浅谈钢筋焊接应注意的问题

史润涛

焊接连接是受力钢筋之间通过熔融金属直接传力。若焊接质量可靠,则不存在强度、刚度、恢复性能、破坏性能等方面的缺陷,是十分理想的连接方式。焊接的方式主要有:闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、气压焊、电焊等多种形式,可实现不同情况下的钢筋连接。下面针对建筑施工中最常用的三种焊接方式:闪光对焊、电渣压力焊、电弧焊进行研究分析。

1 闪光对焊

闪光对焊是将两钢筋安放成对接形式,利用电阻热使接触点金属熔化,产生强烈飞溅,形成闪光,迅速施加顶锻完成的一种压焊方法。适用范围:基础、梁、板等构件水平钢筋的连接。

1.1 合理选择对焊方式

闪光对焊有连续闪光焊、预热闪光焊和闪光—预热闪光焊三种焊接工艺方法,如果选择方式不当,将直接造成焊接质量不合格。要想正确选用焊接工艺方法,主要根据钢筋直径、钢筋牌号及钢筋端面平整情况选用:当钢筋直径较小,级别较低,可采用“连续闪光焊”,连续闪光焊所能焊接的钢筋上限直径应根据焊机容量、钢筋级别等具体情况而定,一般Ⅰ级钢筋不得超过25 mm,Ⅱ级钢筋不得超过22 mm,Ⅲ级钢筋不得超过20 mm。当超过上限规定,且钢筋端面较平整,宜采用“预热闪光焊”。当钢筋端面不平整,应采用“闪光—预热闪光焊”。

1.2 焊接时应注意的问题

1)选择合适的调伸长度、烧化流量、顶锻留量以及变压器级数等焊接参数,这是焊接成败的关键;当接头拉伸试验结果发生脆性断裂,弯曲试验不能达到规定要求时,尚应在焊机上进行焊后热处理。

2)在闪光对焊生产中,当出现异常现象或焊接缺陷时,宜按表1查找原因和采取措施,及时消除。

表1 闪光对焊异常现象和焊接缺陷及措施

2 电渣压力焊

电渣压力焊是将两根钢筋安放成竖向对接形式,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,熔化钢筋、加压完成的一种压焊方法。应用于柱、墙、烟囱、水坝等现浇混凝土结构中竖向或斜向受力钢筋的连接;不得用于梁、板等构件中水平钢筋的连接。

2.1 容易忽视的质量问题

1)焊剂应放在干燥的库房内,不得受潮,否则将影响焊渣的熔化程度,所以对长时间不用的焊剂在施焊前应经250℃～300℃烘焙2 h;焊接时尤其要注意变径钢筋,为保证上下两根钢筋在同一轴线上,需要采用异形夹具,否则操作起来难以保证质量。

2)电渣压力焊接头外观检查结果应符合下列要求:四周焊包应凸出钢筋表面的高度不小于4 mm;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2 mm。外观检查不合格的接头应切除重焊或采取补强焊接措施。焊渣要及时清理回收,在焊包完全冷却后,将焊渣敲掉,清理干净,及时检查钢筋的焊接质量,若有问题割掉重新施焊;电渣压力焊每300个头作为一个检验批,做拉伸试验,若不合格可取双倍复试。

2.2 发现缺陷应采取的措施

在焊接生产中焊工应进行自检,当发现偏心、弯折、烧伤等焊接缺陷时,宜按照表2查找原因和采取措施,及时消除。

3 电弧焊

电弧焊是以焊条作为一极,钢筋为另一极,利用焊接电流通过产生的电弧热进行焊接的一种熔焊方法。钢筋电弧焊包括帮条焊、搭接焊、坡口焊、窄间隙焊和熔槽帮条焊五种接头形式。下面主要研究解决帮条焊和搭接焊出现的质量问题。

1)电弧焊应根据钢筋的强度等级不同分别选用不同型号的,焊条Ⅰ级钢筋采用E4303,焊接Ⅱ级钢筋使用E4303,焊接Ⅲ级钢筋应使用E5003焊条,不得乱用,否则会造成焊接不合格。焊接时注意防止引起火灾,同时不得将焊条随意乱扔,并且焊接完成后应及时砸掉药皮,检查质量,若不合格及时补焊;焊接长度应符合规范要求,Ⅰ级钢筋单面焊帮条或搭接长度不小于8d,双面焊长度不小于4d;Ⅱ级,Ⅲ级钢筋单面焊长度不小于10d,双面焊长度不小于5d;焊接应焊缝饱满、平整,无夹渣、气孔,帮条焊两主筋端面的间隙应为2 mm～5 mm。

表2 电渣压力焊焊接缺陷及措施

2)正确理解单面帮条焊的含义,并不是在连接的两根钢筋一侧有帮条钢筋,而是两侧都有,只是在一面焊接;粗细两根钢筋搭接焊时以细钢筋为准确定搭接焊的长度;应提前将两根钢筋弯成一定角度,避免焊接完成后再将钢筋弯到同一轴线上,从而造成钢筋受损。焊接规定焊接时宜采用双面焊,当不能进行双面焊时,可采用单面焊。但是在工程实际当中由于双面焊难度较大,所以尽量采用单面焊接,少用双面焊接。当帮条级别与主筋相同时,帮条直径可与主筋相同或小一个规格,当帮条直径与主筋相同时,帮条级别可与主筋相同或低一个级别。钢筋电弧焊接头外观检查结果应符合下列要求:焊缝表面应平整,不得凹陷或有焊瘤;焊接接头区域不得有裂纹;咬边深度、气孔、夹渣等缺陷符合允许值。

通过接头间接传力的钢筋连接,无论是何种形式,与整体钢筋的直接传力相比始终是一种削弱。要想保证钢筋的焊接质量,除采取以上措施外,还必须对工人进行技术培训,严格持证上岗制度,施工前进行详细的技术交底,确保材料、工具合格适用,同时加强各级质量监督,不断攻克施工过程中出现的各种质量问题。

[1] 徐有邻,程志军.混凝土结构中钢筋的连接[J].建筑结构,2003,33(4):67.

[2] 朱永祥,钟汉华.建筑施工技术[M].北京:北京大学出版社,2008.