2020年专升本(土木工程专业)第4章第2节学习课程:闪光对焊

院校:山东财经大学燕山学院继续教育 发布时间:2019-11-08 15:21:37

    4.2.4.1 闪光对焊

    闪光对焊广泛用于焊接直径为10~40mm的HP235、HRB335、HINB1O0级热轧钢筋和直径为10-25mm的RB400级热处理钢筋及预应力筋与螺丝端杆的焊接。闪光对焊的质量易保证,但设备体积和重量较大,故只能用于地面钢筋加工棚内。

    1.焊接设备

    闪光对焊的焊接设备为对焊机,其焊接原理是利用低电压、强电流,在对接钢筋处产生高温,使钢筋熔化,再施加轴向压力顶锻,使两根钢筋焊接在一起,形成对焊接头,如图4.63所示。按送进机构的动力类型,对焊机有手动杠杆式、电动凸轮式、气动式以及气液压复合式等几种。夹紧机构由两个夹具构成:一个是不动的,称为固定夹具;另一个是可移动的,称为动夹具。固定夹具直接安装在机架上,与焊接变压器次级线圈的一端相接;动夹具安装在一机解;

    2一变压器:一制的,动板上,可随动板左右移动,与焊接变压器次级线圈的另一各最你情高,程语集原念一高后

    7一送进机构;8一顶座;9一导氧

    端相接。常见的夹具形式有手动偏心轮夹具、手动螺旋夹图4.6)对得机原理无食具等,也有用气压式、液压式及气液压复合式等几种。

    2.焊接原理

    先将钢筋夹入对焊机的两极中,闭合电源,然后使两根钢筋端面轻微接触,电阻为R=pxL/S,由于钢筋的端面凹凸不平,刚接触时均为一些点接触,接触面S很小,故电阻R大,且电流通过时电流密度也很大,又通过变压器将传输过来的高电压、低电流转换为低电压、高电流,故端面的这些接触点先发热(Q=12R1),接触点很快熔化,产生金属蒸气飞藏。形成闪光现象。

    3.焊接工艺

    钢筋的焊接工艺与钢筋的品种、直径和选用的对焊机功率有关。闪光对焊分为连续网光焊、预热闪光焊和闪光一预热一闪光焊三种工艺(见表4.19)。对于RRB400级热处理钢筋,为改善其焊接接头的塑性,可在焊后进行通电热处理。焊后以下),松通电热处理在对焊机上进行。钢筋对焊完毕当焊接接头呈暗黑色(温度降低至300℃以T,开夹具将电极钳口调至最大距离,重新夹紧。然后进行脉冲式通电加热,加热钢筋至表红色(750-850℃)时,通电结束。松开夹具,待钢筋稍冷后取下,在空气中自然冷却。

    4.闪光对焊参数

    因光对焊参数包括调伸长度、闪光留量、闪光速度、预热留量、顶酸留量、顶锻速度及多压器级次,还有通电时间和顶锻压力等。

    4.2.4.2 电阻点焊

    混凝士结构中的钢筋骨架和钢筋网片的交叉钢筋焊接宜采用电阻点焊。焊接时特制制的交叉点放入点焊机两极之间,通电使钢筋加热到一定温度后,加压使焊点处钢筋互相压入一定的深度(压入深度为两钢筋中较细者直径的1/4-2/5),将焊点焊牢。采用点焊代替绑扎,可以提高工效,便于运输。在钢筋骨架和钢筋网成形时优先采用电阻点焊。但点焊设备体积和重量较大,故只能用于地面钢筋加工棚内。

    1.点焊设备点焊机的基本构造

    如图4.64所示,主要由加压机构、焊接回路、电极组成。加压过程是利用踏板杠杆推动压紧弹簧实现的,这种加压形式一般用于焊接细钢筋的小容量点焊机。此外,还有气压式加压机构,也可利用电动机作动力,通过凸轮和杠杆作用,对钢筋加压。

    图4.64所示的点焊机是固定式的,被焊的钢筋接点应输送至电极下接受焊接,如果所制的钢筋网尺寸很大,则操作很不方便,尤其是焊制钢筋骨架,更显困难。因此,钢筋加工厂中还可以配备悬挂式点焊机,这种点焊机的特点是电极移动而焊件固定。悬挂式点焊机悬挂在焊件上方的单轨上,可以沿单轨移动,它的电极通过各种软管管路接至手持焊钳上,实际上夹钳就构成两个电极,这样,便可以用于焊接各种钢筋骨架或大型钢筋网。

    2.焊件要求、焊接工艺和操作要点

   (1)焊件要求

    ①点焊适用于热轧HPB235级钢筋、HRB335级钢筋、冷轧带肋钢筋和冷拔低碳钢丝。

    ②焊接不同直径的钢筋时,其较细钢筋的直径小于或等于10mm时,粗细钢筋直径之比不宜大于3;当较细钢筋的直径为12mm或14mm时,粗细钢筋直径之比不宜大于2。

    ③焊接网的纵向钢筋可采用单根钢筋或双根钢筋(图4.65);横向钢筋应采用单根钢筋。

   (2)焊接工艺过程

    焊接工艺过程为预压一通电一锻压。与闪光对焊基本相同。注意在焊接钢筋骨架或焊接钢筋网的电阻点焊中,两钢筋相互压入的深度一般应为较细钢筋直径的25%-45%。

    3.电阻点焊参数

    与对焊基本相同,电阻点焊也是应根据钢筋级别、直径及焊机性能等具体情况选择必题的焊接参数,如变压器级数、焊接通电时间和电极压力等。对焊、点焊的强、弱参数见4.20。

                      (本文原创:转载未经许可将追责)

2019年专升本(土木工程专业)第4章第2节学习课程:电弧焊

    4.2.4.3 电弧焊

    电弧焊是利用弧焊机使焊条和焊件之间产生高温电弧,熔化焊条和高温电弧范围内的焊件金属,熔化的金属凝固后形成焊接接头。电弧焊广泛用于钢筋的接长、钢筋骨架的焊接、装配式结构钢筋接头焊接及钢筋与钢板、钢板与钢板的焊接等。但电弧焊的焊接质量不易保证,故能够使用对焊进行焊接的尽量不要用电弧焊。

    1.焊接设备和焊接原理

    电弧焊的主要设备是弧焊机,分为交流弧焊机和直流弧焊机两类。工地常用交流弧焊焊接时,先将焊件和焊条分别与弧焊机的两极相连,然后引弧,引弧时,先将焊条端部轻轻地和焊件接触,造成瞬间短路,随即很快提起2~4mm,使空气产生电离,而引燃电弧,以熔化金属。熔化的金属与空气接触时,将吸收氧、氮,影响这部分金属的机械性能,降低其塑性和冲击韧性,为改善这种状况,焊条表面常涂一层药皮,在电弧高温的作用下,焊条表面药皮一部分氧化,在电弧周围形成保护性气体,另一部分起脱氧作用,它的氧化物形成熔渣,浮于焊缝金属表面,这样可以保护焊缝金属不受有害气体的影响。

    2.电弧焊接头

    电弧焊包括搭接焊、帮条焊、坡口焊、窄间隙焊等接头形式。

   (1)搭接焊

    图4.66为搭接焊接头。将钢筋端部弯曲一定角度(称预弯,以保证两根钢筋焊接后的轴线均在中心线上)的钢筋叠合起来,在钢筋接触面上焊接形成焊缝。搭接焊适用于焊接直径10-40mm的HPB235、HRB335级钢筋,焊缝宜采用双面焊,当双面施焊有困难时,也可采用单面焊。单、双面焊缝的焊缝长度L见表4.21。单面焊缝的特点是较经济,双面焊缝的特点是利于钢筋的受力。

   (2)帮条焊

    帮条焊适用范围:直径10~40mm的HPB235、HRB400级钢筋和直径10~25mm的热处理HRB400级钢筋。帮条焊时,两主筋端头之间应留2~5mm的间隙,帮条与主筋之间用四点定位固定,定位焊缝应离帮条端部20mm以上。帮条焊分为单面和双面,如图4.67所示。若采用双面焊,受力性能好;若采用单面焊,则受力情况差,但经济。因此,应尽量可能采用双面焊,而只有在受施工条件限制不能进行双面焊时,才采用单面焊。

    帮条焊宜采用与主筋同级别、同直径的钢筋制作,其帮条长度即焊缝长度,与搭接焊一致,如表4.21所示。若帮条级别与主筋相同时,帮条直径可比主筋直径小一个规格;如帮条直径与主筋相同时,帮条的级别可比主筋低一个级别。帮条的总截面面积;被焊接的钢筋为HPB235级时,应不小于被焊接钢筋截面面积的1.2倍;被焊接的钢筋为HRB335、HRB400级时,应不小于被焊接钢筋截面面积的1.5倍。

   (3)坡口焊坡口焊又称剖口焊。钢筋城口焊接头可分为坡口平焊接头和坡口立焊接头两种,如画4.68所示。适用范围:①直径16~40mm的HPB235、HRB335、HRB400级钢筋及RRB400级钢筋:

    ②装配式结构节点的焊接。钢筋坡口平焊采用V形坡口,坡口夹角为55°~65°,两根钢筋的根部间隙为3-5mm,下垫钢板长度40~60mm,厚度4~6mm,钢垫板宽度为钢筋直径加10mm。钢筋坡口立焊采用40°-559城日。

    (4)窄间隙电弧焊

    窄间隙电弧焊是由电弧焊发展而来的,可用于直径18-40mm的HPB235、HRB335、好条HRB400级水平钢筋对接施工。焊接时,将两根钢筋的连接处置于U形模具中,留出一定间隙予以固定,随后采取电弧焊连续焊接,填满间隙而形成接头,如图4.69所示。当然窄间隙电弧焊并不是简单的将熔敷金属填满钢筋对接间隙即可,而是需要在焊接时,成功地解决接头的“焊透”、“成形”、“排渣”和“减少过热”等问题。

    在施焊时,应避免焊接参数的过大变化,因为焊接电流增大20A或减小20A,都将对焊接质图4.69窄间隙电弧焊量产生重大影响;而钢筋对接间隙过大过小也是有害的,过大时焊接时间延长,易导致填充材料增加、接头过热;过小时焊条引弧困难,则易产生未焊透缺陷。接头焊毕后,当气温较高时,可立即卸下焊接模具;当气温较低时,则应停歇一段时间或待接头冷却后才能卸模具,以便利用模具的储热效果使接头得以缓慢冷却。

    3.质量检查与验收

    外观检查:应在接头清渣后逐个进行目测或量测。检查结果应符合下列要求:焊缝表面应平整,不得有凹陷或焊瘤;焊缝接头不得有裂纹;咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及长头尺寸的允许偏差应符合有关要求。

    4.2.4.4 电渣压力焊

    1.焊接原理及适用范围

    电渣压力焊利用电流通过渣池所产生的热量来熔化母材,待到一定程度后施加压力,完成钢筋连接。这种钢筋接头的焊接方法与电弧焊相比,焊接效率高5-6倍,质量易保证,它适用于直径为14~40mm的HPB235、HRB335级竖向或斜向(微斜)钢筋的连接。电渣压力焊可用手动电渣压力焊机或自动电渣压力焊机。图4.70为杠杆式单柱焊接

    2.焊接工艺

    竖向钢筋电渣压力焊的工艺过程为引弧→电弧→电渣→顶压经过四个阶段的焊接过程之后,接头焊毕应适当停歇,待冷却1~3min后,打开焊剂盒,回收焊剂和卸下焊接夹具,并敲去渣壳,四周焊包应均匀。

    4.2.4.5 埋弧压力焊

    如图4.71所示,埋弧压力焊主要适用于钢筋与钢板作丁字形接头焊接,是利用焊剂层下的电弧燃烧将两焊件相邻部位熔化,然后加压顶锻使两焊件焊合。这种焊接方法工艺简单,比电弧焊工效高、质量好(焊后钢板变形小、抗拉强度高)、成本低(不用焊条)。焊接设备有手工埋弧压力焊机和自动埋弧压力焊机。

    4.2.4.6 气压焊

    气压焊是采用氧-乙炔火焰对钢筋接缝处进行加热,使钢筋端部加热达到高温状态,并施加足够的轴向压力而形成牢固的接头。气压焊具有设备简单、焊接质量好、效果高,且不需要大功率电源等优点。气压焊可用于直径40mm以下的HPB235级、HRB335级钢筋的各个方向的连接,使用方便。当两钢筋直径不同时,其直径之差不得大于7mm。气压焊设备主要有氧-乙炔供气设备、加热器、加压器及钢筋卡具等,如图4.72所示。

    施焊前钢筋要用砂轮锯下料并用磨光机打磨,边楼要适当倒角,端面要平,端面基本上要与轴线垂直。端面附近50~100mm范围内的铁锈、油污等必须清除干净,然后用卡具将两根被连接的钢筋对正夹紧。气压焊的施焊过程包括:预压、加热、压接。钢筋卡好后施加初压力(30~40MPa)使钢筋端面密贴,间隙不超过3mm;钢筋先用强碳化焰加热,待钢筋端面间隙闭合后改用中性焰加热,以加快加热速度。当钢筋端面加热到所需温度(宜在1150~1250C)时,对钢筋轴向加压,使接缝处膨鼓的直径达到母材钢筋直径的1.4倍,变形长度为钢筋直径的1.3-l.5倍,此时可停止加热、加压,待焊接点的红色消失后取下夹具。

                                                                                     (本文原创:转载未经许可将追责)