论文-钢筋的电渣焊焊接
城市建设管理职业技术学院
实习报告
题目; 钢筋的电渣焊焊接
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目 录
内容摘要…………………………………………………………………2 一钢筋电渣压力焊的简介………………………………………………3 二焊接的原理……………………………………………………………3 三焊接设备………………………………………………………………3 四钢筋与焊材……………………………………………………………5
(一) 钢筋………………………………………………………………5
(二) 焊材………………………………………………………………5 五焊接工艺参数…………………………………………………………6 六焊接接头质量检查与验收……………………………………………7
(一) 执行相关标准(钢筋电渣压力焊工艺标准)…………………7
(二) 检验方法(钢筋的电渣焊焊接钢筋焊接取样要求)…………7
(三) 焊接缺陷…………………………………………………………8 七钢筋电渣压力焊、接头质量检验 ……………………………………8 八焊接缺陷的预防与消除措施……………………………………… 10 九钢筋电渣焊………………………………………………………… 14 十结束语……………………………………………………………… 15 致谢…………………………………………………………………… 17 参考文献……………………………………………………………… 18
内容摘要
进入20世纪90年代以来,建筑施工行业出现了竖向钢筋埋弧渣压力焊技术。这种焊接方法是集埋弧焊、电渣焊、压力焊等工艺特点于一体的综合性钢筋焊接工艺,是近年来应用较广的竖向钢筋连接技术。该焊接工艺的问世,淘汰了建筑史上的捆绑扎、搭接焊、坡口焊等旧工艺;因其生产率高、操作简单、质量直观可靠,尤其是节能 成本低的特点,使其一出现就得到了迅速的发展。实践证明,它是一项具有明显技术经济效益的焊接方法。钢筋电渣压力焊机操作方便、效率高,适用于14至40mm 的竖向或斜向钢筋连接,主要应用在柱、墙、烟囱、水坝等现浇混凝土结构中竖向受力钢筋的连接,但不得在竖向焊接之后再横置于梁、板等构件中作水平钢筋之用。
【关键词】:钢筋电渣压力焊;焊接缺陷、钢筋焊接
钢筋的电渣焊焊接
一、 钢筋电渣压力焊的简介
钢筋电渣压力焊是将两根钢筋安放竖向对接形成,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,加工完成的一种压焊方法;这种焊接方法比电弧焊节省钢材、工效高、成本低,适用于现浇钢筋混凝土结构中竖向或斜向钢筋连接;
二、焊接的原理;
焊接原理与传统的电渣压力焊相同,是借助被焊接钢筋端部结合处所置的钢丝球,在通电后形成电弧,熔化焊剂而获得2000摄氏度以上高温熔渣,将被焊接钢筋端头均匀熔化,再经挤压形成焊接接头。在焊接过程中钢筋的上提和下压靠人工控制,电源接通和焊接时间则靠自动控制。
焊接过程:接通电路产生电弧,随后周围的焊剂和钢筋端部迅速熔化形成渣池,电渣池温度在1500摄氏度至2000摄氏度左右,旋转把手,将上钢筋缓慢送下。待上下两钢筋的端部熔化至一定程度时,附近钢筋也达到热塑性状态,此时立即旋转把手,使上筋突然下落,挤出渣池全部熔渣和液态金属,形成一圈凸出的光亮的焊接接头。
三、焊接设备:
1该方法设备包括:焊接电源、焊接机头、控制箱、焊剂填装盒等; 2焊接电源:竖向钢筋电渣压力焊的电源,可采用一般的BX3-500型与BX3-1000型交流弧焊机,也可采用JSD-600型与JSD-1000型专用电源,一台焊接电源可供数个焊接机头交替用电,电缆与机头的连接采用插接式,以获得较高的生产效率。该电源空载电压应较高(≥75V ),以利引弧;
图1
3焊接机头采用MH 型丝杆传动式双柱焊接机头(见图1)由伞形齿轮箱、手柄、升降丝杆、夹具、夹紧装置、双导柱等组成。上夹具在双导柱上滑动,利用丝杆螺母的自锁特性使上钢筋易定位;夹具定位精度高,卡住钢筋后无需调整对中度;YJ 型焊机头,利用梯形螺纹传
动和单柱导向,也取得良好的效果;以上焊接机头,可采用手控与自控相结合的半自动化操作方式;
4控制系统焊接盒:焊剂盒呈圆形,由两半圆形铁皮组成,内径为80~100mm,与所焊钢筋的直径相适应;焊接盒宜与焊接机头分开。当焊接完成后,先拆机头,待焊接接头保温一段时间后再拆焊剂盒。特别是在环境温度较低时,可避免发生冷淬现象。
四、钢筋与焊材
(一)、钢筋:钢筋是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材,其横截面为圆形,有时为带有圆角的方形。包括光圆钢筋、带肋钢筋、扭转钢筋。钢筋种类很多,通常按化学成分、生产工艺、轧制外形、供应形式、直径大小,以及在结构中的用途进行分类。钢筋混凝土用钢筋是指钢筋混凝土配筋用的直条或盘条状钢材,其外形分为光圆钢筋和变形钢筋两种。钢筋在混凝土中主要承受拉应力。变形钢筋由于肋的作用,和混凝土有较大的粘结能力,因而能更好地承受外力的作用。钢筋广泛用于各种建筑结构、特别是大型、重型、轻型薄壁和高层建筑结构。
(二)、焊材:需要填充金属,这样焊接的时候可以起到缓冲的作用。熔点极低,且热膨胀系数相当低,很容易将低温合金从模具上固定夹具或零件中回收并可循环使用。
1)焊剂; 宜采用HJ431型。该焊剂含有高锰、高硅与底氟成分,其作用除起隔绝、保温及稳定电弧作用外,在焊接过程中还起补充溶渣、脱氧及添加合元素作用,使焊缝金属合金化;焊剂使用前必
须在250℃烘烤2h, 以保证焊剂容易熔化, 形成渣池。要求颗粒度较细,使其具有良好的密实度,保证能较好的支托熔化金属,使焊缝的成型良好,为此采用埋弧焊431焊剂。焊剂要避免受潮,因为潮湿焊剂在高温作用下产生蒸汽,会使焊缝产生气孔现象。受潮焊剂必须在焊前按规定要求烘烤。施焊中尚未烧结成块的焊剂可与新焊剂混合后再次使用。
2)铁丝球用来引燃电弧,铁丝球的材料可用绑扎钢筋的退火铁丝,直径0、5mm 至1mm ,球径不小于1cm ,球的每一层缠绕方向应互相垂直交叉。
3)钢筋; 直径在16mm 至32mm 的一级 二级 三级钢筋
五、焊接工艺参数
选择合适的焊接工艺参数,对提高焊接质量和提高生产效率是十分重要. 焊接工艺参数(焊接规范) 是指焊接时, 为保证焊接质量而选定的诸多物理量.
(1)电弧电压
电弧电压主要决定于弧长。电弧长,则电弧电压高;反之,则低。 在焊接过程中,一般希望弧长始终保持一致,而且尽可能用短弧焊接。所谓短弧是指弧长焊条直径的0.5~1.0倍,超过这个限度即为长弧。
(2)焊接速度
在保证焊缝所要求尺寸和质量的前提下,由操作者灵活掌握。速度过慢,热影响区加宽,晶粒粗大,变形也大;速度过快,易造成未焊透,未熔合,焊缝成型不良好等缺陷。
(3)速度以及电压与焊工的运条习惯有关不用强制要求,但是根据经验公式,可知当电流小于600A 时,电压取20+0.04I 。当电流大于600A 时电压取44V 。
六、焊接接头质量检查与验收
按JGJ18-2003《钢筋焊接及验收规程》有关规定,钢筋电渣压力焊接头质量检查与验收分为以下两个部分。
(1)外观检查质量要求:(钢筋电渣压力焊工艺标准)钢筋电渣压力焊接头的外观,应逐个检查,检查结果应符合下列要求;(1)接头焊包较均匀,凸出钢筋表面高度应小于等于4mm ,不得有裂缝、气孔、咬边、夹渣等质量缺陷。、
(2)电极与钢筋接触处,无明显的烧伤缺陷。
(3)接头处弯折大于等于3°。
(4)接头处的轴线偏移不得超过钢筋直径的百分之十,同时不大于等于2mm 。
外观检验不合格的街头,应割除重焊,或采用补强措施。
2)机械性能检查要求:(钢筋的电渣焊焊接钢筋焊接取样要求) 外观质量合格后,方可取样进行机械性能检查,从每批成品中切取3个试件进行拉伸检查。在一般建筑物中,每300个同规格街头为
一批,不足300个按一批计算。对电渣钢筋压力焊街头进行拉伸试验时,3个试件均不得低于该组钢筋母材的抗拉强度,如有一个试件的抗拉强度低于规定值,应取双倍数量的试件进行复验,复验结果仍有一个及一个以上试件强度达不到上述要求,该批接头判为不合格。
(三)焊接缺陷:在进行焊接过程中,如发现轴线偏移、接头弯折、结合不良、烧伤、夹渣等缺陷要采取措施及时消除。施工过程中发现轴线位移时应:矫正钢筋端部、正确安装夹具和钢筋、避免过大的顶压力、及时修理或变更夹具;发现有弯折现象时应:矫正钢筋端部、注意安装和扶持上面钢筋、避免焊后过快卸夹具、修理或更换夹具;发现有咬边现象时应:减小焊接电流、缩短焊接时间、注意上钳口的起点和止点,确保上钢筋下送自如;发现有未焊合现象时应增大焊接电流、避免焊接时间过短、检修夹具,确保上钢筋下送自如;发现焊包不匀现象时应将钢筋端面力求平整、填装焊剂时尽量均匀、延长焊接时间,适当增加溶化量;发现有气孔时应按规定要求烘焙焊剂、清除钢筋焊接部位的铁锈、确保接缝在焊剂中合适埋入深度;发现烧伤现象时应将钢筋导电部位除净铁锈、尽量夹紧钢筋;发现焊包下淌时应彻底封堵焊剂筒的漏孔、避免焊后过快回收焊剂。
七、钢筋电渣压力焊、接头质量检验
电渣压力焊接头应逐个进行外观检查。当进行力学性能试验时,应从每批接头中随机切取3个试件做拉伸试验,且应按下列规定抽取试件。在一般构筑物中,应以300个同级别钢筋接头作为一批;在现浇
钢筋混凝土多层结构中,应以每一层楼或施工区段中300个同级别钢筋端头作为一批,不足300个接头仍应作为一批;
1)外观检查应符合以下几点要求:1)四周焊包凸出钢筋表面得高度应大于或等于4mm ;
2)钢筋与电极接触处,应无烧伤缺陷;
3)接头处的弯折角不得大于4°;
4)接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径0.1倍,且不得大于2mm ;
5)外观检查不合格的接头应切除重焊,或采用补强焊接措施; 2拉伸试验电渣压力焊接头拉伸试验结果,3个试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度;当试验结果有1个试件的抗拉强度低于规定值,应再取6个试件进行复验。复验结果,当仍有一个不合格时,即可判定该批接头为不合格品。力学性能主要检测极限抗拉强度。
3各种焊接方式的热影响区:钢筋电阻点焊点:0.5d; 闪光对焊接头:0.7d ;电弧焊接头:6-10mm ;电渣压力焊接头:0.8d ;气压焊接头:1.0d ;预埋件钢筋埋弧压力焊接头:0.8d 。
4钢筋闪光对焊接头、电弧焊接头、电渣压力焊接头、气压焊接头拉伸试验结果均应符合下列要求:1)3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该牌号钢筋规定的抗拉强度;RRB400钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于570N/mm2;2)至少应有2个试件断于焊缝之外,并呈延性断裂。当达到上述2项要求时,应判定该批接头为抗拉强度合格。
当实验结果有2个试件抗拉强度小于规定值,或3个试件均在焊缝或热影响区发生脆性断裂时,则一次判定该批接头为不合格品。
当试验结果有1个试件的抗拉强度小于规定值,或2个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂,其抗拉强度均小于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时,应进行复检。
复检时,应再切取6个试件。复检结果,当仍有1个试件的抗拉强度小于规定值,或有3个试件断于焊缝或热影响区,呈脆性断裂,其抗拉强度小于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时,应判定该批接头为不合格品。
注:当接头试件虽断于焊缝或热影响区,呈脆性断裂,但其抗拉强度大于或等于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时,可按断于焊缝或热影响区之外,呈延性断裂同等对待。
八、焊接缺陷的预防与消除措施
(一)上下轴线偏移
1)产生原因:焊接钢筋端部有变形,端头不直,钢筋虽然在同一线上,但端部产生偏移;夹具本身有变形或扭曲,上下夹具没调整好,或挤压力过大,造成钢筋错位,使上下两钢筋安不在同一轴线上,发生偏移;有些工程为了减少焊接接头,柱筋不是一层一焊接,焊接钢筋长度达6 m 多,焊接中,由于钢筋偏长摇晃,而造成钢筋轴线的偏移.
2)预防措施:焊前要检查钢筋端部,不顺直的要矫正或切除;检查
夹具是否有变形或扭曲,有损坏的要修理或更换,检查钢筋同心后再同时均匀夹紧,使钢筋保持在同一轴线上;焊接长度较长的钢筋应采取固定措施,避免钢筋摇晃,使钢筋尽量保持垂直。
(二)焊接接头处弯折
1)产生原因:刚买来的钢筋或用断料机切割过的钢筋,它的端头不平整,端部产生弯折;为了赶工期或夹具数量不够,使得夹具拆除时间太早,接头处金属没有完全固化,强度和刚度还很小,支撑不了上部钢筋;焊接或卸夹具时,上部钢筋晃动而造成接头处弯折。
2)预防措施:钢筋端头弯折应矫直或切除;焊接完成后至少等3 min 后再拆除夹具,一套电渣压力焊机应配置5~6 套夹具,这不仅便于焊接工具周转,同时也可使接头在降温后再拆卸夹具,增加接头的强度和刚度,避免上部钢筋向下歪斜;另外,焊接、拆卸夹具时应用手扶持好上部钢筋,以免产生晃动,造成接头弯折。
(三) 焊包不均及偏包
1)产生原因:由于钢筋端面不平,挤压时不能均匀的把液态金属向四周挤出;钢筋焊接面倾斜,钢筋熔化后流向低的一面;焊剂填装不匀或泄漏、回收的焊剂中的杂物没清除干净,不能形成均匀渣池。
2)预防措施:钢筋端头焊接面应平整,不平的焊接面用切割机切割平;焊接时扶持钢筋垂直于地面;回收的焊剂中的杂物应清除干净后再用;焊剂装填应四周均匀一致,底部缝隙堵严,防止焊剂和金属熔液流失。
(四)焊包薄而大
1) 产生原因:顶压过程中,顶压速度过快、压力过大,把熔融的金属液体过快的挤向四周;焊接电流过大或焊接的时间过长,使钢筋熔融的金属液体过多,从而造成挤压后焊包薄而大。
2)预防措施:顶压时减低速度,应逐渐下送钢筋,使上部钢筋把熔融的金属液均匀的挤压到钢筋周围,形成薄厚均匀,大小适中的焊包;严格执行焊接工艺参数,避免电流过大造成钢筋熔化过快,金属熔液过多;另外,焊接过程中要控制好时间参数,减少焊接时间,减少钢筋熔化量,避免造成焊包过大。
(五)接头结合不良,焊包过小或无包
1)产生原因:焊接前夹头的起始点没有调整好或夹具损坏,使上部钢筋不能完全下送到位,接头处不能完全结合;下部钢筋伸出钳口的长度过短,使熔融金属液体不能受到焊剂的正常依托,或焊剂盒下部堵塞不严,使焊剂泄漏,造成液体金属流失;焊接时间短,焊接电流过小,顶压前过早断电,都会造成钢筋熔融量过小,使钢筋不能完全结合,造成焊包过小或无包。
2)预防措施:检修夹具,焊接前调整好夹头的起始点,保证上部钢筋能完全下送到位,安装夹具时,下部钢筋出钳口的长度≮70 mm,保证伸出焊剂盒≮60 mm,使熔融金属有足够的焊剂托裹,使上下钢筋能够正常结合;填装焊剂前焊剂盒底部要用布堵塞严实,以免焊剂从缝隙泄漏;焊前选好焊接电流,并控制好焊接时间,保证钢筋有能足够的熔化量。
(六) 接头表面有未焊合和夹渣
1)产生原因:上部钢筋下送不到位;钢筋端部有污泥、油污铁锈等;焊接电流偏小;焊接时间不足。
\2)预防措施:检修夹具,调整下部钢筋伸出钳口的长度,确保上部钢筋下送自如并到位;焊前彻底清理待焊部位;增大焊接电流;避免焊接时间过短。
(七) 焊接接头表面有气孔
1)产生原因:钢筋生锈或焊剂受潮,焊接时产生的气体进入金属熔液中形成气孔;焊接部位埋入焊剂深度不够,空气与金属液体接触形成气孔。
2)预防措施:焊剂使用前,必须按规定经250~300 ℃恒温2 h 烘焙干燥,充分发挥焊剂的物理及化学性能,施工中尚未烧结成块的焊剂,可与新焊剂混合使用,但应清除焊剂中杂质,洒落地面上的焊剂极易受潮,回收使用时也应该烘烤,严禁使用未烘干的焊剂或出厂时间较久的焊剂;对于生锈钢筋要进行铁锈清理;确保焊接部位在焊剂中的埋入深度(一般≮60 mm)。
(八) 焊包下淌
1) 产生原因:焊剂盒底部缝隙堵塞不严, 造致焊剂和钢筋熔液顺缝隙流下;焊后回收焊剂过早,熔液还未完全固化形成焊包.
2) 预防措施:要把焊剂盒底部的缝隙堵严,防止焊剂和金属熔液流失;避免接头焊完后即刻回收焊剂,焊完后应停歇20~30 s 以上,待熔液稍微冷却固化后再回收焊剂。
(九)钢筋与电极钳接触处烧伤
1)产生原因:电极钳没有夹紧钢筋,电极钳与钢筋接触处有锈蚀或泥污,导电不良时,在电极和钢筋间产生电弧,烧伤钢筋或局部产生淬硬组织,减少钢筋承载截面积,形成脆断起源点。
2)预防措施:把钢筋导电部位的锈蚀和泥污除净后再夹电极钳。焊前应检查电极钳,使钢筋电极钳尽量夹紧钢筋。
(十)焊接接头脆断
1) 产生原因:接头降温太快。脆性大的焊接接头外观检查合格,但抽取现场焊接接头做试验时,接头发生脆断。
2) 预防措施:禁止在雨天焊接,养护楼板砼的水不要浇到刚焊接完毕的钢筋接头上。钢筋电渣对接焊接头存在的质量问题,有时有多个缺陷同时存在,要针对缺陷具体分析产生原因,采取相应措施。我们应该从施工人员、焊工艺接参数和焊材等方面控制质量,确保主体结构的安全、可靠。
九、钢筋电渣焊
1. 焊接生产率高:电渣焊可一次焊成很厚的工件。从理论上讲,可焊工件的厚度是无限的,但实际上受设备、电源容量和操作技术等方面的限制,其焊接厚度还是有限的,常焊的厚板为20至500mm 。
2. 焊接成本低:电渣焊时焊件不需要开坡口,只要使焊件边缘之间保持一定的装配间隙即可,因而可以节省许多机械加工时间和减少填充金属的消耗,焊剂的消耗量也比埋弧焊时少的多,故焊接成本较低。
3. 焊缝中气孔与夹渣少:电渣焊时熔池体积大,有一层厚厚的熔渣
始终覆盖在熔池上。因此,熔池金属的冷却速度比较慢,在高温下停留时间较长,有利于气体和杂质从熔池中析出,故电渣焊一般不宜产生气孔和夹渣等缺陷。
4. 焊缝金属化学成分易调整:电渣焊时由于母材边缘的熔化宽度容易调整和控制,所以在焊缝金属中母材所占的比例可在很大范围(10%至70%)内调整,这对于调整焊缝金属的化学成分及降低焊缝金属中的有害杂质具有重要意义
5. 焊接接头的冲击韧性低:电渣焊热源的热能分散,焊接速度缓慢,近峰区的加热机冷却速度缓慢,不易产生淬硬组织和冷裂纹,对焊接淬硬倾向大的钢材十分有利。焊缝金属和近缝区在高温(1000°c 以上)停留时间长,晶粒粗大,造成焊接接头冲击韧性大大降低,所以往往要求焊件焊后进行正火处理,以细化晶粒,提高冲击韧性。
6. 电渣焊过程要求继续进行:在生产中如果遇到焊接过程中断,则恢复焊接过程的辅助工作量较大,因此电渣焊在应用上有一定的局限性。
十、结束语
钢筋电渣压力焊是一种操作方便、质量可靠、施工程序简单、能提高工效、加快施工进度、且节约钢材、降低工程成本的焊接技术。只采用有效的质量控制措施,完全可以控制钢筋对接接头焊接质量,满足设计规范和施工验收规范的要求,创造明显的经济效益。
毕业论文作为检查学生运用理论解决实际问题能力, 检查学生综合水平措施的功能是众所周知的, 但笔者认为毕业论文的写作更是一
个过程、一种训练, 是培养学生阅读能力、分析能力、写作能力、创新能力的过程, 是对学生掌握法学基础理论、专业技术知识的功底, 分析问题的能力及书面语言的表达水平的一种综合训练。因此, 应该把毕业论文这一实践性教学环节当成一门课, 当成整个教学过程中的一个组成部分, 看成培养学生综合能力的过程。在这一思想的指导下, 我们有必要进行毕业论文教学模式及其运行机制的探索和研究, 尽快地建立完善的教学操作规程, 这是当前开放教育毕业论文教学改革面临的一项重要任务。
致谢:历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完,在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍,都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师—赵老师,她对我进行了无私的指导和帮助,不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外,在校图书馆查找资料的时候,图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢!
感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献,如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发,我将很难完成本篇论文的写作。
感谢我的同学和朋友,在我写论文的过程中给予我了很多你问素材,还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。
由于我的学术水平有限,所写论文难免有不足之处,恳请各位老师和学友批评和指正!
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