豎向電渣壓力焊施工工法

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前言
    豎向鋼筋電渣力焊技術(shù)的應用，代替了原來習慣采用的搭接綁扎和手工電孤焊的方法。應用此技術(shù)可以達到保證施工質(zhì)量、降低工程成本、加快工程進度、減輕工人勞動強度的良好效果，而且工藝操作簡單、容易掌握。
    一、焊接范圍：
    多、高層框架（或框剪等）結(jié)構(gòu)中的豎向鋼筋直徑在16～32㎜的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級鋼筋，其焊接接頭質(zhì)量應符合《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》（JGJ18～84）規(guī)定。
    二、基本原理：
    電渣壓力焊是借助被焊鋼筋端頭之間形成的電孤，來熔化焊劑而獲得2000℃以上高溫熔渣將被焊鋼筋端頭均勻地熔化，再經(jīng)擠壓而形成焊接接頭的方法。
    詳細過程：接通電路產(chǎn)生電孤和孤絲，隨后周圍的焊劑和鋼筋端部迅速熔化形成渣池，電渣池溫度在1500～2000℃左右，旋轉(zhuǎn)把手，將上鋼筋緩慢送下。待上下兩鋼筋的端部熔化至一定程序時，附近鋼筋也達到熱塑性狀態(tài)，此時立即旋轉(zhuǎn)把手，使上筋突然下落，擠出渣池全部熔渣和液態(tài)金屬，形成一圈凸出的光亮的焊接接頭。
    三、機具設備和材料
    1、設備
    （1）現(xiàn)以山東省濟南市歷下通用機械廠制造的ZHJ-600型垂直鋼筋對焊機為例，其主要數(shù)據(jù)詳下表：
    電源電壓 380V50HZ 正級電壓 80V
    熔化電壓 25～50V 焊接電流 200～600A
    焊接鋼筋直徑 16～32㎜ 焊接時間 20～40S
    熔化箱 25～33㎜ 焊槍尺寸 620×200×180m
    控制箱 340×300×180㎜ 對焊壓力 ＞300㎏
    （2）500A及其以上電焊機：
    （3）裝焊劑的鐵鏟。
    2、材料：
    （1）焊劑：HJ431焊劑。
    （2）石棉繩：用于塞嚴焊劑盒下部間隙，防止焊劑外漏。
    （3）鋼筋：符合規(guī)范和設計要求的直徑在16～32㎜的鋼筋。
    四、工藝流程：
    檢查鋼筋質(zhì)量→檢查焊接設備→校正鋼筋垂直→固定焊接夾具→裝焊劑→接通電源→引弧→穩(wěn)壓→加壓頂鍛保溫→收集剩余焊劑、拆除夾具→打掉熔渣、檢查焊接接頭質(zhì)量
    五、操作要點：
    1、基本要求：
    （1）操作人員必須經(jīng)培訓，考試合格后上崗。
    （2）嚴格執(zhí)行專人專機，焊接接頭掛牌制。
    2、操作要求：
    （1）檢查電壓情況。
    （2）檢查夾具是否同心、靈活。
    （3）確保安全施工。
    （4）焊劑必須經(jīng)烘烤合格。
    （5）鋼筋端部10㎝左右的鐵銹、油污等用鋼刷除去，不直部分用氣焊割掉。
    （6）將電源、電焊機、控制箱、焊槍、焊接電纜和控制電纜連接好。
    （7）按鋼筋直徑的大小由下表確定豎焊的工藝參數(shù)。

    附表：
    電渣壓力焊焊接參數(shù)表
    鋼筋直徑 16 20 25 28 32
    渣池電壓（V） 25～50 25～50 25～50 25～50 25～50
    焊接電流（A） 250～350 350～450 450～550 500～550 550～600
    焊接時間（S） 23 25 27 29 34

    注：當電壓波動時，應根據(jù)實際情況調(diào)整焊接電流和焊接時間。

    六、操作方法：
    （1）將電源與電焊機和控制器，焊槍Ⅰ焊槍Ⅱ焊接電纜和控制電纜，按圖聯(lián)接好。
    （2）調(diào)整電焊機電流調(diào)節(jié)裝置，使其為所需數(shù)值。
    （3）將控制箱電源開關置于“開”的位置，電源指示燈亮，調(diào)節(jié)時間電位器旋鈕至所需位置上，調(diào)整時間電位器方法是：按下焊槍上“開”的按鈕（焊槍只接控制電纜，不接焊接電纜），開始計時，到焊槍儀表殼上的紅指示燈熄滅止，看這段時間是否符合所需數(shù)值，如不符合反復調(diào)幾次，直到調(diào)準為止，再按下焊槍上“關”的按鈕。
    （4）把焊槍上的下夾鉗夾在固定的鋼筋上，把待焊的鋼筋夾在上夾鉗上，對準引孤線。（導套上端與導柱上的刻線對正）。
    （5）在上下鋼筋間放Ф4×5㎜的焊條一小段，再用石棉布（或耐火棉）放入焊劑筒下部間隙內(nèi)堵嚴，關閉焊劑筒，將431焊劑倒入焊劑筒，以裝滿為準。
    （6）做好上述準備工作后，按下焊槍上的電源“開”的按鈕，焊接電源接通，反時針搖動手柄，開始引孤，電壓表指示30V左右，此后電壓值逐漸升高；順時針搖動手柄，使熔池電壓保持40V左右，見焊槍上儀表紅燈熄滅時，順時針搖動手柄加壓，因機械連桿下行時碰觸微動開關BQ1或（BQ2）使電源斷電，如不能自動斷電，應立即按下焊槍上“關”的按鈕，使之斷電，至此一個接頭焊完。保持溫度1～2分鐘后，打開焊劑筒，倒出焊劑后，卸下焊槍，焊接過程完畢。在保溫期間拔下快速接頭，插入另一做好準備的焊槍上，當另一焊槍準備完閉，即可旋焊，這樣可以交替進行焊接。
    （7）在夾具和鋼筋自重的壓力下，稍用力即能滿足頂壓壓力的要求，頂壓完成后不要立即松手，要繼續(xù)把持操作桿5～8秒鐘，防止焊縫凝固前由于夾具回彈或松動而造成焊口開裂。
    （8）冬季施工時，應采取緩慢冷卻法，延長焊接通電時間1～3秒，適當增加焊接電流，延長打掉渣殼的時間，使渣殼起降低卻速度的作用。
    七、勞動組織：
    根據(jù)每個樓層（或標準層）的施工計劃，以兩個軸線（或三個軸線）為一個流水段，也可根據(jù)接頭數(shù)量增減軸線數(shù)，在勞力上，安排兩人一臺焊槍為一豎焊組：其中一人扶插鋼筋，一個裝拆夾具施焊，一個流水段二至四個豎焊組同時焊接，在施工層第一段流水梁筋綁扎完后，未澆梁板砼前，豎焊組即可豎焊上一層第一流水段柱墻豎向主筋，并隨后安排綁其箍筋固定，此時梁柱節(jié)點處柱子箍筋外必須加保護層墊塊，嚴禁塔吊等碰撞，防止豎筋位移。
    每組（2人）每臺班可焊32～34個接頭（熟練操作后仍有增加的潛力）這樣安排在不影響其它任何工序的情況下，豎焊不占用標準層施工的絕對時間，明顯的加快了工程進度。
    八、質(zhì)量檢查和缺陷處理：
    1、取樣數(shù)量及方法：鋼筋電渣壓力焊接頭的外觀應逐個檢查。強度檢查時，從每批成品中切取三個試件進行拉力試驗。在一般建筑物中，每300個接頭為一批，在現(xiàn)澆砼框架結(jié)構(gòu)中，每一層樓層中以300個同規(guī)格接頭為一批，不足300個按一批計算。
    2、外觀檢查：
    （1）接頭焊點均勻，不得有裂縫，鋼筋表面不得有明顯燒傷，氣孔、咬邊，夾渣等質(zhì)量缺陷。
    （2）接頭軸線位移不得超過鋼筋直徑的10%，同時不得大于2㎜。
    （3）接頭處彎折不得大于4°。
    對以上外觀檢查不合格的應割除重焊。
    3、拉力實驗：鋼筋焊接拉力實驗的結(jié)果，三個試件均不得低于該組鋼筋母材的抗拉強度，如有一個試件的抗拉強度低于規(guī)定值，應取雙倍數(shù)量的試件進行復驗，復驗結(jié)果仍有一個及一個以上試件強度達不到上述要求，該批接頭判為不合格。
    4、焊接通病及處理防止措施：
    缺陷處理 防止措施
    偏心 將鋼筋矯直，鋼筋安放正直，頂壓用力適當，及時修夾具。
    彎折 將鋼筋矯直，鋼筋安放正直，適當延長夾具松開時間。
    咬邊 將鋼筋矯直，適當縮短焊接時間，及時停機，適當加大頂壓量。
    未熔合 提高鋼筋下送速度，延遲斷電時間，檢查夾具，適當增加焊接電流。
    焊包不均 鋼筋端部不平，鋼筋位置正中，風大時，增加一人扶正。
    焊包下流 塞好石棉布
    氣孔 焊劑不得潮濕，除銹。
    九、質(zhì)量及安全措施：
    1、電源電纜和控制電纜聯(lián)接要正確。
    2、電源和控制器外殼必須固定接地線，接地線如為銅線，截面面積為6～10㎜2，鋁線為20㎜2。
    3、上下鋼筋端部要直、平，除去銹蝕和油污。
    4、431焊劑要烘干，切勿用潮濕焊劑施焊。
    5、上下鋼筋要求對齊，軸線偏移量小于0.1d，或小于2㎜。
    6、操作人員必須戴絕緣手套，穿絕緣鞋。
    7、電源一次線截面積不小于25mm2，二次線上的電壓降不大于4V。
    8、焊接過程中上鋼筋不能與焊好的鋼筋相碰。
    9、施焊前應對所用鋼筋進行試焊，合格后方可施焊。
    10、在施焊過程中，應隨機檢查焊接質(zhì)量。
    11、下班后必須保管好機頭，控制箱，電纜等，避免損壞。
    十、工程實例及經(jīng)濟分析：
    省林業(yè)廳工程建筑面積11000m2，地下2層、地上14層，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。應用此工法共計焊接4548個接頭，鋼筋直徑以Ф25為主，其它有Ф22、Ф20鋼筋。即：每個綁扎接頭的成本14.15元，每個豎焊接頭成本3.01元，每個接頭可節(jié)約11.14元。共計節(jié)約資金50664.72元。
    總之，豎向電渣壓力焊是一種綜合效益極好的技術(shù)，應在多層和高層框架結(jié)構(gòu)豎向鋼筋連接中大力推行。