竖向钢筋电渣压力焊质量缺陷及预防措施及

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。

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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/mm 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