竖向钢筋电渣压力焊技术在工程中的应用

摘要：结合玉蒙线铁路桥墩和公路跨线桥墩实际，将桥墩竖向钢筋采用电渣压力焊技术代替常规的搭接焊等手工电弧焊技术，对其焊接原理、工艺流程及焊接参数进行介绍，同时针对焊接中容易出现的质量缺陷，制订总结几点消除措施，实践证明该技术不仅具有操作简便，节约钢材，改善了工人的劳动环境，而且具有显著的经济效益。

关键词：竖向钢筋，电渣压力焊，经济效益

Abstract：Jade Mongolian railway line combined highway overpass pier piers and the actual use of the pier vertical reinforcement technology instead of conventional electroslag welding lap welding and manual arc welding technology, its welding principle, process and welding parameters are introduced. While for welding quality defects prone to develop measures to eliminate sum up, the practice has proved that the technology is not only easy to operate, save steel, improve the labor environment, but also has significant economic benefits.

Key words：vertical bar, electroslag welding, economic

中图分类号： TG453 文献标识码： A

一、工程概况

由我单位组织施工的玉蒙铁路(DK99+000～DK106+000段)位于云南省建水县面甸镇境内。该段共有五座铁路桥和两座（三跨）公路跨线桥：铁路桥桥墩55个其中实心墩45个（墩高4～20米）、空心墩10个（墩高21～25.5米）；跨线桥墩柱8个（高度18.5～21米，含挖孔桩基）。铁路桥实心墩四周设Φ16的护面钢筋；空心墩外侧设Φ32的纵向主筋和加强筋，内侧设Φ16护面钢筋。跨线桥桩基和墩柱钢筋设置Φ28的纵向主筋。

铁路桥墩（特别是空心墩）的竖向钢筋布局较密，间距较小，保护层厚度薄。若采用常规的搭接焊方法，浪费材料不说，钢筋的弯折、立焊操作比较困难且极易发生变形，钢筋的焊接质量难以保证。特别是Φ32钢筋的焊接稍有变形，墩身混凝土的保护层就无法保证甚至会导致墩身混凝土的外观出现露筋现象。对竖向钢筋采用电渣压力焊技术大大缓解了以上问题。同时也取得一定的经济效益。

二、焊接原理

将两钢筋安放成竖向对接的形式，利用焊接电流通过两钢筋间隙，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，加压完成的一种压焊方法。它包括四个阶段：引弧过程、电弧过程、电渣过程和顶压过程。

三、操作工艺及要点

1.施工流程：检查设备、电源 钢筋端头制备 选择焊接参数 安装焊接夹具和钢筋 安放铁丝球（也可省去） 安放焊剂罐、填装焊剂 施焊、作试件确定焊接参数施焊回收焊剂 卸下夹具 质量检查

2.电渣压力焊的工艺过程

闭合电路引弧电弧过程 电渣过程挤压断电

3.选择焊接参数：

钢筋电渣压力焊的焊接参数主要包括：焊接电流、焊接电压和焊接通电时间，具体参见下表。不同直径钢筋焊接时，按较小直径钢筋选择参数，焊接通电时间延长约10%。

4、质量检查和缺陷处理

1）取样数量及方法

电渣压力焊接头的质量检验应分批进行外观检查和力学检验，并按下列规定作为一检验批：在现浇混凝土结构中，应以300个同牌号钢筋接头作为一批；在房屋结构中，应在不超过二楼层中300个同牌号钢筋接头作为一批；当下足300个接头时，仍应作为一批。

每一批随机切取3个接头做拉伸试验。

2）外观检查

四周焊包凸出钢筋表面的高度不得小于4mm；钢筋与电极接触处应无烧伤缺陷；接头处的弯折角不得大于3°；接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm。

对以上外观检查不合格的应割除重焊。

3）拉伸试验

电渣压力焊接头拉伸试验结果均应符合以下要求：

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；至少应有2个试件断于焊缝之外，并呈延性断裂。

当达到上述要求时，应评定该批接头为抗拉强度合格。

当试验结果有2个试件抗拉强度小于钢筋规定的抗拉强度或3个试件均在焊缝、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、热影响区发生断裂，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个试件断于焊缝工热影响区，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。

当接头试件虽断于焊缝工热影响区，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外，呈延性断裂同等对待。

4）焊接缺陷和消除方法（见下表）

焊接缺陷 消除措施

轴线偏移 1、矫治钢筋端部

2、正确安装夹具和钢筋

3、避免过大的顶压力

4、及时修理或更换夹具

弯折 1、矫直钢筋端部

2、注意安装和扶持上钢筋

3、避免焊后快卸夹具

4、修理或更换夹具

咬边 1、减小焊接电流

2、缩短焊接时间

3、注意上钳口的起点和止点，确保上钢筋顶压到位

未焊合 1、增大焊接电流

2、避免焊接时间过短

3、检修夹具，确保上钢筋下送自如

焊包不均 1、钢筋端面力求平整

2、填装焊剂尽量均匀

3、延长焊接时间，适当增加熔化量

气孔 1、按规定要求烘焙焊剂

2、清除钢筋焊接部位的铁锈

3、确保接缝在焊剂中合适埋入深度

烧伤 1、钢筋导电部位除净铁锈

2、尽量夹紧钢筋

焊包下淌 1、彻底封堵焊剂筒的漏孔

2、避免焊后过快回收焊剂

四、经济效益分析

比较数据:只对墩高≥9米的桥墩进行统计，根据桥墩钢筋的布置图来计算，按照常规的单面焊焊接方法（规范规定单面焊搭接长度为10d（d钢筋直径））。该段路内只在桥梁方面共节约:钢筋重量6321.33kg，节约资金3400元/t×6.32=21488元。

五、结论

该项目部施工的DK99+000～DK106+000段所有铁路桥墩和跨线桥墩柱竖向钢筋的连接均采用电渣压力焊技术代替常规的搭接焊等手工电弧焊技术。该技术操作简便，节约钢材,改善了工人的劳动环境,焊接质量易于保证,而且也可降低工程成本。特别是对设计布局较密的大直径竖向钢筋结构,优点更为突出。实践证明：对竖向钢筋采用电渣压力焊技术可大大改观钢筋的焊接质量。电渣压力焊技术的改进取得了工程界人士的啧啧称赞，我们所取得的成功经验已在玉蒙铁路线推广。目前我们正将此技术运用于路基抗滑桩的桩身钢筋制作上，从而在一定程度上又降低了工程成本，值得其它工地借鉴。

参考文献：

1、温彩霞，竖向钢筋电渣压力焊接技术的应用[J];中国西部科技;2012年11期

2、刘永红;电渣压力焊工艺在桥梁钢筋施工中的应用及质量控制要点探析[J];价值工程;2010年26期

3、王健;陈超;朱绍奇;;钢筋电渣压力焊的焊接缺陷及质量控制[J];能源技术与管理;2007年01期

4、丁恩泽;电渣压力焊在空心墩施工中的应用[J];山西建筑;2010年23期

5、中华人民共和国行业标准(JGJ 18-2012).钢筋焊接及验收规程[S]. 中国建筑工业出版社.

作者简介：

常帅——河南省城市规划设计研究总院有限公司，从事建筑施工设计方向的研究，1981年出生，工程师

唐华瑞——河南理工大学万方科技学院，从事土木工程的教学和研究，1984年出生，讲师