闪光对焊工艺设计.docx
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闪光对焊工艺设计
目录
1、材料机具、作业条件2
1.1材料要求2
1.2主要机具设备2
1.3作业条件2
2工艺流程3
2.1工艺流程图3
2.2闪光对焊工艺3
3闪光对焊工艺参数5
4操作要点及注意事项6
5质量标准8
5.1保证项目8
5.2基本项目8
6成品保护9
7质量通病及防治9
8质量记录10
钢筋闪光对焊工艺设计
1、材料机具、作业条件
1.1材料要求
钢筋:
钢筋的级别、直径必须符合要求,有出厂证明书及复试报告单。
进口钢筋还应有化学复试单,其化学成分应满足焊接要求,并应有可焊性试验。
钢筋用I~Ⅱ级各种规格钢筋,具有出厂合格证,进场后经物理性能检验符合有关标准和规范的要求。
1.2主要机具设备
对焊机及配套的对焊平台、防护深色眼睛、电焊手套、绝缘鞋、钢筋切断机、空压机、水源、除锈机或钢丝刷、冷拉调直作业线,常用对焊机技术参数见表1-1。
1.3作业条件
(1)焊工必须持有有效的考试合格证。
操作人员经培训、考核,方可持证上岗。
(2)对焊机及配套装置、冷水、压缩空气等应符合要求。
电源应符合要求,当电源电压下降大于5%,小于8%时,应采取适当提高。
(3)焊接变压器级数的措施;大于8%时,不得进行焊接。
电源已具备,电流、电压符合对焊要求。
(4)钢筋焊接部位清理,表面平整、清洁、无油污、杂质等
(5)熟悉料单,弄清接头位置,做好技术交底。
(6)对焊机检修完好,焊机容量、电压,符合要求并符合安全规定。
(7)作业场地应有安全防护设施,放火和必要的通风措施,防止发生烧伤、触电及火灾等事故。
表1-1常用对焊机技术参数表
焊机型号
单位
UN1-50
UN1-75
UN1-100
UN2-150
UN17-150-1
动夹具传动方式
杠杆挤压弹簧(人力操作)
电动机凸轮
气-液压
额定容量
50
75
100
150
150
负载持续率
%
25
20
20
20
50
电源电压
v
220/380
220/380
380
380
380
次级电压调节范围
v
2.9~5.0
3.52~7.04
4.5~7.6
4.5~7.6
4.05~8.10
3.8~7.6
次级电压调节级数
6
8
8
16
16
连续闪光焊钢筋最大直径
mm
10~12
12~16
16~20
20~25
20~25
预热闪光焊钢筋最大直径
mm
20~22
32~36
40
40
40
每小时最大焊接件数
50
75
20~30
80
120
冷却水消耗量
L/h
200
200
200
200
600
2工艺流程
2.1工艺流程图
图2-1闪光对焊工艺流程图
2.2闪光对焊工艺
根据钢筋品种、直径和所用对焊机功率大小,可选用连续闪光焊、预热闪光焊、闪光-预热-闪光等对焊工艺。
对于可焊性差的钢筋,对焊后宜采用通电热处理措施,以改善接头塑性。
2.1.1连续闪光焊
(1)连续闪光焊一般用于焊接直径22mm以内的HPB235、HRB335、HRB400和RPB400级钢筋及直径在16mm以内的HRB500级钢筋。
(2)连续闪光焊的工艺过程包括:
连续闪光和顶锻,连续闪光焊的工艺过程为待钢筋夹入对焊机的电极钳口上后,闭合一次电路,使两钢筋端面轻微接触。
由于钢筋端面不平,此接触面很小,电流通过时电流密度和电阻较大,接触点很快溶化,产生金属蒸气飞溅,形成闪光现象(故称闪光焊)。
接着徐徐移动钢筋,使两钢筋端面仍保持轻微接触,形成连续闪光过程。
当闪光达到规定程度后(烧平端面,闪掉杂质,热至熔化),随即施加轴向压力迅速进行顶锻,再无电顶锻到一定长度,焊接即完成。
2.1.2预热闪光焊
(1)钢筋直径较大,端面比较平整时,宜用预热闪光对焊。
(2)预热闪光对焊工艺过程包括:
一次闪光预热:
二次闪光、顶锻。
施焊时,先一次闪光,将钢筋端面闪平;然后预热,方法是使两钢筋端面交替地轻微接触和分开,产生电阻热(不闪光)来现实预热。
二次闪光与顶锻过程同连续闪光。
2.1.3闪光-预热-闪光对焊
闪光—预热—闪光焊的工艺过程包括:
一次闪光、预热;二次闪光及顶锻。
施焊时,首先一次闪光,使不平整的钢筋端面烧化平整,然后预热,使钢筋端面作周期性的闭合和断开,使其间隙发生连续闪光来实现均匀预热;接着再连续闪光,最后加压顶锻,二次闪光与顶锻过程同连续闪光焊。
3闪光对焊工艺参数
图3-1闪光对焊工艺参数试验流程图
焊接参数包括:
闪光留量、闪光速度、顶锻留量、顶锻速度、顶锻压力、调伸长度及变压器级次等,如采用预热闪光焊还需增加预热留量与预热频率等参数。
常用Ⅰ、Ⅱ级钢筋连续闪光对焊参数见表3—1:
可根据钢筋级别、直径、焊机特性、气温高低、实际电压以及所选焊接工艺等进行选择,在试焊后修正。
一般闪光速度开始时近于零,而后约1㎜/s,终止时1.5~2㎜/s顶锻速度开始的0.1s应将钢筋压缩2~3㎜,而后断电并以6㎜/s的速度继续顶锻至结束;顶锻压力应足以将全部的熔化金属从接头内挤出。
表3-1Ⅱ级钢筋预热闪光对焊参数
钢筋级别
钢筋直径(mm)
调度长度(mm)
闪光及预热留量(mm)
预锻留量(mm)
总留量
变压器级次(UN1-75)
一次闪光
预热
二次闪光
有电
无电
Ⅱ
20
1.5d
2+
2
6
1.5
3.5
15+
Ⅴ
22
1.5d
3
2
6
1.5
3.5
16+
Ⅴ
25
1.25d
3
4
6
2
4
19+
Ⅴ
28
1.25d
3
5
7
2
4
21+
Ⅵ
32
1.0d
3
6
8
2.5
4.5
24+
Ⅵ
36
1.0d
3+
7
8
3
5
26+
Ⅶ
注:
①e为钢筋端部不平时,两钢筋端部凸出部分长度;
②Ⅰ级钢筋预热闪光焊参数也可参考Ⅱ、Ⅲ级钢筋预热闪光焊参数,但调伸长度宜为0.75d.
不同直径得钢筋焊接时,其直径差不大于2~3㎜。
焊接时,按大直径钢筋选择焊接参数。
负温(不低于—20℃)下闪光对焊,应采用弱参数,焊接场地应有防风、防雨措施,使室内保持0℃以上。
焊后接头部位应采用石棉粉保温,避免接头冷淬脆裂。
4操作要点及注意事项
(1)焊接前应检查焊机各部件和接地情况,调整变压器级次,开放冷却水,合上电闸,开可工作。
(2)钢筋端头应顺直,两钢筋轴线偏差不得超过0.5mm,150mm范围内的铁锈、污物等应清除干净,以避免在夹具和钢筋间因接触不良而引起“打火”(对HRB500级钢筋尤为致命点)。
(3)对Ⅱ级钢筋采用预热闪光焊时,应做到一次闪光,闪平为准;预热充分,频率要高;二次闪光,短、稳、强烈;顶锻过程快而有力。
(4)焊接时如调换焊工或更换钢筋级别和直径,应按规定制作对焊试件(不少于2组)作冷弯试验,合格后才能按既定参数成批对焊,否则焊调整参数,经试验合格后才能进行操作。
焊接参数应由操作人员根据钢种特性、气温高低、实际电压、焊机性能等具体情况进行修正。
(5)钢筋要冷拉之前对焊,对考验对焊接头质量和冷却钢筋不因焊接而降低强度。
(6)不同直径的钢筋对焊时,其直径之比不宜大于1.5;同时出应按大直径钢筋焊接参数外,并应减小大直径钢筋的调伸长度,或利用短料先将大直径钢筋预热,以使两者在焊接过程中加热均匀,保持焊接质量。
(7)操作人员应根据钢种特性、气温高低、实际电压、焊机性能等具体情况自行修正焊接参数。
夹紧钢筋时应使两钢筋端面的凸出部分相接触,以利均匀加热。
(8)焊接过程中,如发现焊接质量不能满足要求,应针对产生原因,采取防治措施。
如焊接烧化过分剧烈并产生爆炸声,应降低变压器级次,减少闪光速度。
如钢筋表面严重烧伤,应清除电极钳口的杂质和钢筋夹紧部分的铁锈,改进电极槽口形状,以增加其接触面积;同时夹紧钢筋,如接头中有氧化膜、未焊透或有夹渣,应增加预热过程;避免过早切断电流;增加顶锻压力。
如接头轴线偏移和弯折,应采取调整电极位置,增强夹具刚度;切除或矫直钢筋端头或焊完后平稳取下钢筋等措施。
(9)对焊时如发现接头区域出现裂缝通病,应检查钢筋的碳、硫、磷含量,如不符合规定,应予更换或采取低频预热方法增加预热程度,或减少顶锻压力等措施。
如热影响区淬硬脆断,应采取扩大低温加热区(见红区),降低温度梯度,减缓焊后冷却速度或焊后通电热处理等措施。
已裂缝的接头应切除重焊。
(10)焊接完后,应待接头处由红色变成黑色才能松开夹具,平稳地取出钢筋,以免引起接头弯曲。
(11)负温下焊接,冷却快,易产生粹硬现象,内应力也大。
因此,负温下焊接应减小温度梯度和冷却速度,可适当用保温材料覆盖。
并可增大调伸长度10﹪~20﹪,降低变压器级数,以使加热均匀,同时降低烧化速度。
5质量标准
5.1保证项目
(1)对焊钢筋应有出厂质量证明和试验报告,钢筋的品种和质量必须符合设计要求和有关标准的规定。
(2)钢筋对焊时所选用对焊机性能和工艺方法,必须符合焊接工艺要求。
5.2基本项目
(1)闪光对焊接头的质量检验,应分批进行外观检查和力学性能试验。
钢筋闪光对焊接头的外观检查数量,应从每批中抽查10%,且不得少于10个;钢筋闪光对焊接头的力学试验包括拉伸试验和弯曲试验,应从每批接头中随机切取6个试件,其中3个做拉伸试验,3个做弯曲试验。
在同一台班内,由同一焊工完成的200个同级别、同直径钢筋焊接头应作为一批。
当同一台班内焊接的接头数量较少,可在一周之内累计计算;累计仍不足200个接头,应按一批计算。
(2)闪光对焊接头外观检查,接头处不得有横向裂纹;与电极接触处的钢筋表面,Ⅰ~Ⅲ级钢筋焊接时不得有明显烧伤;Ⅳ级钢筋焊接时不得有烧伤;负温闪光对焊时,对于Ⅱ~Ⅳ级钢筋,均不得有烧伤;接头处的弯折角不得大于4°;接头处的轴线偏移,不得大于钢筋直径的0.1倍,且不得大于2mm.。
(3)闪光对焊街头拉伸试验3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度;余热处理Ⅲ级钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于热轧Ⅲ级钢筋抗拉强度570MPa;应至少有2个试件断于焊缝之外,并呈延性断裂。
闪光对焊接头弯曲试验时,应将受压面的金属毛刺和镦粗变形部分清除,且与母材的外表齐平。
弯曲时,焊缝应处于弯曲中心点,弯心直径Ⅰ、Ⅱ级钢筋分别为2d、4d,钢筋直径d大于25mm时,弯心直径应增加1d,弯曲角均为90°,当弯至90°,接头外侧不得出现宽度大于0.15mm的横向裂纹。
表5-1钢筋对接接头弯曲试验指标表
项次
钢筋级别
弯心直径(mmm)
弯曲角(mm)
1
HPB235
2d
90
2
HRB335
4d
90
注:
①d为钢筋直径;
②直径大于28mm得钢筋对焊接头,做弯曲试验时弯心直接应增加一个钢筋直径。
弯曲试验结果如有2个试件未达到上述要求,应取双倍数量的试件进行复验。
复验结果若有3个试件不符合要求,该批接头即为不合格品。
6成品保护
(1)焊接后,焊接区应防止骤冷,以免发生脆裂。
当气温较低时,接头部位应适当用保温材料覆盖。
(2)钢筋对焊半成品按规格、型号分类堆放整齐,退房场所应有遮盖,防止雨淋而锈蚀。
(3)运输装卸对焊半成品时不能随意抛掷,以避免钢筋变形。
7质量通病及防治
(1)在钢筋对焊生产中,应重视焊接全过程中的任何一个情节,以确保焊接质量,若出现异常现象,应参照表7-1查找原因,及时消除。
表7-1钢筋对焊异常现象、焊接缺陷及防止措施
项次
异常现象和缺陷种类
防止措施
1
烧化过分剧烈,并产生剧烈的爆炸声
1.降低变压器级数、2.减慢烧化速度
2
闪光不稳定
1.清除电极底部和表面的氧化物、2.提高变压器级数、3.加快烧化速度
3
接头中有氧化膜、未焊透或夹渣
1.增加预热程度、2.加快临近顶锻时的烧化速度、3.确保带电顶锻过程、4.加快顶锻速度、5.增大顶锻压力
4
接头中有缩孔
1.降低变压器级数、2.避免烧化过程过分强烈、3.适当增大顶锻留量及带电顶锻
5
焊缝金属过烧或热影响区过热
1.减小预热程度、2.加快烧化速度,缩短焊接时间、3.避免过多带电顶锻
6
接头区域裂纹
1.检验钢筋的碳、硫、磷含量;若不符合规定时,应更换钢筋、2.采用低频预热方法,增加预热程度
7
钢筋表面微熔及烧伤
1.清除钢筋被夹紧部位得铁锈和油污、2.清除电极内表面的氧化物、3.改进电极槽口形状,增大接触面积、4.夹紧钢筋
8
接头弯折或轴线偏移
1.正确调整电极位置、2.修正电极钳口或更换已变形的电极、3.切除或矫直钢筋的弯头
(2)冷拉钢筋的焊接应在冷拉之前进行。
冷拉过程中,若在接头部位发生断裂时,可在切除热影响区(离焊缝中心约为0.7倍钢筋直径)后再焊再拉,但不得多余两次。
同时,其冷拉工艺与要求应符合《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-92)的规定。
8质量记录
本工艺标准应具备以下质量记录:
钢筋出厂质量证明书或试验报告单;钢筋机械性能复试报告。
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