竖向钢筋电渣压力焊质量缺陷及预防措施及

竖向钢筋电渣压力焊质量缺陷及防治措施

摘要：河北省保定至阜平高速公路K66+728范家沟大桥空心薄壁墩竖向钢筋采用电渣压力焊。以往的施工中存在了轴线偏移、假焊等质量缺陷，为确保工程质量，提高工效，在调查研究的基础上，结合现场施工验证，对各种缺陷成因进行分析，并做出了防治措施。

关键词：竖向钢筋电渣压力焊工程质量缺陷防治措施

引言：竖向钢筋电渣压力焊是一种可靠的钢筋连接技术，与其他钢筋连接技术（例如：手工电弧焊，钢筋气压焊等）相比较节约钢材，工效高，速度快深受广大施工企业欢迎，近年来得到了飞速发展，但在施工过程中，由于上岗新手多，现场施工条件复杂等因素影响造成焊接缺陷时有发生，给工程质量带来了隐患，因返工、费料等原因造成了一定的经济损失，同时也给公司的形象信誉产生了影响。笔者在收集了施工经验以及参考资料和文献后，提出了一些防治措施，供施工同行参考。

1 焊接原理

竖向钢筋电渣压力焊被焊接部位埋置于焊剂之中，借助被焊部位之间形成的电弧熔化焊剂获得2000℃以上的高温熔渣将被焊部位熔化，再经顶压形成焊接接头。

2 焊机构造

竖向钢筋电渣压力焊机由电弧焊机、控制系统、夹具三部分组成。夹具又由主体、上钳口、下钳口、焊剂罐、监控表五部分组成。目前生产厂家较多，夹具形式多样，但主要可分成两类:杠杆式和手摇式。杠杆式(图1)是由杠杆的抬高和降低来实现上钢筋向下和向上移动。手摇式(图2)是通过手摇柄顺时针方向或逆时针方向摇动来实现上钢筋的移动。

3 焊剂选择

竖向钢筋电渣压力焊一般选用HJ431焊剂。

4 焊接中缺陷、产生原因及防治措施

4.1 轴线偏移

这是竖向钢筋电渣压力焊焊接中最常见的缺陷。

⑴缺陷描述:《钢筋焊接及验收规程》JGJ18—2003 规定:“接头处钢筋轴线的偏移不得超过0.1 钢筋直径，同时不得大于2mm”，超过此标准为轴线偏移缺陷(图3)。

⑵产生原因:

①夹具不合格。有些夹具上、下钳口中心不在一条直线上。有的因

加工精度差或使用磨损，上、下钳口中心不固定。检查办法是将被

焊钢筋2 根分别固定在上钳口和下钳口，使其端面重合，然后将上

钢筋抬起再落下反复几次。如果有一次不能重合，轴线错开2mm 以

上。这样夹具即为不合格品。

②上、下钳口的同心度未调好。有的夹具可调节上下钳口的中心。

目的是为焊接直径不同的钢筋。如果焊工调不好就有误差。有时闲

杂人员乱摆弄也能造成误差。

③钢筋端部不直。钢筋端部不直，既使钢筋同心，端部也会错开。

④钢筋安放不正。辅助工操作不认真，上、下钢筋安装不同心。

⑤挤压力过大。挤压过程中动作过猛，压力过大，造成上钢筋位移。

⑶防治措施:

①选择上、下钳口夹距长、直角槽、加工精度高的夹具。目前钳口夹距长度有60mm、100mm，以后者为好；钳口形状有弧形、钝角形、直角形，以直角形为好。夹距长、直角形的钳口，钢筋易找同心，夹住后也不易晃动。

②经常维修夹具。

③钢筋端部一定要顺直，否则要校直或切除。

④辅助工安装好夹具，待焊工检查后再放焊剂。

⑤挤压力要适当。通过焊前培训，试焊，使焊工熟练掌握用力大小。

4.2 接头弯折

⑴缺陷描述:《钢筋焊接及验收规程》JGJ18—2003 规定:“接头处弯折不得大于3°”否则为弯折缺陷(图4)。

⑵产生原因:

①钢筋端部不直。

②钢筋安放不正。

③夹具过早拆除或扶钢筋过早撒手。焊完后，当接头还处于软状态

时就将夹具拆除或辅助工撒手，钢筋摆动而产生弯曲。

⑶防治措施:

①钢筋端头一定要顺直，否则要校直或切除。这样夹具易使上、下

钢筋成直线，夹住也不易晃动。

②选择上、下钳口夹距长、直角槽、加工精度高的夹具。

③辅助工安装好夹具，待焊工检查后再放焊剂。

④焊后至少等3min 再拆夹具。扶钢筋至少要等2min 后再撒手。

4.3 焊包薄而大

⑴缺陷描述:焊包是焊接时挤出的熔化金属，它反映了钢筋熔化量大小。一般认为焊包直径为钢筋直径的1.6 倍为好。但在工地上看到薄而大的焊包较多。原因是一些人认为焊包越大受力越好，其实焊包并不能算作钢筋的受力断面。因为焊包在一般情况下是箍在钢筋上而不是和钢筋连在一起的。焊包过大反映钢筋熔化量过大。有时反而降低强度(图5)。

⑵产生原因:

①挤压过猛。钢筋熔化部分被挤出过多。

②焊接电流通过时间过长。钢筋熔化量过大。

③焊接电流过大。钢筋熔化量过大。

⑶防治措施:

①掌握好挤压速度。

②减少焊接时间。

③减小焊接电流。钢筋电渣压力焊热效率较高，宜按钢筋端头截面积取0.8～0.9A/mm2

4.4 焊包不均

⑴缺陷描述:焊包的中心和钢筋的轴心不重合，偏差较大。《钢筋焊接及验收规程》JGJ18—2003 规定:如果焊包突出钢筋部分小于4mm则为不合格品(图6)。

⑵产生原因:

①钢筋端面不平，两端面的间隙一边大、一边小，间隙小的一边电阻小，熔化多，包就大；反之，包就小(图7)。

②钢筋周围焊剂的密度不一致，熔化后温度就不一致，造成钢筋熔化量不均匀，熔化多的一边包就大。

③焊剂中混进过多的泥土，泥土多的一侧焊剂温度低，包就小。

④引弧球放偏。引弧球偏向那一侧钢筋熔化量就多，包就大。

⑤钢筋倾斜。钢筋熔化后因重力作用向低的一边流动。

⑶防治措施:

①钢筋端面应平整。不能有大的斜坡，否则进行切断找平钢筋端面。

②应从焊剂罐的四周倒焊剂。严禁只从一侧倒，同时边倒边轻敲焊剂盒，保证倒入的焊剂密实均匀。

③回收焊剂时尽量避免混入杂物，对回收的焊剂过粗、细两次筛，除掉焊剂中的土、砂等杂物。

④引弧球应成球形，并且放在钢筋端面中心。

⑤钢筋要垂直于地面焊接。由辅助工在上方扶住钢筋。

3.5 焊包下流

⑴缺陷描述:焊包向下流淌。如果焊包突出钢筋部分小于4mm

则为不合格品(图8)。

⑵产生原因:

①焊剂罐石棉垫未垫好，使焊剂流淌。

②过早拆掉焊剂罐。

⑶防治措施:

①焊剂罐下部石棉垫或石棉带必须垫好或绕紧。

②焊完后至少等5min 才能拆焊剂罐。

4.6 气孔

⑴缺陷描述:焊包的表面或试件的断面上有气孔。前者叫外气孔，后者叫内气孔(图9)。

⑵产生原因:

①焊剂受潮。焊剂中如果混有水分，焊接时产生气体，在焊

包上产生气孔。

②钢筋锈蚀严重。焊接时铁锈在高温下转化为气体，在焊包

上产生气孔。

③钢筋在焊剂中埋入深度不够。易受大气中水蒸气影响，也

会产生气孔。

④挤压不到位。没有把气泡挤出去。

⑶防治措施:

①焊剂使用前要经恒温250℃烘焙1-2小时。

②对锈蚀严重的钢筋要除锈。

③钢筋埋入焊剂的深度应在4cm 以上。

④有足够的挤压行程。

4.7 未焊合

⑴缺陷描述:钢筋端面一部分未熔化(图10)。

⑵产生原因:

①焊接电流小，钢筋未熔化。

②焊接时间短，钢筋未熔化。

③上钳口向下移动受阻使上钢筋无法进入熔池。

⑶防治措施:

①增大焊接电流。

②延长焊接时间。

③经常检修夹具，使上钢筋下送自如。

4.8 咬边

⑴缺陷描述:在上钢筋和焊包的连接处可见凹痕，甚者环绕钢筋一周(图11)。一般认为凹痕深度大于0.5mm 为不合格品。

⑵ 4.8.2 产生原因:由于焊接时间过长或电流过大。使上钢筋端部熔化下坠形成颈缩。如果此时挤压不到位就会形成凹痕(图12)。

⑶防治措施:

①缩短焊接时间。

②减少焊接电流。

③注意上钳口夹钢筋位置，确保上钢筋挤压到位。

4.9 钢筋烧伤

⑴缺陷描述: 《钢筋焊接及验收规程》JGJ18—2003 规定:“钢筋与电极接触处，应无烧伤缺陷”。钢筋被上、下钳口夹过的地方出现麻坑(图13)。

⑵产生原因:

①钳口未夹紧，焊接时产生火花，烧伤钢筋。

②钢筋锈蚀严重，电阻增大，焊接时发生火花，烧伤钢筋。

⑶防治措施:

①钳口要夹紧。焊工在进行焊接前检查钳口，确保钢筋不晃

动。

②钢筋要除锈。钢筋堆放时进行下垫上盖，对生锈的钢筋用

钢丝刷进行除锈。

4.10 拉伸试件强度不够或脆断于焊包（假焊）

⑴缺陷描述:试件达不到该级别钢筋的拉伸强度值或者虽达

到拉伸强度值但在焊包处脆断(图14)。

⑵产生原因:

①钢筋轴线偏移、未焊合、气孔、咬边等缺陷存在，使受力

截面变小；弯折产生应力集中。

②焊接时间过长使接头过热，产生脆性组织。

③渣壳去掉过早。焊包过早暴露于空气中受冷，产生脆性组

织。

④顶压力过大。焊缝金属的厚度和焊缝金属结晶后的状态确

定接头的焊接质量，而顶压力直接影响直接影响接头焊缝厚度

和其结晶后的状态。

⑶防治措施:

①通过上述的措施，防止接头轴线偏移、未焊合、气孔、咬

边等缺陷的发生。

②掌握正确焊接时间。造渣和电渣的时间比为3：1。

③冷却后再去掉渣壳。

④适当的顶压力和顶压速度。试验及工程实践表明，对各种规格的钢筋挤压力仅为

0.2~0.3KN

5 结束语

只要我们明确缺陷产生原因，加以分析，依照防治措施施工，很多缺陷是不难克服的，一定能把工程质量带到一个新的高度。

参考文献

1 中华人民共和国建设部.钢筋焊接及验收规程.JGJ18-2003.中国建筑工业出版社

2 王新宇、刘贇、王宏谦.竖向钢筋电渣压力焊的假焊及防治.低温建筑技术,2000年,第4期