鋼筋閃光對(duì)焊施工工法
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前 言
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閃光對(duì)焊可以分為連續(xù)閃光焊、預(yù)熱閃光焊和閃光--預(yù)熱--閃光焊等三種工藝，根據(jù)鋼筋品種、直徑和所用焊機(jī)功率等選用。
連續(xù)閃光焊的工藝過程包括：連續(xù)閃光和頂鍛過程。施焊時(shí)，先閉合一次電路，使兩鋼筋端面輕微接觸，此時(shí)端面的間隙中即噴射出火花般熔化的金屬微粒----閃光，接著徐徐移動(dòng)鋼筋使兩端面仍保持輕微接觸，形成連續(xù)閃光。當(dāng)閃光到預(yù)定的長度，使鋼筋端頭加熱到將近熔點(diǎn)時(shí)，就以一定的壓力迅速進(jìn)行頂鍛。先帶電頂鍛，再無電頂鍛到一定長度，焊接接頭即告完成。
預(yù)熱閃光焊是在連續(xù)閃光焊前增加一次預(yù)熱過程，以擴(kuò)大焊接熱影響區(qū)。其工藝過程包括：預(yù)熱、閃光和頂鍛過程。施焊時(shí)先閉合電源，然后使兩鋼筋端面交替地接觸和分開，這時(shí)鋼筋端面的間隙中即發(fā)出斷續(xù)的閃光，而形成預(yù)熱過程。當(dāng)鋼筋達(dá)到預(yù)熱溫度后進(jìn)入閃光階段，隨后頂鍛而成。
閃光--預(yù)熱--閃光焊是在預(yù)熱閃光焊前加一次閃光過程，目的是使不平整的鋼筋端面燒化平整，使預(yù)熱均勻。其工藝過程包括：一次閃光、預(yù)熱、二次閃光和頂鍛過程。施焊時(shí)首先連續(xù)閃光，使鋼筋端部閃平，然后同預(yù)熱閃光焊。
鋼筋直徑較粗時(shí)，必須采用預(yù)熱閃光焊與閃光--預(yù)熱--閃光焊。
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一、工法特點(diǎn)
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改善結(jié)構(gòu)受力性能
減輕勞動(dòng)強(qiáng)度
提高工效和質(zhì)量
施工快速
節(jié)約鋼材
降低成本
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二、作業(yè)條件
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1、材料、機(jī)具準(zhǔn)備
（1）凡施焊的各種鋼筋、鋼板均應(yīng)有質(zhì)量證明書；焊條、焊劑應(yīng)有產(chǎn)品合格證。
（2）鋼筋的級(jí)別、直徑必須符合設(shè)計(jì)要求，進(jìn)場(chǎng)后經(jīng)物理性能檢驗(yàn)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。
（3）常用對(duì)焊機(jī)有UN1-50、UN1-75、UN1-100、UN2-150、UN17-150-1（選第二種讀法）等型號(hào)，根據(jù)鋼筋直徑和需用功率選用。
（4）與對(duì)焊機(jī)配套的對(duì)焊平臺(tái)、防護(hù)深色眼鏡、電焊手套、絕緣鞋、鋼筋切割機(jī)、空壓機(jī)、除銹機(jī)或鋼絲刷、冷拉調(diào)直作業(yè)線及水源。
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2、其它作業(yè)條件
（1）對(duì)焊機(jī)檢修完好，對(duì)焊機(jī)容量、電壓，符合要求并符合安全規(guī)定。
（2）電源已具備，電流、電壓符合對(duì)焊要求。施焊時(shí)，應(yīng)隨時(shí)觀察電壓波動(dòng)情況，當(dāng)電源電壓下降大于5%，但小于8%時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)提高焊接變壓器級(jí)數(shù)的措施；當(dāng)電壓下降大于8%時(shí)，不得進(jìn)行焊接。
（3）鋼筋焊接部位經(jīng)清理，表面平整、清潔，無油污、雜質(zhì)等。作業(yè)場(chǎng)地應(yīng)有安全防護(hù)設(shè)施（讀錯(cuò)），防火和必要通風(fēng)措施。
（4）從事鋼筋焊接施工的焊工必須持有焊工考試合格證，才能上崗操作。
（5）在工程開工正式焊接之前，參與該項(xiàng)施焊的焊工應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)條件下的焊接工藝試驗(yàn)，并經(jīng)試驗(yàn)合格后，方可正式生產(chǎn)。試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收時(shí)的要求。
（6）熟悉料單，弄清接頭位置，做好技術(shù)交底。
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三、施工工藝
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1、根據(jù)鋼筋品種、直徑和所用對(duì)焊機(jī)功率大小，可選用連續(xù)閃光焊、預(yù)熱閃光焊、閃光—預(yù)熱—閃光等對(duì)焊工藝。對(duì)于可焊性差的鋼筋，對(duì)焊后宜采用通電熱處理措施，以改善接頭塑性。 （1）連續(xù)閃光焊
工藝過程包括：連續(xù)閃光和頂鍛。施焊時(shí)，先閃合一次電路，使兩鋼筋端面輕微接觸，促使鋼筋間隙中產(chǎn)生閃光，接著徐徐移動(dòng)鋼筋，使兩鋼筋端面仍保持輕微接觸，形成連續(xù)閃光過程。當(dāng)閃光達(dá)到規(guī)定程度后(燒平端面，閃掉雜質(zhì)，熱至熔化)，即以適當(dāng)壓力迅速進(jìn)行頂煅擠壓，焊接接頭即告完成。連續(xù)閃光焊的留量見下圖，連續(xù)閃光焊鋼筋上限直徑見表格所示。
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連續(xù)閃光焊鋼筋上限直徑應(yīng)符合表中的要求
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（2）預(yù)熱閃光焊
工藝過程包括：一次閃光預(yù)熱；二次閃光、頂鍛。施焊時(shí)，先一次閃光，將鋼筋端面閃平；然后預(yù)熱，方法是使兩鋼筋端面交替地輕微接觸和分開，使其間隙發(fā)生斷續(xù)閃光來實(shí)現(xiàn)預(yù)熱或使兩鋼筋端面一直緊密接觸，用脈沖電流或交替緊密接觸與分開，產(chǎn)生電阻熱(不閃光)來現(xiàn)實(shí)預(yù)熱。二次閃光與頂鍛過程同連續(xù)閃光。閃光-預(yù)熱閃光焊的留量見下圖。當(dāng)鋼筋直徑超過連續(xù)閃光（沒剪干凈）焊鋼筋上限直徑規(guī)定，且鋼筋端面較平整，宜采用預(yù)熱閃光焊。
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（3）閃光—預(yù)熱—閃光焊
工藝過程包括：一次閃光、預(yù)熱；二次閃光及頂鍛。施焊時(shí)，首先一次閃光，使鋼筋端部閃平；然后預(yù)熱，使兩鋼筋端面交替地輕微接觸和分開，使其間隙發(fā)生斷續(xù)閃光來實(shí)現(xiàn)預(yù)熱；二次閃光與頂鍛過程同連續(xù)閃光焊。當(dāng)鋼筋直徑超過連續(xù)閃光焊鋼筋上限直徑的規(guī)定，且鋼筋端面不平整，應(yīng)采用閃光—預(yù)熱閃光焊。
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2、為保證質(zhì)量，應(yīng)選用恰當(dāng)?shù)暮附訁?shù)，包括：閃光留量、閃光速度、頂鍛留量、頂鍛速度、頂鍛壓力、調(diào)伸長度及變壓器級(jí)次等，如采用預(yù)熱閃光焊還需增加預(yù)熱留量。常用HPB235、HRB335、HRB400、RRB400級(jí)鋼筋連續(xù)閃光對(duì)焊參數(shù)見表2-1和表2-2。可根據(jù)鋼筋級(jí)別、直徑、焊機(jī)特性、氣溫高低、實(shí)際電壓以及所選焊接工藝等進(jìn)行選擇，在試焊后修正。一般閃光速度開始時(shí)近于零，而后約1mm/s，終止時(shí)約1.5～2mm/s；頂鍛速度開始的0.1s應(yīng)將鋼筋壓縮2～3mm，而后斷電并以6mm/s的速度繼續(xù)頂鍛至結(jié)束；頂鍛壓力應(yīng)足以將全部的熔化金屬從接頭內(nèi)擠出。
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表2-2 HRB335、HRB400、RRB400級(jí)鋼筋預(yù)熱閃光對(duì)焊參數(shù)
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3、焊接前應(yīng)檢查焊機(jī)各部件和接地情況，調(diào)整變壓器級(jí)次，開放冷卻水，合上電閘，始可工作。
4、鋼筋端頭應(yīng)順直，150mm范圍內(nèi)的鐵銹、污物等應(yīng)清除干凈，兩鋼筋軸線偏差不得超過0.5mm。
5、對(duì)HRB335、HRB400級(jí)鋼筋采用預(yù)熱閃光焊時(shí)，應(yīng)做到一次閃光，閃平為準(zhǔn)；預(yù)熱充分，頻率要高；二次閃光，短、穩(wěn)、強(qiáng)烈；頂鍛過程快而有力。對(duì)RRB400級(jí)鋼筋，為避免過熱和淬硬脆裂，焊接時(shí)，要做到一次閃光，閃平為準(zhǔn)；預(yù)熱適中，頻率中低；二次閃光，短、穩(wěn)、強(qiáng)烈；頂鍛過程，快而用力得當(dāng)。
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6、RRB400鋼筋閃光對(duì)焊時(shí)，與熱軋（選zha）鋼筋比較，應(yīng)減小調(diào)伸長度，提高焊接變壓器級(jí)數(shù)，縮短加熱時(shí)間，快速頂鍛，形成快熱快冷條件，使熱影響區(qū)長度控制在鋼筋直徑的0.6倍范圍之內(nèi)。
7、當(dāng)螺絲端桿與預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)焊時(shí)，宜事先對(duì)螺絲端桿進(jìn)行預(yù)熱，并減小調(diào)伸長度；鋼筋一側(cè)的電極應(yīng)墊高，確保兩者軸線一致。
8、采用UN2-150型對(duì)焊機(jī)(電動(dòng)機(jī)凸輪傳動(dòng))或UNl7-150-1型對(duì)焊機(jī)(氣-液壓傳動(dòng))進(jìn)行大直徑鋼筋焊接時(shí)，宜首先采取鋸割或氣割方式對(duì)鋼筋端面進(jìn)行平整處理；然后，采取預(yù)熱閃光焊工藝。
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9、封閉環(huán)式箍筋采用閃光對(duì)焊時(shí)，鋼筋斷料宜采用無齒鋸切割，斷面應(yīng)平整。當(dāng)箍筋直徑為12mm及以上時(shí)，宜采用UNl-75型對(duì)焊機(jī)和連續(xù)閃光焊工藝；當(dāng)箍筋直徑為6～10mm，可使用UNI-40（選后邊一遍）型對(duì)焊機(jī)，并應(yīng)選擇較大變壓器級(jí)數(shù)。
10、不同直徑的鋼筋焊接時(shí)，其直徑差不宜大于2～3mm。焊接時(shí)，按大直徑鋼筋選擇焊接參數(shù)。
11、負(fù)溫（不低于－20℃）下閃光對(duì)焊，應(yīng)采用弱參數(shù)，焊接場(chǎng)地應(yīng)有防風(fēng)、防雨措施，使室內(nèi)保持0℃以上。焊后接頭部位應(yīng)采用石棉粉保溫，避免接頭冷淬脆裂。
12、焊接完畢，待接頭處由白紅色變?yōu)楹谏拍芩砷_夾具，平穩(wěn)取出鋼筋，以免產(chǎn)生彎曲，同時(shí)趁熱將焊縫的毛刺打掉。
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13、成品保護(hù)
（1）焊接后，焊接區(qū)應(yīng)防止驟冷，以免發(fā)生脆裂。當(dāng)氣溫較低時(shí)，接頭部位應(yīng)適當(dāng)用保溫材料覆蓋。
（2）鋼筋對(duì)焊半成品按規(guī)格、型號(hào)分類堆放整齊，堆放場(chǎng)所應(yīng)有遮蓋，防止雨淋而銹蝕。
（3）運(yùn)輸裝卸對(duì)焊半成品時(shí)不能隨意拋擲，以避免鋼筋變形。
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14、安全措施
（1）對(duì)焊前，應(yīng)清除鋼筋與電極表面的銹皮和污泥，使電極接觸良好，以避免出現(xiàn)“打火”現(xiàn)象。
（2）對(duì)焊機(jī)的參數(shù)選擇，包括功率和二次電壓應(yīng)與對(duì)焊鋼筋相適應(yīng)，電極冷卻水的溫度，不得超過40℃，機(jī)身應(yīng)保持接地良好。
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（3）閃光火花飛濺的區(qū)域內(nèi)，要設(shè)置薄鋼板或水泥石棉擋板防護(hù)裝置，在對(duì)焊機(jī)與操作人員之間，可在機(jī)上裝置活動(dòng)罩，防止火花射灼操作人員。
（4）對(duì)焊完畢不應(yīng)過早松開夾具；焊接接頭尚處在高溫時(shí)避免拋擲，同時(shí)不得往高溫接頭上澆水，較長鋼筋對(duì)接時(shí)應(yīng)安放在臺(tái)架上操作。
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15、施工注意事項(xiàng)
（1）焊接時(shí)如調(diào)換焊工或更換鋼筋級(jí)別和直徑，應(yīng)按規(guī)定制作對(duì)焊試件（不少于2個(gè)）作冷彎試驗(yàn)，合格后才能按既定參數(shù)成批對(duì)焊，否則要調(diào)整參數(shù)，經(jīng)試驗(yàn)合格后才能進(jìn)行操作。焊接參數(shù)應(yīng)由操作人員根據(jù)鋼種特性、氣溫高低、實(shí)際電壓、焊機(jī)性能等具體情況進(jìn)行修正。
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（2）不同直徑的鋼筋對(duì)焊時(shí)，其直徑之比不宜大于1.5；同時(shí)除應(yīng)按大直徑鋼筋選擇焊接參數(shù)外，并應(yīng)減小大直徑鋼筋的調(diào)伸長度，或利用短料先將大直徑鋼筋預(yù)熱，以使兩者在焊接過程中加熱均勻，保證焊接質(zhì)量。
（3）焊接過程中，如發(fā)現(xiàn)焊接質(zhì)量不能滿足要求，應(yīng)針對(duì)產(chǎn)生原因，采取防治措施。如焊接燒化過分劇烈并產(chǎn)生爆炸聲，應(yīng)降低變壓器級(jí)次，減小閃光速度。如鋼筋表面嚴(yán)重?zé)齻?，?yīng)清除電極鉗口的雜質(zhì)和鋼筋?yuàn)A緊部分的鐵銹，改進(jìn)電極槽口形狀，以增大其接觸面積；同時(shí)夾緊鋼筋，如接頭中有氧化膜、未焊透或有夾渣，應(yīng)增加預(yù)熱過程；避免過早切斷電流；增加頂鍛壓力。如接頭軸線偏移和彎折，應(yīng)采取調(diào)整電極位置，增強(qiáng)夾具剛度；切除或矯直鋼筋端頭或焊完后平穩(wěn)取下鋼筋等措施。
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（4）對(duì)焊時(shí)如發(fā)現(xiàn)接頭區(qū)域出現(xiàn)裂縫通病，應(yīng)檢驗(yàn)鋼筋的碳、硫、磷含量，如不符合規(guī)定，應(yīng)予更換或采取低頻預(yù)熱方法增加預(yù)熱程度，或減小頂鍛壓力等措施。如熱影響區(qū)淬硬脆斷，應(yīng)采取擴(kuò)大低溫加熱區(qū)(見紅區(qū))，降低溫度梯度，減緩焊后冷卻速度或焊后通電熱處理等措施。已裂縫的接頭應(yīng)切除重焊。
（5）帶肋鋼筋對(duì)焊宜將縱肋對(duì)縱肋安放和焊接。
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（6）在環(huán)境溫度低于－5℃條件下閃光對(duì)焊時(shí)，宜采用預(yù)熱閃光焊或閃光—預(yù)熱閃光焊；可增加調(diào)伸長度，采用較低變壓器級(jí)數(shù)，增加預(yù)熱次數(shù)和間歇時(shí)間。當(dāng)環(huán)境溫度低于－20℃時(shí)，不宜進(jìn)行各種焊接。
（7）雨天、雪天不宜在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施焊；必須施焊時(shí)，應(yīng)采取有效遮蔽措施。焊后未冷卻接頭不得碰到冰雪。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行閃光對(duì)焊或電弧焊，當(dāng)風(fēng)速超過7.9m/s時(shí)，應(yīng)采取擋風(fēng)措施。進(jìn)行氣壓焊，當(dāng)風(fēng)速超過5.4 m/s時(shí)，應(yīng)采取擋風(fēng)措施。
（8）焊機(jī)應(yīng)經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)和定期檢修，確保正常使用。
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四、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
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1、主控項(xiàng)目
（1）對(duì)焊鋼筋應(yīng)有出廠質(zhì)量證明和試驗(yàn)報(bào)告，鋼筋的品種和質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
（2）鋼筋對(duì)焊時(shí)所選用對(duì)焊機(jī)性能和工藝方法，必須符合焊接工藝要求。
（3）鋼筋閃光對(duì)焊接頭、電弧焊接頭、電渣壓力焊接頭、氣壓焊接頭拉伸試驗(yàn)結(jié)果均應(yīng)符合下列要求：
① 3個(gè)熱軋（選zha）鋼筋接頭試件的抗拉強(qiáng)度均不得小于該牌號(hào)鋼筋規(guī)定的抗拉強(qiáng)度；RRB400級(jí)鋼筋接頭試件的抗拉強(qiáng)度均不得小于570Mpa（兆帕）；
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② 應(yīng)至少有2個(gè)試件斷于焊縫之外，并應(yīng)呈延性斷裂。
當(dāng)達(dá)到上述2項(xiàng)要求時(shí)，應(yīng)評(píng)定該批接頭為抗拉強(qiáng)度合格。
當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果有2個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度小于鋼筋規(guī)定的抗拉強(qiáng)度，或有3個(gè)試件均在焊縫或熱影響區(qū)發(fā)生脆性斷裂時(shí)，則一次判定該批接頭為不合格品。
當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果有1個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度小于規(guī)定值，或有2個(gè)試件在焊縫或熱影響區(qū)發(fā)生脆性斷裂，其抗拉強(qiáng)度均小于鋼筋規(guī)定抗拉強(qiáng)度的1.10倍時(shí)，應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。
復(fù)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)再切取6個(gè)試件。復(fù)驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)仍有1個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度小于規(guī)定值，或有3個(gè)試件斷于焊縫或熱影響區(qū)，呈脆性斷裂，其抗拉強(qiáng)度均小于鋼筋規(guī)定抗拉強(qiáng)度的1.10倍時(shí)，應(yīng)判定該批接頭為不合格品。
注：當(dāng)接頭試件雖斷于焊縫或熱影響區(qū)，呈脆性斷裂，但其抗拉強(qiáng)度大于或等于鋼筋規(guī)定抗拉強(qiáng)度的1.10倍時(shí)，可按斷于焊縫或熱影響區(qū)之外，呈延性斷裂同等對(duì)待。
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（4）閃光對(duì)焊接頭、氣壓焊接接頭進(jìn)行彎曲試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將受壓面的金屬毛刺和鐓粗凸起部分消除，且應(yīng)與鋼筋的外表齊平。
彎曲試驗(yàn)可在萬能試驗(yàn)機(jī)、手動(dòng)或電動(dòng)液壓彎曲試驗(yàn)器上進(jìn)行，焊縫應(yīng)處于彎曲中心點(diǎn)，彎心直徑和彎曲角應(yīng)符合下表的規(guī)定。
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2、一般項(xiàng)目
（1）閃光對(duì)焊接頭的質(zhì)量檢驗(yàn)，應(yīng)分批進(jìn)行外觀檢查和力學(xué)性能試驗(yàn)，并應(yīng)按下列規(guī)定抽取試件：
① 在同一臺(tái)班內(nèi)，由同一焊工完成的300個(gè)同級(jí)別、同直徑鋼筋焊接接頭應(yīng)作為一批。當(dāng)同一臺(tái)班內(nèi)焊接的接頭數(shù)量較少，可在一周之內(nèi)累計(jì)計(jì)算；累計(jì)仍不足300個(gè)接頭，應(yīng)按一批計(jì)算；
② 力學(xué)性能試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)從每批接頭中隨機(jī)切取6個(gè)接頭，其中3個(gè)做拉伸試驗(yàn)，3個(gè)做彎曲試驗(yàn)；
③ 焊接等長的預(yù)應(yīng)力鋼筋（包括螺絲端桿與鋼筋）時(shí)，可按生產(chǎn)時(shí)同等條件制作模擬試件；
④ 螺絲端桿接頭可只做拉伸試驗(yàn)。
⑤ 封閉環(huán)式箍筋閃光對(duì)焊接頭，以600個(gè)同牌號(hào)、同規(guī)格的接頭作為一批，只作拉伸試驗(yàn)。
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（2）閃光對(duì)焊接頭外觀檢查結(jié)果，應(yīng)符合下列要求：
① 接頭處不得有橫向裂紋；
② 與電極接觸處的鋼筋表面不得有燒傷；
③ 接頭處的彎折角不得大于3°；
④ 接頭處的軸線偏移不得大于鋼筋直徑的0.1倍，且不得大于2mm。
外觀檢查結(jié)果，當(dāng)有1個(gè)接頭不符合要求時(shí)，應(yīng)對(duì)全部接頭進(jìn)行檢查，剔出不合格接頭，切除熱影響區(qū)后重新焊接。
