鋼筋氣壓焊接技術(shù)(論文)

1、鋼筋氣壓焊接技術(shù)在麗水地區(qū)工程中的應(yīng)用樓應(yīng)平、楊東升、蘇延軍、王秀松（浙江省建工集團(tuán)有限責(zé)任公司 杭州 310012）摘 要：鋼筋氣壓焊接技術(shù)是建設(shè)部推廣應(yīng)用的十項(xiàng)新技術(shù)之一，本文結(jié)合工程實(shí)踐，詳細(xì)地介紹了鋼筋氣壓焊接技術(shù)的施工、工藝流程及檢測(cè)結(jié)果，并總結(jié)了施工該技術(shù)的注意事項(xiàng)、優(yōu)缺點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)成本分析，為此能夠推廣應(yīng)用該技術(shù)提供了實(shí)踐依據(jù)。關(guān)鍵詞：鋼筋；氣壓焊接技術(shù)；施工；檢測(cè)；推廣；應(yīng)用1前言隨著建筑業(yè)的發(fā)展，高層建筑、大跨度、特種結(jié)構(gòu)日益增多，建筑鋼筋的應(yīng)用向大直徑、密集布置、高強(qiáng)度方向發(fā)展，而建筑業(yè)用鋼筋連接工藝多種多樣，傳統(tǒng)的工藝如搭接綁扎、搭接電弧焊、閃光對(duì)焊、氣壓焊等；現(xiàn)代鋼筋機(jī)械連

2、接技術(shù)主要代表方式有套筒擠壓連接和錐螺紋連接等。近年來(lái)，由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，工業(yè)、居民用電劇增，浙江省內(nèi)各地市多次出現(xiàn)了拉閘限電的現(xiàn)象。根據(jù)麗水市當(dāng)?shù)氐挠秒娋o張狀況及綜合考慮業(yè)主投入的經(jīng)濟(jì)成本等因素，權(quán)衡利弊，決定在該地區(qū)建筑工程的鋼筋連接施工中應(yīng)用氣壓焊接技術(shù)。鋼筋氣壓焊等連接是建設(shè)部推廣應(yīng)用的十項(xiàng)新技術(shù)之一，采用氣壓焊連接主要運(yùn)用于鋼筋在垂直、水平位置或傾斜位置的對(duì)接焊接。該技術(shù)具有設(shè)備輕便、操作簡(jiǎn)單，連接接頭質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹鋼筋氣壓焊等連接技術(shù)在麗水地區(qū)建筑工程中的應(yīng)用概況并對(duì)接頭的質(zhì)量檢驗(yàn)問題進(jìn)行探討，以使該技術(shù)在麗水地區(qū)建筑工程中得到更好的應(yīng)用，取得最佳的經(jīng)濟(jì)效果，并值得推

3、廣應(yīng)用。2工程概況麗水市國(guó)土資源局綜合辦公大樓位于麗水市區(qū)新行政中心區(qū)塊，地下一層，地上十二層，建筑總高度46m，總建筑面積11313m2。該基礎(chǔ)、主體用鋼量較大，特別是因外墻裝飾材料的修改，主體外圈框架梁鋼筋改為新三級(jí)鋼。因此快速以及連接質(zhì)量是保證其施工質(zhì)量和進(jìn)度的重要因素。3氣壓焊鋼筋連接施工本工程采用開式氣壓焊。3.1機(jī)具設(shè)備本工程氣壓焊設(shè)備為一套供氣裝置（包括氧氣瓶、溶解乙炔瓶、干式回火防止減壓器及膠管）、多嘴環(huán)管焊炬、加壓器（油缸及油管等）等。四套焊接夾具（固定卡具，活動(dòng)卡具）。輔助設(shè)備有砂輪鋸、角向磨光機(jī)及死扳手等。3.2人員配備施工時(shí)人員配備為4人。2人專門裝拆夾具，2人專門施焊

4、加壓。3.3施工方法首先2人用夾具將需連接的潔凈的兩鋼筋固定、對(duì)直（見下圖1），然后1人使用氧氣乙炔焰將兩鋼筋端頭均勻加熱（見下圖2），高達(dá)2000多度的火焰很快將鋼筋加熱至熔融狀態(tài)（見下圖3），再1人用加壓器使鋼筋在同一直線上相對(duì)移動(dòng)，使鋼筋連接處呈一小球狀（見下圖4），然后拆除夾具。整個(gè)焊接過程用時(shí)3分鐘左右。先前2人用另外三套夾具分別將待焊的鋼筋固定、對(duì)直，另2人焊好一個(gè)位置就轉(zhuǎn)移到下一個(gè)位置。這樣就形成一個(gè)流水線，可加快焊接速度，并充分利用了一套供氣裝置。 圖1 圖2 圖3 圖44氣壓焊鋼筋連接技術(shù)4.1氣壓焊裝置鋼筋氣壓焊是采用氧燃料氣體火焰將兩鋼筋對(duì)接處進(jìn)行加熱，使其達(dá)到一定的溫度

5、，加壓完成的一種壓焊方法。常用的火焰為氧乙炔火焰，即氧炔焰；也可用氫氧焰。供氣裝置應(yīng)包括氧氣瓶、溶解乙炔氣瓶（或中壓乙炔發(fā)生器），干式回火發(fā)生器，減壓器及膠管等。氣壓焊機(jī)主要多嘴環(huán)管加熱器、加壓器、焊接夾具部分。加壓器有手動(dòng)式和電動(dòng)式兩種。當(dāng)采用手動(dòng)式時(shí)，需要一名焊工、一名輔助工加壓合作操作。4.2氣壓焊工藝氣壓焊有開式和閉式兩種。開式氣壓焊是將兩鋼筋端面稍加離開，加熱到溶化溫度，加壓完成的一種方法，稱溶化壓力焊。采用開式方法時(shí)，應(yīng)將鋼筋端面上溶化金屬吹流出來(lái)，再加壓。閉式氣壓焊是將兩鋼筋端面緊密閉合，局部縫隙不大于3mm，加熱至12001250左右，加壓完成的一種方法。閉式氣壓焊常采用三次加

6、壓完成，加熱溫度宜高不宜低。本工程采用開式氣壓焊。4.3技術(shù)保證措施氣壓焊前，鋼筋端面應(yīng)切平，此易與鋼筋軸線相垂直；在鋼筋端部?jī)杀吨睆介L(zhǎng)度范圍內(nèi)若有水泥等附著物應(yīng)予以清除，鋼筋端面有鐵銹和氧化膜應(yīng)清除干凈、不得有氧化現(xiàn)象。夾具應(yīng)能夾緊鋼筋，當(dāng)鋼筋承受最大軸向壓力時(shí)，鋼筋?yuàn)A頭之間不得產(chǎn)生相對(duì)位移；動(dòng)夾頭應(yīng)與定夾頭同心，并當(dāng)不同直徑鋼筋焊接時(shí)，亦應(yīng)保持同心，并使兩根鋼筋的軸線在同一直線上。兩根鋼筋不同直徑時(shí)，直徑之差不得大于7mm，夾頭的位移應(yīng)大于或等于現(xiàn)場(chǎng)最大鋼筋直徑焊接時(shí)所需要的壓縮長(zhǎng)度。氣壓焊的開始階段應(yīng)采用碳化焰，對(duì)準(zhǔn)兩根鋼筋接縫處集中加熱，應(yīng)使其內(nèi)焰包住縫隙，防止鋼筋端面產(chǎn)生氧化。在確認(rèn)

7、兩根鋼筋縫隙完全密合后，應(yīng)改用中性焰，以后焊面為中心在兩側(cè)各一倍鋼筋直徑長(zhǎng)度范圍內(nèi)往復(fù)寬幅加熱。氣壓焊施焊中，通過最終的加熱加壓，應(yīng)使接頭的鐓粗區(qū)形成規(guī)定的形狀；然后應(yīng)停止加熱、略微延時(shí)，解除壓力，拆下焊接夾具。在加熱過程中，當(dāng)在鋼筋端面縫隙完全密合之前發(fā)生滅火中斷現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)將鋼筋取下重新打磨、安裝，然后點(diǎn)燃火焰進(jìn)行焊接。當(dāng)發(fā)生在鋼筋端面縫隙完全密合之后，可繼續(xù)加熱加壓。4.4氣壓焊鋼筋連接的優(yōu)缺點(diǎn)鋼筋氣壓焊是利用氧乙炔火焰把鋼筋接合部分加熱至塑化狀態(tài)同時(shí)加以適當(dāng)壓力，使其形成牢固接頭的對(duì)焊法。焊接不用焊條和焊熔劑，依靠母材本身固相接合。接頭沒有外來(lái)金屬，焊縫不存在鑄造組織，幾乎不會(huì)出現(xiàn)夾渣、

8、氣孔等焊接常見缺陷。接頭強(qiáng)度高，性能可靠，有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。此外，還有以下優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約材料、工效高、成本低。直徑D20D32鋼筋比搭接綁扎平均節(jié)約鋼筋2030%以上。每個(gè)接頭節(jié)約11.5m，平均可節(jié)約5kg以上鋼筋。鋼筋氣壓焊工效相當(dāng)于手工電弧焊的45倍，而成本只有后者的1/31/2。與比較高效的機(jī)械連接(冷擠壓連接)比較，氣壓焊接成本只有后者的1/81/10。焊接過程不用電。全位置可焊，焊接設(shè)備輕巧、操作簡(jiǎn)便。適用于各種位置、各種方向、各種直徑鋼筋的連接。鋼筋受力狀況好。鋼筋在同一軸線上，受力狀況好，鋼筋間隙不減小，提高混凝土澆灌質(zhì)量。目前氣壓焊接多為手工操作，如果操作不當(dāng)，工藝參數(shù)選擇不

9、合理，鋼筋材質(zhì)不適宜等，會(huì)產(chǎn)生如下各種缺陷。接頭成形不良；接頭偏心和傾斜；偏凸、壓焊面偏移；過燒、縱向裂紋；平破面（未焊合）等。4.5注意事項(xiàng)氣壓焊鋼筋連接技術(shù)工序較復(fù)雜，受氣候影響大，且有明火作業(yè)不安全，施焊現(xiàn)場(chǎng)須設(shè)置消防設(shè)備。氣壓焊必須有專人操作、管理并持證上崗，調(diào)換人員必須做焊接試件，必須試驗(yàn)合格后，才能進(jìn)行操作。焊炬火焰熄滅或發(fā)生回火時(shí)，均應(yīng)先關(guān)閉焊炬乙炔閥，再關(guān)閉氧氣閥。當(dāng)采用兩種不同直徑的鋼筋焊接時(shí)，其兩直徑之差不得大于7mm。冬季冰雪天壓焊，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有嚴(yán)密的遮蔽措施，刮風(fēng)時(shí)應(yīng)有擋風(fēng)措施，壓焊作業(yè)后的鋼筋接頭不得與冰雪接觸。5試件取樣驗(yàn)收要求及試驗(yàn)結(jié)果5.1接頭力學(xué)性能試驗(yàn)在同一樓層

10、、同焊工以300個(gè)接頭為一批，不足300個(gè)接頭仍為一批。在一批中隨機(jī)抽取3個(gè)試件做拉伸試驗(yàn)，試件取樣長(zhǎng)度： 20mm，L拉10d+200，L彎5d十200； 20mm， L拉10d十250，L彎5d十200；在梁板的水平鋼筋焊接中，應(yīng)另取3個(gè)接頭試件做彎曲試驗(yàn)，試件取樣長(zhǎng)度同上。當(dāng)同一批內(nèi)有幾種不同直徑鋼筋時(shí)，應(yīng)抽取直徑較大鋼筋接頭做試驗(yàn)。拉伸試驗(yàn)結(jié)果， 3個(gè)試件抗拉強(qiáng)度均不得小于該級(jí)別鋼筋規(guī)定值的抗拉強(qiáng)度，并應(yīng)斷于焊面之外，并呈廷性斷裂。當(dāng)有一個(gè)試件不符合要求時(shí)，應(yīng)另抽取6個(gè)試件進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，其結(jié)果如仍有一個(gè)試件不符合要求，則該批接頭為不合格品。彎曲試驗(yàn)3個(gè)試件，要求彎至90°，均不得

11、在壓焊面發(fā)生破斷。試驗(yàn)結(jié)果如有一個(gè)試件不符合要求，應(yīng)另抽取6個(gè)試件進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，其結(jié)果如仍有一個(gè)試件不符合要求，則該批接頭為不合格品。5.2外觀檢測(cè)壓焊區(qū)兩鋼筋軸線的相對(duì)偏心量不得大于0.15d，同時(shí)不大于4mm(不同直徑相焊接時(shí)，按較小鋼筋直徑計(jì)算)。兩鋼筋軸線彎折角不得大于4°。鐓粗區(qū)最大直徑1.4d，變形長(zhǎng)度為1.2d，且凸起部分平緩圓滑。鐓粗區(qū)最大直徑處與壓焊面偏移量不得大于0.2d。壓焊區(qū)表面不得有嚴(yán)重?zé)齻?；縱向裂紋不得大于3mm，橫向裂紋不允許。外觀檢查全部接頭，首先由焊工自己負(fù)責(zé)進(jìn)行，后由質(zhì)檢人員進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)不符合質(zhì)量要求的，要校正或割去重新焊接。5.3試驗(yàn)結(jié)果本工程共有

12、接頭11708個(gè)，隨機(jī)抽取試件108組。試件檢測(cè)單位為麗水市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站材料檢驗(yàn)中心，現(xiàn)具有代表性的樓層、部位、不同牌號(hào)鋼材的試驗(yàn)結(jié)果列表如下。樣品編號(hào)工程部位鋼材名稱鋼材牌號(hào)公稱直徑amm檢測(cè)項(xiàng)目判定抗拉強(qiáng)度b斷裂位置及斷裂特征彎曲性能標(biāo)準(zhǔn)要求MPa實(shí)測(cè)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)測(cè)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)測(cè)結(jié)果荷重KN強(qiáng)度MPa1二層柱鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋HRB33516490105.4525至少2個(gè)試件斷于焊縫之外，并呈延性斷裂斷于焊縫之外，延性斷裂彎心直徑d=4a彎曲90º至少2個(gè)試件不發(fā)生破斷不破斷符合105.0520106.85302二層柱鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋HRB3352049016

13、2.2515斷于焊縫之外，延性斷裂不破斷符合163.5520163.15203二層柱鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋HRB33522490212.7560斷于焊縫之外，延性斷裂不破斷符合211.9555212.05604二層梁鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋HRB33518490135.7535斷于焊縫之外，延性斷裂不破斷符合135.4530135.85355二層梁鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋HRB33520490174.7555斷于焊縫之外，延性斷裂不破斷符合173.6550174.15556二層梁鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋HRB33525490280.5570斷于焊縫之外，延性斷裂不破斷符合280.5570279.65707六層梁鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋HRB40020570193.7615斷于焊縫之外，延性斷裂不破斷符合190.3605189.06008六層梁鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋HRB40025570302.8615斷于焊縫之外，延性斷裂不破斷符合303.5620304.5620注：檢測(cè)依據(jù)為JGJ18-2003、J253-2003鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程。試驗(yàn)設(shè)備為L(zhǎng)S004。當(dāng)時(shí)室溫為24-28。6結(jié)語(yǔ)鋼筋氣壓焊連接技術(shù)施工方便快捷，接頭質(zhì)量穩(wěn)定性好、設(shè)備輕便。該技術(shù)與閃光對(duì)弧焊、錐螺紋連接、套筒冷擠壓連接等相比，成本低，特別適應(yīng)用于多跨連續(xù)梁，小高層、高層的綜合大樓。實(shí)踐證明：該連接技術(shù)