钢筋焊接与机械连接

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1、17钢筋焊接与机械连接Ⅰ钢筋焊接由于种种原因,钢筋焊接接头的形成条件往往偏离正常状态,致使钢筋焊口或近缝区产生缺陷,影响接头阶性能。现就钢筋焊接与机械连接施工质量通病及其防治措施分述如后。17.1钢筋闪光对焊17.1.1未焊透1.现象焊口局部区域未能相互结晶,焊合不良,按头镦粗变形量很小,挤出的金属毛刺极不均匀,多集中了上口,并产生严重的胀开现象(图17-1);从断口上可看到如同有氧化膜的粘合面存在(图17-2)。                2.原因分析(1)(1)   焊接工艺方法应用不当。比如,对断面较大的钢筋理应采取预热闪光

2、焊工艺施焊,但却采用了连续闪光焊工艺。(2)(2)   焊接参数选择不合适:特别是烧化留量太小,变压器级数过高以及烧化速度太快等,造成焊件端面加热不足,也不均匀,未能形成比较均匀的熔化金属层,致使顶锻过程生硬,焊合面不完整。3.防治措施(1)适当限制连续闪光焊工艺的使用范围。钢筋对焊焊接工艺方法宜按下列规定选择: 1)当钢筋直径≤25mm,钢筋级别不大于Ⅲ级,采用连续闪光焊;2)当钢筋直径>25mm,级别大于Ⅲ级,且钢筋端面较平整,宜采用预热闪光焊,须热温度约1450℃左右,预热频率宜用2—4次/s;3)当钢筋端面不平整,应采用“闪光

3、—预热—闪光焊”。连续闪光焊所能焊接的钢筋范围,应根据焊机容量、钢筋级别等具体情况而定,并应符合表17-1规定。连续闪光焊焊接钢筋的范围表17-1焊机容量(kVA)钢筋直径(mm)钢筋级别焊机容量(kVA)钢筋直径(mm)钢筋级别焊机容量(kVA)钢筋直径(mm)钢筋级别160≤25≤22≤20ⅠⅡⅢ100≤20≤18≤16ⅠⅡⅢ80≤16≤14≤12ⅠⅡⅢ(2)重视预热作用,掌握预热要领,力求扩大沿焊件纵向的加热区域,减小温度梯度。需要预热时,宜采用电阻预热法,其操作要领如下:第一,根据钢筋级别采取相应的预热方式。其工艺过程图解见图

4、17-3,随着钢筋级别的提高,预热频率应逐渐降低。预热次数应为1~4次,每次预热时间应1.5~2s,间歇时间应为3~4s。第二,预热压紧力应不小于3MPa。当具有足够的压紧力时,焊件端面上的凸出处会逐渐被压平,更多的部位则发生接触,于是,沿焊件截面上的电流分布就比较均匀,使加热比较均匀。                     (1)(3)   采取正常的烧化过程,使焊件获得符合要求的温度分布,尽可能平整的端面,以及比较均匀的熔化金属层,为提高接头质量创造良好的条件。具体作法是:第一,根据焊接工艺选择烧化留量:连续闪光时,烧化过程应较

5、长,烧化留量应等于两根钢筋在断料时切断机刀口严重压伤区段(包括端面的不平整度),再加8mm。闪光—预热—闪光焊时,应分一次烧化留量和二次烧化留量,一次烧化留量等于两根钢筋在断料时切断机刀口严重压伤区段,二次烧化留量不应小于10mm,预热闪光焊时的烧化留量不应小于10mm。第二,采取变化的烧化速度,保证烧化过程具有“慢一快一更快”的非线性加速度方式。平均烧化速度一般可取2mm/s。当钢筋直径大于25mm时,因沿焊件截面加热的均衡性减慢,烧化速度应略微降低。(4)避免采用过高的变压器级数施焊,以提高加热效果。 17.1.2氧化1.现象一种

6、情况是焊口局部区域为氧化膜所覆盖,呈光滑面状态(图17-4);另一种情况是焊口四周或大片区域遭受强烈氧化,失去金属光泽,呈发黑状态(图17-5)。            2.原因分析(1)(1)   烧化过程太弱或不稳定,使液体金属过梁的爆破频率降低,产生的金属蒸气较少,从数量上和压力上都不足以保护焊缝金属免受氧化。(2)从烧化过程结束到顶锻开始之间的过渡不够急速,或有停顿,空气侵入焊口。(3)顶锻速度太慢或带电顶锻不足,焊口中熔化金属冷却,致使挤破和去除氧化膜发生困难。(4)焊口遭受强烈氧化的原因,是由于顶锻留量过大,顶锻压力不足,

7、致使焊口封闭太慢或根本未能真正密合之故。3.防治措施(1)(1)   确保烧化过程的连续性,并具有必要的强烈程度。作法是:第一,选择合适的变压器级数,使之有足够的焊接电流,以利液体金属过梁的爆破;第二,焊件瞬时的接近速度应相当于触点—过梁爆破所造成的焊件实际缩短的速度,即瞬时的烧化速度。烧化过程初期,因焊件处于冷的状态,触点—过梁存在的时间较长,故烧化速度应慢一些。否则,同时存在的触点数量增加,触点将因电流密度降低而难以爆破,导致焊接电路的短路,发生不稳定的烧化过程。随着加热的进行,烧化速度需逐渐加快,特别是紧接顶锻前的烧化阶段,则应

8、采取尽可能快的烧化速度,以便产生足够的金属蒸气,提高防止氧化的效果。(2)(2)   顶锻留量应为4~10mm,使其既能保证接头处获得不小于钢筋截面的结合面积,又能有效地排除焊口中的氧化物,纯洁焊缝金属。随着钢筋直径的增

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