鋼筋焊接技術淺析

白靜

【摘 要】鋼筋焊接可節(jié)省鋼材，提高鋼筋連接強度，同時能提高工效，是鋼筋連接的一種重要方式。這種連接方式的出現(xiàn)對提高建筑施工效率、結構質量及安全可靠性、改變傳統(tǒng)的建筑施工方法都具有十分重要的意義。本文現(xiàn)就鋼筋的焊接技術做客觀探討與分析。

【關鍵詞】鋼筋焊接；強度；焊接；技術

1.鋼筋焊接的一般規(guī)定

1.1 軸心受拉和偏心受拉桿件中的鋼筋接頭，均應焊接。普通混凝土中直徑大于22mm的鋼筋和輕集料混凝土中直徑大于20mm的I級鋼筋及直徑大于20mm的II、III級鋼筋的接頭，均宜采用焊接。對軸心受壓和偏心受壓柱中的受壓鋼筋的接頭，當直徑大于32mm時，應采用焊接。

1.2 對有抗震要求的受力鋼筋的接頭，宜優(yōu)先要用焊接或機械連接，接頭應符合下列規(guī)定：（1）縱向鋼筋的接頭，對一級抗震等級，應采用焊接接頭，對二級抗震等級，一擦眼焊接接頭。（2）框架底層柱、剪力墻加強部位縱向鋼筋的接頭，對一、二級抗震等級，應采取焊接接頭，對三級抗震等級，宜采用焊接接頭。（3）鋼筋接頭采用焊接接頭是，設置在梁端、樁端的箍筋加密區(qū)范圍內(nèi)。

1.3 當受力鋼筋采用焊接接頭時，設置在同一構件內(nèi)的焊接接頭應互相錯開。在任意焊接接頭中心至長度為鋼筋直徑d的35倍且不小于500mm的區(qū)段內(nèi)，同一鋼筋不得有兩個接頭；應該區(qū)段內(nèi)有接頭的受力鋼筋截面面積占受力鋼筋總截面面積的百分率，應符合下列規(guī)定：（1）非預應力筋，受拉區(qū)不宜超過50%，受壓區(qū)和裝配式構件連接處不限制。

（2）預應力筋，受拉區(qū)不宜超過25%，當有可靠保證措施，可放寬至50%，受壓區(qū)和后張法的螺栓端桿不受限制。接頭宜設置在受力較小的部位，且在同一根鋼筋全長上宜少設接頭；承受均布荷載作用的尾面板、樓板、檁條等簡之受彎構件，當在受拉區(qū)內(nèi)配置的受力鋼筋少于3根時，可在跨度兩端各四分之一跨度范圍內(nèi)設置一個焊接接頭。焊接接頭距鋼筋彎折處，不應小于鋼筋直徑的10倍，且不宜位于構件的最大彎矩處。

1.4當焊接網(wǎng)片只有一個方向受力時，受力主筋與兩端邊緣的連根錨固橫向鋼筋的全部相交點必須焊接；當焊接網(wǎng)兩個方向受力時，則四周邊緣的兩根鋼筋的全部相交點均應焊接；其余的相交點可間隔焊接。焊接網(wǎng)及焊接骨架外形尺寸的允許偏差應符合相關規(guī)定。

2.焊接缺陷的危害

焊縫缺陷是造成鋼筋失效和工程結構質量事故的主要原因之一，因此，必須對焊縫缺陷的危害性有充分的認識。其具體表現(xiàn)主要有以下一些：a）焊縫弧坑及焊瘤缺陷對焊接接頭的強度和應力水平有不利的影響，不僅影響焊縫的外觀，而且往往掩蓋焊縫的質量情況，會在該部位出現(xiàn)未熔合缺陷；b）咬邊是一種危險性較大的外觀缺陷，它不但會減少焊縫的承載面積，而且往往在咬邊根部形成較尖銳的缺口，造成應力集中，很容易形成應力腐蝕裂紋和應力集中裂紋；c）氣孔、夾渣等體積性缺陷的危害性主要表現(xiàn)為降低焊接接頭的承載能力，夾渣邊緣如果有尖銳形狀，還會在該處形成應力集中現(xiàn)象；d）未熔合和未焊透等缺陷的端部和缺口是應力集中的地方，在交變載荷作用下很可能生成裂紋；e）裂紋是最尖銳的一種缺口，它的缺口根部曲率半徑接近于零，尖銳根部有明顯的應力集中，當應力水平超過尖銳根部的強度極限時，裂紋就會擴展，特別是當焊接接頭處于脆性狀態(tài)時，裂紋的擴展速度極快，易造成脆性破裂事故，裂紋還會加劇疲勞破壞和應力腐蝕破壞。這些危害主要體現(xiàn)在焊接結構的疲勞問題上，疲勞是由重復應力引起裂紋緩慢擴展而造成的結構部件的損傷。對焊接結構而言，在反復荷載作用下，焊接接頭的疲勞破壞占結構破壞的很大一部分。

3.焊接施工工藝

焊接工藝過程包括引弧、穩(wěn)弧、電渣和頂壓等，施焊前，先將鋼筋端部約120mm范圍內(nèi)的鐵銹清除，將夾具夾牢在下部鋼筋上，并將上部鋼筋扶直夾牢與活動電極中，并在焊劑盒內(nèi)裝滿焊藥。

采用手工電渣電壓力焊時，可采用直接引弧法，先將上、下鋼筋接觸，接通焊接電源后，立即將上鋼筋提升2～4mm，引燃電??；然后，繼續(xù)緩緩上提鋼筋數(shù)毫米，使電弧穩(wěn)定燃燒后，隨著鋼筋的熔化而漸漸下送，并轉入電渣過程，待鋼筋熔化達到一定程度后，在切斷焊接電源的同時，迅速進行頂壓，冷卻1～3min后，即可打開焊劑盒，收回焊劑，卸下夾具，并敲掉熔渣。

4.電阻點焊

電阻點焊是將鋼筋的交叉點放入電焊機兩級之間，通電使鋼筋加熱到一定溫度后，加壓使焊點處鋼筋互相壓入一定的深度（壓入深度為兩鋼筋中較細者直徑的1/4～2/5），將焊點焊牢。電阻點焊主要工作參數(shù)有變壓器級數(shù)、焊接通電時間、電流強度、電極壓力等。焊接時應根據(jù)鋼筋級別、直徑及焊機性能等具體情況合理選擇工作參數(shù)。

鋼筋點焊工藝，根據(jù)焊接電流大小和通電時間長短，可分為強參數(shù)工藝和弱參數(shù)工藝兩種。強參數(shù)工藝的電流強度較大（120～360A/mm），而通電時間很短，只有0.1～0.5s。這種工藝的焊接質量以保證，經(jīng)濟效果好，但配套所需的點焊機功率較大。

電焊機主要由加壓機構、焊接回路、電極組成?；炷两Y構中的鋼筋骨架和鋼筋網(wǎng)成型時優(yōu)先采用電阻電焊。采用電焊代替綁扎，可以提高工效，便于運輸。

5.電弧焊

電弧焊是利用電弧焊機使焊條和焊件之間產(chǎn)生高溫電弧，熔化焊條和高溫電弧范圍內(nèi)的焊件金屬，熔化的金屬凝固后形成焊接接頭。電弧焊廣泛用于鋼筋的接長、鋼筋骨架的焊接、裝配式結構鋼筋接頭焊接及鋼筋與鋼板、鋼板與鋼板的焊接等。鋼筋電弧焊接頭主要有3中形式：幫條焊、搭接焊和坡口焊。

5.1幫條焊與搭接焊

5.1.1施焊時，引弧應在幫條或搭接鋼筋的一端開始，收弧應在幫條或搭接鋼筋端頭上，弧坑應填滿。多層施焊時，第一次焊縫應有足夠的熔深，主焊縫與定位焊縫，特別是在定位焊縫的時段與終端，應融合良好。

5.1.2鋼筋接頭采用幫條焊接或搭接焊時，焊縫長度不應小于幫條或搭接長度，焊縫高度h≥0.3d；并不得小于4m；焊縫高度h≥0.7d，并不得小于10mm。鋼筋與鋼板接頭采用搭接焊時，焊縫高度h≥35d，并不得小于6mm；焊縫寬度b≥05d，并不得小于8mm。

5.2坡口焊

坡口焊多用于裝配式結構中直徑8～40mm的I～II級鋼筋對接焊中。坡口焊分為平焊和立焊兩種。坡口平焊時，V開坡口角度為55～56°；坡口立焊時，坡口角度為40～55°，起重下鋼筋為0～10°，上鋼筋為35～45°。坡口加工時不得用電弧切割，宜用氧乙炔焰切割或鋸割。電弧焊接頭的焊縫表面應平整，不得有較大的凹陷、焊瘤；接頭處不得有裂紋：咬邊深度、氣孔、夾渣的數(shù)量和大小，以及接頭尺寸偏差不得超過規(guī)范規(guī)定。接頭抗拉強度不得低于該級別鋼筋的規(guī)定抗拉強度值，且三個試件中制藥有兩個成塑性斷裂。

6.結束語

在現(xiàn)場焊接施工時，為了安全。必須按國家規(guī)定，穿戴好防護用品。焊工的防護用品較多，主要有防護面罩，頭盔，防護眼鏡，防噪音耳塞，安全帽，工作服，耳罩，手套，絕緣鞋，防塵口罩，安全帶，防毒面具及披肩等。