熱軋帶肋HRB400級鋼筋電弧焊焊接工藝探討

楊春榮

（重慶覃家崗建設(shè)（集團(tuán)）有限公司，重慶 400030）

熱軋帶肋HRB400級鋼筋電弧焊焊接工藝探討

楊春榮

（重慶覃家崗建設(shè)（集團(tuán)）有限公司，重慶 400030）

HRB400Mp級的鋼筋比HRB335級的鋼筋更加節(jié)約，根據(jù)相關(guān)調(diào)查和資料統(tǒng)計，前者比后者在鋼筋的用量上節(jié)省了12%，對鋼筋材料進(jìn)行節(jié)約對我國的節(jié)能減排事業(yè)也有重要影響和作用。同時根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計部門所調(diào)查數(shù)據(jù)表明，如果對1000萬噸鋼材進(jìn)行節(jié)約，相當(dāng)于對鐵礦石以及標(biāo)準(zhǔn)煤都進(jìn)行了節(jié)約，分別可以達(dá)到1800萬噸以及650萬噸，另外對廢氣和粉塵的排放能夠最大程度減少，因此按國家對于此行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策來看，對335MPa以下熱軋帶肋鋼筋要進(jìn)行淘汰，從而實(shí)現(xiàn)鋼材升級。當(dāng)前我國橋梁工程中所用鋼筋都是熱軋帶HRB400Mpa這種型號，工程建設(shè)中對于鋼電弧焊要求非常高，這種電弧焊焊接工藝相對較低，因此，要使熱軋帶肋HRB400MPa鋼筋保證工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，需要進(jìn)一步在工程施工中進(jìn)行控制。

熱軋帶肋HRB400MPa鋼筋；可焊性；電弧焊焊接工藝

1 HRB400鋼筋材質(zhì)及碳當(dāng)量對焊接的影響

對于鋼材的焊接工藝和相關(guān)性能判定主要是看對于焊縫以及受到熱影響下的位置是否存在著一些裂縫或者是表現(xiàn)出脆性，如果其性能不滿足工程的需要，將會造成事故，因此對橋梁中進(jìn)行焊接連接鋼筋是至關(guān)重要環(huán)節(jié)。相關(guān)工作人員通過大量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)成分對于鋼筋材料的焊接性能有著很緊密聯(lián)系，其中碳的含量影響最大，如果碳的含量較高，工程焊接位置將會很容易發(fā)生開裂情況，合金元素中增加碳含量也很容易導(dǎo)致這種情況發(fā)展，因此碳含量能夠作為衡量其性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

其中碳當(dāng)量的計算是重要判定標(biāo)準(zhǔn)，主要是對能夠?qū)μ嫉睦淞鸭y以及脆化等與合金元素進(jìn)行換算，通過對鋼材中碳當(dāng)量以及相關(guān)要素指數(shù)進(jìn)行估算，可以初步對其敏感度進(jìn)行判斷，這一要素對焊接工藝中施工工藝及熱處理等工藝進(jìn)行確定有重要意義。

公式（1）中主要是按照碳當(dāng)量Ceq（%）值進(jìn)行計算：

Ceq=C+Mn/6+(Cr+V+Mo)/5+(Cu+Ni)/15（式中采用%） （1）

當(dāng)Ceq＜0.35%時，這種情況下是不需要進(jìn)行預(yù)熱工藝的；當(dāng)Ceq在0.35%～0.55%時，在這個值之間時就表示需要預(yù)熱處理；當(dāng)Ceq＞0.55%時，這種情況下不僅需要進(jìn)行預(yù)熱工藝，還要進(jìn)行后熱。

2 HRB400鋼筋碳當(dāng)量對焊接工藝影響的實(shí)例

2.1 HRB400鋼筋電弧焊焊接工藝

下文對某項(xiàng)目橋梁工程進(jìn)行簡要介紹，這項(xiàng)工程中主要是運(yùn)用的HRB400MPa鋼筋，表2中列出了其相關(guān)材質(zhì)型號。按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條》GB/T5117-2012及《熱強(qiáng)鋼焊條》GB/T5118-2012的規(guī)定，在進(jìn)行手工電弧焊技術(shù)進(jìn)行施工中，需要首先對焊條進(jìn)行烘干，其選用的焊條在表2中有所介紹。

手工電弧焊焊接工藝如下：

（1）本次施工中選用了φ4.0mm、E5003焊條，其牌號為HRB400，在焊接中需要焊接位置運(yùn)用平焊這種方式，接頭位置選擇搭接焊以及幫條焊，在后期進(jìn)行烘干工藝中，溫度維持在150～200℃保持了1小時，焊接電流為（40～50）d（d為焊條直徑）。

表1 某工程部分HRB400鋼筋及HRB335鋼筋材質(zhì)

表2 鋼筋電弧焊焊條型號

（2）焊接過程中要十分注意主筋，在焊縫位置進(jìn)行引弧應(yīng)該選擇在墊板或者是幫條位置。

（3）緊密連接焊接中的地線與鋼筋位置。

（4）焊接中焊縫表面要保持干凈和整潔，縫面光滑平穩(wěn)，弧坑要全部填滿。

（5）幫條焊2～5mm的縫隙需要充分保證。

（6）搭接焊時，進(jìn)行焊接頂端位置首先進(jìn)行預(yù)彎，保證施工順利，同時搭接中兩端位置要保持在同一條直線上。

（7）幫條焊過程中，幫條首先要進(jìn)行焊接位置固定，保證與主筋之間位置能夠緊密相連，可以采用四點(diǎn)定位方式，搭接焊運(yùn)用兩點(diǎn)固定方式。

（8）焊接過程中，在幫條焊以及搭接焊中設(shè)置一條中引??；弧坑在收弧之前要填滿，保證焊接前端和末端相關(guān)融合。

2.2 HRB400鋼筋電弧焊焊接質(zhì)量要求

進(jìn)行電弧焊焊接后要進(jìn)行相關(guān)檢查，對外觀檢查主要是下面這幾個方面：焊接表面一定要保持整潔平穩(wěn)，其中不應(yīng)該有凹陷位置，同時在接頭位置不能出現(xiàn)眼睛能看到的裂紋情況，在焊接中如果存在氣孔或者是夾渣等問題，要控制在一定范圍內(nèi)，應(yīng)符合表3的規(guī)定。

2.3 檢驗(yàn)結(jié)果及評價

通過對整個焊接工藝進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其中還是存在接頭焊縫（圖1），其中裂縫情況較為嚴(yán)重，發(fā)生裂縫主要是因?yàn)椋?/p>

（1）HRB400鋼筋對于碳含量的要求是不超過0.20%，這次焊接中碳含量達(dá)到了0.20%～0.23%，因而很容易導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋情況。

（2）本次碳含量達(dá)到了為0.45%，對于冷裂紋感受度較大，因此焊接需要預(yù)熱處理。

圖1

2.4 焊接工藝改進(jìn)措施

（1）使用E5015（J507）低氫型堿性焊條，這種焊縫為低氫型，有著非常優(yōu)質(zhì)的抗裂性能。

（2）要嚴(yán)格按照說明書對焊條進(jìn)行烘干處理。

（3）焊接前首先要進(jìn)行預(yù)熱，主要是對鋼筋接頭位置進(jìn)行預(yù)熱，溫度要保持在80～120℃之間，同時測量過程中，要在距離焊縫30～50mm位置上，可以采用紅外線測溫儀或者是點(diǎn)溫計來進(jìn)行。

3 結(jié)論

（1）熱軋帶肋HRB400鋼筋這個型號在工程建設(shè)中應(yīng)用廣泛，但是其含碳量卻非常高，因此，在焊接過程中，對于焊接工藝要求有著更加嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，因此焊接中建議使用CO2氣體保護(hù)電弧焊。

（2）焊接中按照相關(guān)要求進(jìn)行預(yù)熱工作，要控制在一定范圍之內(nèi)，如果要求較高時，敏感度增強(qiáng)，就需要對接頭進(jìn)行充分預(yù)熱。

（3）HRB400鋼筋電弧焊盡可能采用直流反接電源，電流不能過大，同時焊縫要嚴(yán)格對其外觀進(jìn)行檢查。

[1]全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB1499.2-2007《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]吳世初.金屬的可焊性[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1996.

表3 鋼筋電弧焊接頭缺陷允許值

TG335.4

B

1671-0711（2016）11（下）-0105-02