钢筋电渣压力焊与直螺纹套筒连接质量控制

钢筋电渣压力焊与直螺纹套筒连接质量控制

工程施工中往往存在以下钢筋连接质量缺陷：⑴电渣压力焊主要有接头轴线偏移和焊接接头夹渣等问题；⑵直螺纹套筒连接主要有螺纹不完整和外露牙过多等问题。

第一章

1.1 钢筋连接技术简介

钢筋连接技术在钢筋混凝土工程中得到了广泛的应用，其操作质量的好坏，直接关系到整个工程的质量是否合格，因此对钢筋连接的质量进行控制，能够有效地提高工程质量、加快施工进度以及降低工程费用。

钢筋连接技术可分为钢筋焊接和钢筋机械连接两大类。钢筋焊接有6种焊接方法，分别为：电阻点焊、闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、气压焊、埋弧压力焊，其中，闪光对焊和埋弧压力焊适用于加工区，电阻点焊和电渣压力焊适用于现场施工，电弧焊和气压焊两者都适用。钢筋机械连接常用有4种方法，分别为：径向挤压连接、轴向挤压连接、锥螺纹套筒连接、直螺纹套筒连接，主要适用于现场施工。各种方法有其自身特点和不同的适用范围，并在不断发展和改进。在实际生产中，应根据具体的工作条件、工作环境和技术要求，选用合适的方法以期达到最佳的综合效益。

1.1.1 钢筋焊接连接

1.1.1.1 电阻点焊

① 原理：根钢筋安放成交叉叠接形式，压紧于两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，加压形成焊点的一种压焊方法。

② 特点：钢筋混凝土结构中的钢筋焊接骨架和焊接网，宜采用电阻点焊制作。以电阻点焊代替绑扎，可以提高劳动生产率、骨架和网的刚度以及钢筋（钢丝）的设计计算强度。

③ 适用范围：适用于Ф6～16mm的热轧Ⅰ、Ⅱ级钢筋，Фb3～5mm的冷拔低碳钢丝和Ф4～12mm冷轧带肋钢筋。

1.1.1.2 闪光对焊

① 原理：将两根钢筋安放成对接形式，利用焊接电流通过两根钢筋接触点产生塑性区及均匀的液体金属层，迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法。

② 特点：具有生产效益高、操作方便、节约能源、节约钢材、接头受力性能好、焊接质量高等很多优点，故钢筋的对接连接宜优先采用闪光对焊。

③ 适用范围：适用于Ф10～40mm的热轧Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋，Ф10～25mm的Ⅳ级钢筋。

1.1.1.3 电弧焊

① 原理：以焊条作为一极，钢筋为另一极，利用焊接电流通过产生的电弧热进行焊接的一种熔焊方法。

② 特点：轻便、灵活，可用于平、立、横、仰全位置焊接，适应性强、应用范围广。

③ 适用范围：适用于构件厂内，也适用于施工现场。可用于钢筋与钢筋，以及钢筋与钢板、型钢的焊接。

1.1.1.4 电渣压力焊

① 原理：将两根钢筋安放成竖向对接形式，利用焊接电流通过两根钢筋端面间隙，在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程，产生电弧热和电阻热，熔化钢筋、加压完成的一种焊接方法。

② 特点：操作方便、效率高。

③ 适用范围：适用于Ф14～40mm的热轧Ⅰ、Ⅱ级钢筋连接。主要用于柱、墙、烟囱、水坝等现浇钢筋混凝土结构（建筑物、构筑物）中竖向或斜向（倾斜度在4：1范围内）受力钢筋的连接。特别是对于高层建筑的柱、墙钢筋，应用尤为广泛。

1.1.1.5 气压焊

① 原理：采用氧炔焰或氢氧焰将两钢筋对接处进行加热，使其达到一定温度，加压完成的方法。

② 特点：设备轻便，可进行钢筋在水平位置、垂直位置、倾斜位置等全位置焊接。

③ 适用范围：适用于Ф14～40mm的热轧Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋相同直径或径差不大于7mm的不同直径钢筋间的焊接。

1.1.1.6 埋弧压力焊

① 原理：将钢筋与钢板安放成Ｔ型形式，利用焊接电流通

过，在焊剂层下产生电弧，形成熔池，加压完成的一种压焊方法。

② 特点：生产效率高，质量好，适用于各种预埋件Ｔ型接头钢筋与钢板的焊接，预制厂大批量生产时，经济效益尤为显著。

③ 适用范围：适用于Ф6～25mm的热轧Ⅰ、Ⅱ级钢筋的焊接，钢板为厚度6～20mm的普通碳素钢Q235A，与钢筋直径相匹配。

1.1.2 钢筋机械连接

1.1.

2.1 径向挤压连接

① 原理：将一个钢套筒套在两根带肋钢筋的端部，用超高压液压设备（挤压钳）沿钢套筒径向挤压钢套管，在挤压钳挤压力作用下，钢套筒产生塑性变形与钢筋紧密结合，通过钢套筒与钢筋横肋的咬合，将两根钢筋牢固连接在一起。

② 特点：接头强度高，性能可靠，能够承受高应力反复拉压载荷及疲劳载荷。操作简便、施工速度快、节约能源和材料、综合经济效益好。

③ 适用范围：适用于Ф18～50mm的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级带肋钢筋（包括焊接性差的钢筋），相同直径或不同直径钢筋之间的连接。

1.1.

2.2 轴向挤压连接

① 原理：采用挤压机的压膜，沿钢筋轴线冷挤压专用金属

套筒，把插入套筒里的两根热轧带肋钢筋紧固成一体的机械连接方法。

② 特点：操作简单、连接速度快、无明火作业、可全天候施工，节约大量钢筋和能源。

③ 适用范围：适用于按一、二级抗震设防要求的钢筋混凝土结构中Ф20～32mm的Ⅱ、Ⅲ级热轧带肋钢筋现场连接施工。

1.1.

2.3 锥螺纹连接

① 原理：利用锥螺纹能承受拉、压两种作用力及自锁性、密封性好的原理，将钢筋的连接端加工成锥螺纹，按规定的力矩值把钢筋连接成一体的接头。

② 特点：工艺简单、可以预加工、连接速度快、同心度好，不受钢筋含碳量和有无花纹限制等优点。

③ 适用范围：适用于工业与民用建筑及一般构筑物的混凝土结构中，钢筋直径为Ф16～40mm的Ⅱ、Ⅲ级竖向、斜向或水平钢筋的现场连接施工。

1.1.

2.4 直螺纹套筒连接

① 原理：将两根待连接的钢筋端压圆，制成螺纹，然后通过直螺纹工艺的套筒用一定臂长的扳手把两根钢筋拧紧连

接成一体。

② 特点：钢筋滚扎直螺纹接头具有接头强度高、质量有保证、对中性好、操作简便、施工安全、不污染环境等优点，

并能节约钢材，具有优良的延性及反复拉压的能力。

③ 使用范围：适用于直径为Ф16～50mm的Ⅱ、Ⅲ级钢筋在各个方向和位置的同、异径钢筋连接，以及不可旋转或轴向不能移动的钢筋连接。

1.2 电渣压力焊应用历史

在高层建筑现浇钢筋混凝土工程中，大直径钢筋竖向连接是一项工作量大的中间工序，其完成速度的快慢及质量的优劣，直接影响到工程的质量。传统的电弧焊，焊接速度慢，工艺要求高，费用大。随着建筑科技发展，电渣压力焊应用于柱纵向钢筋连接已得到广泛认同。自从竖向钢筋电渣力焊技术的广泛应用以来，已经逐渐代替了原来习惯采用的搭接绑扎和手工电孤焊的方法。应用此技术可以达到保证施工质量、降低工程成本、加快工程进度、减轻工人劳动强度的良好效果，而且工艺操作简单、容易掌握。

多、高层框架（或框剪等）结构中的竖向钢筋直径在16～32㎜的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋，其焊接接头质量应符合《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18～84）的规定。每300个接头作为一批，从中抽样切取3个接头进行拉伸试验。三个试件均不得低于强度级别钢筋的抗拉强度值，若有一个试件不合格，则应取6根试件进行复试，复试时仍有一个试件不合格，则可认为这批接头不合格。

钢筋电渣压力焊采用次级空载电压较高（TSV以上）的交流

电源。32㎜直径及以下的钢筋焊接时，采用容量为600A的焊接电源。焊接电源要求电压为380伏，电压下降不大于5%，如大于5%，一般不宜施焊。

焊剂选用高猛高硅低氟型焊剂，一般选用HJ431焊剂，使用前焊剂要保持干燥洁净。焊剂应存放在干燥的库房内，防止受潮如受潮，使用前须经250～300℃烘培2h。焊剂应有出厂合格证。

1.3 直螺纹套筒连接应用历史

随着建筑业的发展，高层建筑、大跨度、特种结构日益增多，建筑钢筋的应用向大直径、密集布置、高强度方向发展，单纯采用传统的钢筋连接工艺，如搭接绑扎、搭接电弧焊、闪光对焊、气压焊等方式已难以满足需要。80年代末，我国开始推广使用钢筋机械连接技术，主要代表方式有套筒挤压连接和锥螺纹连接。近10年来，钢筋机械连接技术的应用得到迅猛发展。目前，国内钢筋机械连接技术有挤压套筒连接、锥螺纹套筒连接和直螺纹套筒连接等3种。直螺纹套筒连接可达到与母材等强度，相比前2种机械连接方式，不仅生产效率高、并且连接质量好。

直螺纹套筒连接目前有3种：分别是镦粗直螺纹套筒、直接滚压直螺纹套筒和剥肋滚压直螺纹套筒。

3种连接的比较如下：

⑴镦粗直螺纹套筒连接在镦头过程中容易出现镦偏，镦粗部

分延性降低，易产生脆断。

⑵直接滚压直螺纹套筒连接的螺纹精度差，存在虚假螺纹现象，由于加工螺纹的直径大小不一致而经常给施工现场造成困难，钢筋直径变化使滚轮寿命降低，接头附加成本相对较高。

⑶剥肋滚压直螺纹连接集剥肋、滚压于一体，成型螺纹精度高，滚丝轮寿命长，钢筋剥肋后母材截面有一定的缩小，但经机械滚压后钢筋表面塑性减少而使强度提高，并且提高值大于截面缩小造成的强度损失。

应用时接头选择要求如下：⑴混凝土结构中要求充分发挥钢筋强度或对接头延性要求较高的部位，应采用Ⅰ级或Ⅱ级接头。

⑵混凝土结构中钢筋应力较高但对接头延性要求不高的部位，可采用Ⅲ级接头。

结构构件中纵向受力钢筋的接头宜相互错开，钢筋机械连接的连接区段长度应按35d计算（d为被连接钢筋中的较大直径）。在同一连接区段内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率（以下简称接头百分率），应符合下列规定：⑴接头宜设置在结构构件受拉钢筋应力较小部位，当需要在高应力部位设置接头时，在同一连接区段内Ⅲ级接头的接头百分率不应大于25%；Ⅱ级接头的接头百分率不应大于50%；Ⅰ级接头的接头百分率可不受限制。⑵接头宜避开有抗震设防要求的框架的梁端、柱端箍筋加密区；当

无法避开时，应采用Ⅰ级接头或Ⅱ级接头，且接头百分率不应大于50%。⑶受拉钢筋应力较小部位或纵向受压钢筋，接头百分率可不受限制。⑷对直接承受动力荷载的结构构件，接头百分率不应大于50%。

当对具有钢筋接头的构件进行试验并取得可靠数据时，接头的应用范围可根据工程实际情况进行调整。

1.4 电渣压力焊与直螺纹套筒连接存在的问题

1.4.1 钢筋电渣压力焊存在的问题

电渣压力焊目前经常出现的质量问题主要有以下几种：轴线偏移、接头夹渣、焊包不均、表面微熔、焊包下淌、接头弯折等。

1.4.2 钢筋机械连接存在的问题

直螺纹套筒钢筋连接目前经常出现的质量问题主要有以下

几种：不完整螺纹、外露牙过多、拧紧力矩值过小、螺距过大、环止规不符合要求、丝头外观质量不符合要求、环通规不符合要求等。