鋼筋焊接技術淺析

白靜

【摘 要】鋼筋焊接可節省鋼材，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對提高建筑施工效率、結構質量及安全可靠性、改變傳統的建筑施工方法都具有十分重要的意義。本文現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，宜優先要用焊接或機械連接，接頭應符合下列規定：（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、樁端的箍筋加密區范圍內。

1.3 當受力鋼筋采用焊接接頭時，設置在同一構件內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的區段內，同一鋼筋不得有兩個接頭；應該區段內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，應符合下列規定：（1）非預應力筋，受拉區不宜超過50%，受壓區和裝配式構件連接處不限制。

（2）預應力筋，受拉區不宜超過25%，當有可靠保證措施，可放寬至50%，受壓區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，當在受拉區內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。焊接網及焊接骨架外形尺寸的允許偏差應符合相關規定。

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、穩弧、電渣和頂壓等，施焊前，先將鋼筋端部約120mm范圍內的鐵銹清除，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，引燃電弧；然后，繼續緩緩上提鋼筋數毫米，使電弧穩定燃燒后，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有變壓器級數、焊接通電時間、電流強度、電極壓力等。焊接時應根據鋼筋級別、直徑及焊機性能等具體情況合理選擇工作參數。

鋼筋點焊工藝，根據焊接電流大小和通電時間長短，可分為強參數工藝和弱參數工藝兩種。強參數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成型時優先采用電阻電焊。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生高溫電弧，熔化焊條和高溫電弧范圍內的焊件金屬，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、夾渣的數量和大小，以及接頭尺寸偏差不得超過規范規定。接頭抗拉強度不得低于該級別鋼筋的規定抗拉強度值，且三個試件中制藥有兩個成塑性斷裂。

6.結束語

在現場焊接施工時，為了安全。必須按國家規定，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。