电渣压力焊是利用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,加压后完成连接的方法。
电渣压力焊适用于现浇钢筋混凝土结构中竖向或斜向(倾斜度在4∶1范围内)钢筋的连接,它比电弧焊容易掌握、工效高,而且接头成本低,容易保证质量,并可节约大量钢筋。
(一)焊接设备和材料
1.焊接机具
(1)焊接电源。电渣压力焊可采用交流或直流焊接电源,焊机容量应根据所焊钢筋的直径选定。常用的多为弧焊电源(电弧焊机),如BX3—500型、BX3—630型、BX3—750型、BX2—1000型等。
(2)焊接夹具。焊接夹具由立柱、传动机械、上、下夹钳、焊剂筒等组成,其上安装有监控器,即控制开关、次级电压表、时间显示器(蜂鸣器)等。
(3)控制箱。控制箱的主要作用是通过焊工操作,使弧焊电源的初级线接通或断开。控制箱正面板上装有初级电压表、电源开关、指示灯、信号电铃等,也可刻制焊接参数表,供操作人员参考。
2.焊剂
(1)焊剂的作用。焊剂熔化后产生气体和熔渣,保持电弧和熔池,保护焊缝金属,更好地防止氧化和氮化;减少焊缝金属中化学元素的蒸发和烧损;使焊接过程稳定;具有脱氧和掺合金的作用,使焊缝金属获得所需要的化学成分和力学性能;焊剂熔化后形成渣池,电流通过渣池产生大量的电阻热;包括被挤出的液态金属和熔渣,使接头获得良好成形;渣壳对接头有保温和缓冷作用。
(2)常用焊剂。焊剂牌号为“焊剂×××”,其中第一位数字表示焊剂中氧化锰含量,第二位数字表示二氧化硅和氟化钙含量,第三位数字表示同一牌号焊剂的不同品种。
施工中最常用的焊剂牌号为“焊剂431”,它是高锰、高硅、低氟类型的,可交、直流两用,适合于焊接重要的低碳钢钢筋及普通低合金钢钢筋。与“焊剂431”性能相近的还有“焊剂350”、“焊剂360”、“焊剂430”、“焊剂433”等。“焊剂”亦可写成“HJ”,如“焊剂431”写成“HJ431”。
(二)操作要点
1.工艺过程
(1)操作前应将钢筋待焊端部约150mm范围内的铁锈、杂物以及油污清除干净;要根据竖向钢筋接长的高度搭设必要的操作架子,确保工人扶直钢筋时操作方便,并防止钢筋在夹紧后晃动。工作示意见图2-46。
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图2-46 电渣压力焊工艺
(2)焊接夹具的上、下钳口应夹紧于上、下钢筋的适当位置,钢筋一经夹紧就不得晃动。
(3)引弧:宜采用铁丝圈或焊条引弧法,就是在两钢筋的间隙中预先安放一个引弧铁丝圈(高约10mm)或1根焊条芯(直径为3.2mm,高约10mm),由于铁丝(焊条芯)细,电流密度大,便立即熔化、蒸发,原子电离而引弧;亦可采用直接引弧法,就是将上钢筋与下钢筋接触,接通焊接电源后,即将上钢筋提升2~4mm,引燃电弧。
(4)造渣:靠电弧的高温作用,将钢筋端面周围的焊剂充分熔化,形成渣池。
(5)电渣:当钢筋端面处形成一定深度的渣池后,将上钢筋缓慢插入渣池中,此时电弧熄灭,渣池电流加大,渣池因电阻较大,温度迅速升至2000℃以上,将钢筋端头熔化。
(6)顶压:当钢筋端头熔化达一定量后,加力顶压,将熔化金属和熔渣从结合部挤出,同时切断电源。
(7)经过以上过程后,接头焊毕应适当停歇,方可回收焊剂和卸下焊接夹具,并敲去渣壳;外观要求四周焊包均匀,凸出钢筋表面的高度应不小于4mm。
2.焊接注意事项
(1)焊剂使用前,须经恒温250℃烘焙1~2h;焊剂回收重复使用时,应除去熔渣和杂物,如果受潮,尚需再烘焙。
(2)焊前应检查电路,观察网路电压波动情况,如电源的电压降大于5%,则不宜进行焊接。
3.焊接参数
电渣压力焊的焊接参数应包括焊接电流、电压和通电时间,并应符合表2-28的规定。
对不同直径的钢筋进行焊接时,应按较细钢筋的直径选择参数;焊接时间可适当延长。
4.焊接缺陷及消除
在焊接生产中,焊工应随时进行自检,当发现焊接接头有偏心、弯折、烧伤等缺陷时,宜按表2-29查找原因和采取措施,及时消除。
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