史潤濤

焊接連接是受力鋼筋之間通過熔融金屬直接傳力。若焊接質量可靠,則不存在強度、剛度、恢復性能、破壞性能等方面的缺陷,是十分理想的連接方式。焊接的方式主要有:閃光對焊、電弧焊、電渣壓力焊、氣壓焊、電焊等多種形式,可實現不同情況下的鋼筋連接。下面針對建筑施工中最常用的三種焊接方式:閃光對焊、電渣壓力焊、電弧焊進行研究分析。

1 閃光對焊

閃光對焊是將兩鋼筋安放成對接形式,利用電阻熱使接觸點金屬熔化,產生強烈飛濺,形成閃光,迅速施加頂鍛完成的一種壓焊方法。適用范圍:基礎、梁、板等構件水平鋼筋的連接。

1.1 合理選擇對焊方式

閃光對焊有連續(xù)閃光焊、預熱閃光焊和閃光—預熱閃光焊三種焊接工藝方法,如果選擇方式不當,將直接造成焊接質量不合格。要想正確選用焊接工藝方法,主要根據鋼筋直徑、鋼筋牌號及鋼筋端面平整情況選用:當鋼筋直徑較小,級別較低,可采用“連續(xù)閃光焊”,連續(xù)閃光焊所能焊接的鋼筋上限直徑應根據焊機容量、鋼筋級別等具體情況而定,一般Ⅰ級鋼筋不得超過25 mm,Ⅱ級鋼筋不得超過22 mm,Ⅲ級鋼筋不得超過20 mm。當超過上限規(guī)定,且鋼筋端面較平整,宜采用“預熱閃光焊”。當鋼筋端面不平整,應采用“閃光—預熱閃光焊”。

1.2 焊接時應注意的問題

1)選擇合適的調伸長度、燒化流量、頂鍛留量以及變壓器級數等焊接參數,這是焊接成敗的關鍵;當接頭拉伸試驗結果發(fā)生脆性斷裂,彎曲試驗不能達到規(guī)定要求時,尚應在焊機上進行焊后熱處理。

2)在閃光對焊生產中,當出現異?，F象或焊接缺陷時,宜按表1查找原因和采取措施,及時消除。

表1 閃光對焊異?，F象和焊接缺陷及措施

2 電渣壓力焊

電渣壓力焊是將兩根鋼筋安放成豎向對接形式,利用焊接電流通過兩根鋼筋端面間隙,在焊劑層下形成電弧過程和電渣過程,產生電弧熱和電阻熱,熔化鋼筋、加壓完成的一種壓焊方法。應用于柱、墻、煙囪、水壩等現澆混凝土結構中豎向或斜向受力鋼筋的連接;不得用于梁、板等構件中水平鋼筋的連接。

2.1 容易忽視的質量問題

1)焊劑應放在干燥的庫房內,不得受潮,否則將影響焊渣的熔化程度,所以對長時間不用的焊劑在施焊前應經250℃～300℃烘焙2 h;焊接時尤其要注意變徑鋼筋,為保證上下兩根鋼筋在同一軸線上,需要采用異形夾具,否則操作起來難以保證質量。

2)電渣壓力焊接頭外觀檢查結果應符合下列要求:四周焊包應凸出鋼筋表面的高度不小于4 mm;鋼筋與電極接觸處應無燒傷缺陷;接頭處的彎折角不得大于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2 mm。外觀檢查不合格的接頭應切除重焊或采取補強焊接措施。焊渣要及時清理回收,在焊包完全冷卻后,將焊渣敲掉,清理干凈,及時檢查鋼筋的焊接質量,若有問題割掉重新施焊;電渣壓力焊每300個頭作為一個檢驗批,做拉伸試驗,若不合格可取雙倍復試。

2.2 發(fā)現缺陷應采取的措施

在焊接生產中焊工應進行自檢,當發(fā)現偏心、彎折、燒傷等焊接缺陷時,宜按照表2查找原因和采取措施,及時消除。

3 電弧焊

電弧焊是以焊條作為一極,鋼筋為另一極,利用焊接電流通過產生的電弧熱進行焊接的一種熔焊方法。鋼筋電弧焊包括幫條焊、搭接焊、坡口焊、窄間隙焊和熔槽幫條焊五種接頭形式。下面主要研究解決幫條焊和搭接焊出現的質量問題。

1)電弧焊應根據鋼筋的強度等級不同分別選用不同型號的,焊條Ⅰ級鋼筋采用E4303,焊接Ⅱ級鋼筋使用E4303,焊接Ⅲ級鋼筋應使用E5003焊條,不得亂用,否則會造成焊接不合格。焊接時注意防止引起火災,同時不得將焊條隨意亂扔,并且焊接完成后應及時砸掉藥皮,檢查質量,若不合格及時補焊;焊接長度應符合規(guī)范要求,Ⅰ級鋼筋單面焊幫條或搭接長度不小于8d,雙面焊長度不小于4d;Ⅱ級,Ⅲ級鋼筋單面焊長度不小于10d,雙面焊長度不小于5d;焊接應焊縫飽滿、平整,無夾渣、氣孔,幫條焊兩主筋端面的間隙應為2 mm～5 mm。

表2 電渣壓力焊焊接缺陷及措施

2)正確理解單面幫條焊的含義,并不是在連接的兩根鋼筋一側有幫條鋼筋,而是兩側都有,只是在一面焊接;粗細兩根鋼筋搭接焊時以細鋼筋為準確定搭接焊的長度;應提前將兩根鋼筋彎成一定角度,避免焊接完成后再將鋼筋彎到同一軸線上,從而造成鋼筋受損。焊接規(guī)定焊接時宜采用雙面焊,當不能進行雙面焊時,可采用單面焊。但是在工程實際當中由于雙面焊難度較大,所以盡量采用單面焊接,少用雙面焊接。當幫條級別與主筋相同時,幫條直徑可與主筋相同或小一個規(guī)格,當幫條直徑與主筋相同時,幫條級別可與主筋相同或低一個級別。鋼筋電弧焊接頭外觀檢查結果應符合下列要求:焊縫表面應平整,不得凹陷或有焊瘤;焊接接頭區(qū)域不得有裂紋;咬邊深度、氣孔、夾渣等缺陷符合允許值。

通過接頭間接傳力的鋼筋連接,無論是何種形式,與整體鋼筋的直接傳力相比始終是一種削弱。要想保證鋼筋的焊接質量,除采取以上措施外,還必須對工人進行技術培訓,嚴格持證上崗制度,施工前進行詳細的技術交底,確保材料、工具合格適用,同時加強各級質量監(jiān)督,不斷攻克施工過程中出現的各種質量問題。

[1] 徐有鄰,程志軍.混凝土結構中鋼筋的連接[J].建筑結構,2003,33(4):67.

[2] 朱永祥,鐘漢華.建筑施工技術[M].北京:北京大學出版社,2008.