施工机械之钢筋焊接装置

钢筋焊接方式有闪光对焊、电阻点焊、电弧焊、电渣压力焊、埋弧压力焊、气压筋等，其中对焊用于接长钢筋、点焊用于焊接钢筋网、埋弧压力焊用于钢筋与钢板的焊接、电渣压力焊用于现场焊接竖向钢筋。

5.3.5.1　电阻焊

1.钢筋点焊

钢筋点焊机是利用电流通过焊件时产生的电阻热作为热源，并施加一定的压力，使交叉连接的钢筋接触处形成一个牢固的焊点，将钢筋焊合起来。点焊机又分电动凸轮式点焊机、气压传动式点焊机及多头点焊机等。

点焊机主要由点焊变压器、时间调节器、电极和加压机构等部分组成，如图5-82所示。根据点焊机传动方式不同又分为电动凸轮式及气压传动式。

图5-82　DN3—75型气压传动式点焊机（单位：mm）

1—机身；2—变压器；3—转换开关；4—上电极；5—下电极；6—下电极支架；7—上电极臂；8—下电极臂；9—上电极臂压块；10—下电极臂压块；11—调节级数表；12—杠杆；13—次级软铜片；14—控制变压器；15—减压阀

点焊时，将表面清理好的钢筋叠合在一起，放在2个电极之间预压夹紧，使2根钢筋交接点紧密接触。当踏下脚踏板时，带动压紧机构使上电极压紧钢筋，同时断路器也接通电路，电流经变压器次级线圈引到电极，接触点处在极短的时间内产生大量的电阻热，使钢筋加热到熔化状态，在压力作用下2根钢筋交叉焊接在一起。当放松脚踏板时，电极松开，断路器随着杠杆下降，断开电路，点焊结束。

2.钢筋闪光对焊

闪光对焊是利用电流通过对接的钢筋时，产生的电阻热作为热源使金属熔化，产生强烈飞溅，并施加一定压力而使之焊合在一起的焊接方式。对焊不仅能提高工效，节约钢材，还能充分保证焊接质量。对焊机分为手动对焊机和自动对焊机。

闪光对焊机由机架、导向机构、移动夹具和固定夹具、送料机构、夹紧机构、电气设备、冷却系统及控制开关等组成，如图5-83所示。闪光对焊机适用于水平钢筋非施工现场连接；适用于直径10～40mm的HPB235、HRB335、HRB400级热轧钢筋，以及直径10～25mm的余热处理HRB400级钢筋的焊接。

图5-83　UN1—100型对焊机（单位：mm）

1—固定横架；2—左电极；3—右电极；4—可动横架；5—机架；6—夹紧臂；7—套钩；8—手柄；9—护板；10—操纵杆；11—按钮开关；12—分级开关；13—行程螺钉；14—行程开关；15—调节螺钉；16—螺杆；17—出水漏斗

对焊属于塑性压力焊接。对焊机的电极分别装在固定平板和滑动平板上，滑动平板可以沿机身上的导轨移动，并与压力机构相连。接通电源后，电流通过变压器次级线圈传到电极上，当推动压力机构使2根钢筋端头接触到一起时，造成很大的短路电阻，使通过的电流产生很强的热量，钢筋端部温度升高而熔化，然后利用压力机构施压，使钢筋端部牢固地焊接在一起。

5.3.5.2　电弧焊接

钢筋电弧焊是以焊条作为一极，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。电弧焊具有设备简单、操作灵活、成本低等特点，且焊接性能好，但工作条件差、效率低。适用于构件厂内和施工现场焊接碳素钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢和对铸铁的补焊，可在各种条件下进行各种位置的焊接。电弧焊分手弧焊、埋弧压力焊等。

1.手弧焊

手弧焊是利用手工操纵焊条进行焊接的一种电弧焊。手弧焊用的焊机有交流弧焊机（焊接变压器）、直流弧焊机（焊接发电机）等。

手弧焊用的焊机是一台额定电流在500A以下的交流变压器；辅助设备有焊钳、焊接电缆、面罩、敲渣锤、钢丝刷和焊条保温筒等。如图5-84、图5-85所示。

图5-84　BX3—300型交流弧焊机（单位：mm）

1—初级线圈；2—次级线圈；3—电源转换开关；4—调节手柄；5—滚轮

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图5-85　AX—320型直流弧焊机（单位：mm）

1—电动机；2—焊接发电机；3—变阻器；4—直流定子；5—电刷架；6—调节电流手柄；7—主极；8—交极

电弧焊是利用电焊机（交流变压器或直流发电机）的电弧产生的高温（可达6000℃），将焊条末端和钢筋表面熔化，使熔化了的金属焊条流入焊缝，冷凝后形成焊缝接头。BX3—300型交流弧焊机是一台动绕组式单相焊接变压器，其降压特性是借助于初、次级线圈间的漏磁作用而获得的。AX—320型直流弧焊机是由一台12kW的三相感应电动机和一台裂板式直流弧焊发电机组成，其降压特性是借电枢反应的退磁作用而获得。空载时，由于无焊接电流通过，不产生电压下降，所以空载电压下较高，便于引燃电弧，电弧能产生光和热。焊接时，由于有焊接电流通过，弧焊机产生的漏磁或退磁作用使电压下降到相当于电弧稳定燃烧的电压。焊接过程中，随着电弧长度的增加，由于电阻增加，焊接电流下降，电压增加；相反则电压减小，电流增加，从而满足了焊接时的实际需要。

2.埋弧压力焊

埋弧压力焊是将钢筋与钢板安放成T型形状，利用焊接电流通过时在焊剂层下产生电弧，形成熔池，加压完成的一种压焊方法。具有生产效率高、质量好等优点，适用于各种预埋件、T型接头、钢筋与钢板的焊接。预埋件钢筋压力焊适用于热轧直径6～25mm HPB235、HRB335级钢筋的焊接，钢板为普通碳素钢HPB235级，厚度为6～20mm的料接。

埋弧压力焊机主要由焊接电源（BX2—500、AX1—500）、焊接机构和控制系统（控制箱）3部分组成。图5-86是由BX2—500型交流弧焊机作为电源的埋弧压力焊机的基本构造。其工作线圈（副线圈）分别接入活动电极（钢筋夹头）及固定电极（电磁吸铁盘）。焊机结构采用摇臂式，摇臂固定在立柱上，可作左右回转活动；摇臂本身可作前后移动，以使焊接时能取得所需要的工作位置。摇臂末端装有可上下移动的工作头，其下端是用导电材料制成的偏心夹头，夹头接工作线圈，成活动电极。工作平台上装有平面型电磁吸铁盘，拟焊钢板放置其上，接通电源，能被吸住而固定不动。

图5-86　埋弧压力焊机

1—立柱；2—摇臂；3—压柄；4—工作头；5—钢筋夹头；6—手柄；7—钢筋；8—焊剂料箱；9—焊剂漏口；10—铁圈；11—预埋钢板；12—工作平台；13—焊剂储斗；14—机座

在埋弧压力焊时，钢筋与钢板之间引燃电弧之后，由于电弧作用使局部用材及部分焊剂熔化和蒸发，蒸发气体形成了一个空腔，空腔被熔化的焊剂所形成的熔渣包围，焊接电弧就在这个空腔内燃烧，在焊接电弧热的作用下，熔化的钢筋端部和钢板金属形成焊接熔池。待钢筋整个截面均匀加热到一定温度，将钢筋向下顶压，随即切断焊接电源，冷却凝固后形成焊接接头。

3.气压焊接

气压焊是利用氧气和乙炔气，按一定的比例混合燃烧的火焰，将被焊钢筋两端加热，使其达到热塑状态，经施加适当压力，使其接合的固相焊接法。钢筋气压焊适用于14～40mm热轧HPB235、HRB335、HRB400级钢筋，也能进行不同直径钢筋间的焊接，还可用于钢轨焊接。被焊材料有碳素钢、低合金钢、不锈钢和耐热合金等。钢筋气压焊设备轻便，可进行水平、垂直、倾斜等全方位焊接，具有节省钢材、施工费用低廉等优点。

钢筋气压焊接机由供气装置（氧气瓶、溶解乙炔瓶等）、多嘴环管加热器、加压器（油泵、顶压油缸等）、焊接夹具及压接器等组成，如图5-87所示。

图5-87　钢筋气压焊机

钢筋气压焊采用氧—乙炔火焰对着钢筋对接处连续加热，淡白色羽状火焰前端要触及钢筋或伸到接缝内，火焰始终不离开接缝，待接缝处钢筋红热时，加足顶锻压力使钢筋端面闭合。钢筋端面闭合后，把加热焰调成乙炔稍多的中性焰，以接合面为中心，多嘴加热器沿钢筋轴向，在两倍钢筋直径范围内均匀摆动加热。摆幅由小变大，摆速逐渐加快。当钢筋表面变成炽白色、氧化物变成芝麻粒大小的灰白色球状物继而聚集成泡沫，开始随多嘴加热器摆动方向移动时，再加足顶锻压力，并保持压力到使接合处对称均匀变粗，其直径为钢筋直径的1.4～1.6倍，变型长度为钢筋直径的1.2～1.5倍，即可终断火焰，焊接完成。

4.电渣压力焊

钢筋电渣压力焊是将两根钢筋安放成竖向对接形式，利用焊接电流通过两钢筋端面间隙，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。钢筋电渣压力焊机操作方便，效率高，适用于竖向或斜向受力钢筋的连接，钢筋级别为HPB235、HRB335级，直径为14～40mm。

电渣压力焊机分为自动电渣压力焊机及手工电渣压力焊机两种。主要由焊接电源（BX2—1000型焊接变压器）、焊接夹具、操作控制系统、辅件（焊剂盒、回收工具）等组成。图5-88为电动凸轮式钢筋自动电渣压力焊机基本构造示意图。图5-89为手工电渣压力焊示意图。将上、下两钢筋端部埋于焊剂之中，两端面之间留有一定间隙。电源接通后，采用接触引燃电弧，焊接电弧在两钢筋之间燃烧，电弧热将两钢筋端部熔化，熔化的金属形成熔池，熔融的焊剂形成熔渣（渣池），覆盖于熔池之上。熔池受到熔渣和焊剂蒸气的保护，不与空气接触而发生氧化反应。随着电弧的燃烧，两根钢筋端部熔化量增加，熔池和渣池加深，此时应不断将上钢筋下送。至其端部直接与渣池接触时，电弧熄灭。焊接电流通过液体渣池产生的电阻热，继续对两钢筋端部加热，渣池温度可达1600～2000℃。待上下钢筋端部达到全断面均匀加热的时候，迅速将上钢筋向下顶压，液态金属和熔渣全部挤出，随即切断焊接电源。冷却后，打掉渣壳，露出带金属光泽的焊包。

图5-88　电动凸轮式钢筋自动电渣压力焊机基本构造

1—电源输入；2—控制箱；3—操作箱；4—电动机；5—减速箱；6—凸轮；7—焊接变压器；8—上钢筋；9—下钢筋；10—焊剂；11—引弧圈

图5-89　手工电渣压力焊示意图

1—钢筋；2—活动电极；3—焊剂；4—导电焊剂；5—焊剂盒；6—固定电极；7—钢筋；8—标尺；9—操纵杆；10—变压器