电渣延时读数”，计算电渣通电时间，并降低上钢筋，把上钢筋的端部插入渣池中，徐徐下送上钢筋，直至“电渣过程”结束。

“电渣过程”工作电压控制在20～25V之间，电渣通电时间约占整个焊接过程所需时间的1/4。
⑹顶压钢筋，完成焊接：“电渣过程”延时完成，电渣过程结束，即切断电源，同时迅速顶压钢筋，形成焊接接头。
⑺卸出焊剂，拆除焊剂盒、石棉绳及夹具。
卸出焊剂时，应将接料斗卡在剂盒下方，回收的焊剂应除去溶渣及杂物，受潮的焊剂应烘、焙干燥后，可重复使用。
⑻钢筋焊接完成后，应及时进行焊接接头外观检查，外观检查不合格的接头，应切除重焊。
三、质量标准
保证项目
⑴钢筋品种和质量、焊剂的牌号、性能均必须符合设计要求和有关标准的规定。
⑵钢筋焊接接头的机械性能必须符合《钢筋焊接及验收规范》（JGJ18-96）规定。
⑶在进行钢筋焊接接头的强度检验时，从每批成品中切取三个试件进行拉伸试验。在一般构筑物中，每300个同类型接头（同钢筋级别、同钢筋直径）作为一批。在现浇钢筋混凝土框架结构中，每一楼层以200个同类接头作为一批；不足200个时，仍作为一批。焊接头的位伸试验结果，三个试件均不得低于该级别钢筋规定的抗拉强度值。若有一个试件的抗拉强度低于规定数值，应取双倍数量的试件进行复验；复验结果，若仍有一个试件的强度达不到上述要求，该批接头即为不合格品。
基本项目
⑴用小锤、放大镜、钢板尺和焊缝量规检查，逐个检查焊接接头。
⑵接头焊包均匀，不得有裂纹，钢筋表面无明显烧伤等缺陷。
⑶对外观检查不合格的接头，应将其切除重焊。
允许偏差
⑴接头处钢筋轴线的偏移不得超过0.1倍直径，同时不得大于2mm。

⑵接头处弯折不得大于4°。
四、施工注意事项
避免工程质量通病
⑴在整个焊接过程中，要准确掌握好焊接通电时间，密切监视造渣工作电压和电渣工作电压的变化、并根据焊接工作电压的变化情况提升或降低上钢筋，使焊接工作电压稳定在参数范围内。在顶压钢筋时，要保持压力数秒钟后方可松开操纵杆，以免接头偏斜或接合不良。在焊接过程中，应采取措施扶正钢筋上端，以防止上、下钢筋错位和夹具变形。钢筋焊接结束时，应立即并检查钢筋是否顺直。如不顺直，要立即趁钢筋还在热塑状态时将其板直，然后稍延滞1～2分钟后卸下夹具。
⑵电渣压力焊焊接工艺适用于直径16～40mm的Ⅰ级、Ⅱ级钢筋的焊接，当采用其他品种、规格的钢筋进行焊接时，其焊接工艺的参数应经试验、鉴定后方可彩。
⑶焊剂要妥善存放，以免受潮弯质。
⑷焊接工作电压和焊接时间是两个重要的参数，在施工时不得随意变更参数，否则会严重影响焊接质量。
⑸接头偏心和倾斜：主要原因是钢筋端部歪扭不直，在夹具中夹持不正或倾斜；焊后夹具过早放松，接头未冷却使上钢筋倾斜；夹具长期使用使用磨损，造成上下不同心。
⑹咬边：主要发生于上钢筋。主要原因是焊接时电流太大，钢筋熔化过快；上钢筋端头没有压入溶池中，或压入深度不够；停机太晚，通电时间过长。
⑺未熔合：主要原因是在焊接过程中上钢筋提升过大或下送速度过慢、钢筋端部熔化不良或形成断弧；焊接电流过小或通电时间不够，使钢筋端部未能得到适宜的熔化量；焊接过程中设备发生故障，上钢筋卡住，未能及时压下。
⑻焊包不匀：焊包有两种情况，一种是被挤出的熔化金属形成的焊包很不均匀，一边大一边小，小的一面其高不足2mm；另一种是钢筋端面形成的焊缝厚薄不均。主要原因是钢筋端头倾斜过大而熔化量
又不足，顶压时熔化金属在接头四周分布不匀或采用铁丝球引弧时，铁丝球安放不正，偏正一边。
⑼气孔：主要原因是焊剂受潮，焊接过程中产生大量气体渗入溶池，钢筋锈蚀严重或表面不清洁。
⑽钢筋表面烧伤：主要原因是钢筋端部锈蚀严重，焊前未除锈；夹具电极不干净；钢筋未夹紧，顶压时发生滑移。
⑾夹渣：主要原因是通电时间短，上钢筋在熔化过程中还未形成凸面即行顶压，熔渣无法排出；焊接电流过大或过小；焊剂熔化后形成的熔渣粘度大，不易流动；顶压力太小，上钢筋在深化过程气体渗入溶池，钢筋锈蚀严重表面不清洁。
⑿成型不良：主要原因是焊接电流大，通电时间短，上钢筋熔化较多，如顶压时用力过大，上钢筋端头压入熔池较多，挤出的熔化金属容易上翻；焊接过程中焊剂泄漏，深化铁水推动约束，随焊剂泄漏下流。
主要安全技术措施
⑴电渣 焊使用的焊机设备外壳应接零或接地，露天放置的焊机有防雨遮盖。
⑵焊接电缆必须有完整的绝缘，绝缘性能不良的电缆禁止使用。
⑶在潮湿的地方作业时，应用干燥的木板或橡胶片等绝缘物作垫板。
⑷焊工作业，应穿戴焊工专用手套、绝缘鞋、手套及绝缘鞋应保持干燥。
⑸在大、中雨天时严禁进行焊接施工。在细雨天时，焊接施工现场要有可靠的遮蔽防护措施，焊接设备要遮蔽好，电线要保证绝缘良好，焊药必须保持干燥。
⑹在高温天气施工蚶，焊接施工现场要做好防暑降温工作。
⑺用于电渣焊作业的工作台、脚手架，应牢固、可靠、安全、适用。
成品保护
⑴不准过早拆卸卡具，防止接头弯曲变形。

⑵焊后不得砸钢筋接头，不准往刚焊完的接头浇水。
⑶焊接时应搭好架子，不准踩踏其他已绑好的钢筋。