钢筋气压焊

钢筋气压焊是采用氧乙炔火焰或其他火焰对两钢筋对接处加热，使其达到塑性态，加压完成的一种压焊方法。由于加热和加压使接合面附近金属受到镦锻式压延，被焊金属产生强烈的塑性变形，促使两接合面接近到原子间的距离，进入原子作用的范围内，实现原子间的互相嵌入扩散及键合，并在热变形过程中，完成晶粒重新组合的再结晶过程而获得牢固的接头。

钢筋气压焊工艺具有设备简单、操作方便、质量好、成本低等优点，但对焊工要求严，焊前对钢筋端面处理要求高。被焊两钢筋直径之差不得大于7mm。

1 焊接设备

钢筋气压设备包括氧、乙炔供气设备、加热器、加压器及钢筋卡具等，见下图。

图： 气压焊设备工作简图

1-脚踏液压泵；2-压力表；3-液压胶管；4-活动油缸；5-钢筋卡具；

6-被焊接钢筋；7-多火口烤枪；8-氧气瓶；9-乙炔瓶

加热器由混合气管和多火口烤枪组成。为使钢筋接头能均匀受热，烤枪应设计成环状钳形。烤枪的火口数：对直径16~22mm的钢筋为6~8个，对直径25~28mm的钢筋为8~10个，对直径为32~36mm的钢筋为10~12个，对直径为40mm的钢筋为12~14个。

加压器由液压泵、压力表、液压胶管和活动油缸组成。液压泵有手动式、脚踏式和电动式。在钢筋气压焊接作业中，加压器作为压力源，通过钢筋卡具对钢筋施加30N/mm2以上的压力。

钢筋卡具由可动卡子与固定卡子组成，用于卡紧、调整和压接钢筋用。

2 焊接工艺

1．焊前准备

（1）钢筋下料要用砂轮锯，不得使用切断机，以免钢筋端头呈马蹄形而无法压接。

（2）钢筋端面在施焊前，要用角向磨光机打磨见新。边棱要适当倒角，端面要平，不准有凹凸及中洼现象。钢筋端面基本上要与轴线垂直。接缝与轴线的夹角不得小于70°；两钢筋对接面间隙不得超过3mm。

（3）钢筋端面附近50~100mm范围内的铁锈、油污、水泥浆等杂物必须清除干净。

（4）两根被连接的钢筋用钢筋卡具对正夹紧。

2．施焊要点

钢筋气压焊的工艺过程包括：顶压、加热与压接过程。气压焊时，应根据钢筋直径和焊接设备等具体条件选用等压法、二次加压法或三次加压法焊接工艺。

（1）两钢筋安装后，预压顶紧。预压力宜为10MPa，钢筋之间的局部缝隙不得大于3mm。

（2）钢筋加热初期应采用碳化焰（还原焰），对准两钢筋接缝处集中加热，并使其淡白色羽状内焰包住缝隙或伸入缝隙内，并始终不离开接缝，以防止压焊面产生氧化。待接缝处钢筋红黄，随即对钢筋加第二次加压，直至焊口缝隙完全闭合。应注意：碳化焰若呈黄色，说明乙炔过多，必须适当减少乙炔量，不得使用碳化焰外焰加热，严禁用气化过剩的氧化焰加热。

（3）在确认两钢筋的缝隙完全粘合后，应改用中性焰，在压焊面中心1~2倍钢筋直径的长度范围内，均匀摆动往反加热。摆幅由小到大，摆速逐渐加大，使其达到压接温度（1150~1300℃）。

（4）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，继而聚集成泡沫状并开始随加热器的摆动方向移动时，则可边加热边第三次加压，先慢后快，达到30 ~40MPa，使接缝处隆起的直径为1.4~1.6倍母材直径、变形长度为母材直径1.2~1.5倍的鼓包。

在合理选用火焰的基础上，气压焊接时间：对直径16~25mm的钢筋为1~2min，对直径28~32mm的钢筋为2~3min，对直径36~40min的钢筋为3~4min。火口前端距钢筋表面25~30mm。

（5）压接后，当钢筋火红消失，即温度为600~650℃时，才能解除压接器上的卡具。

（6）在加热过程中，如果火焰突然中断，发生在钢筋接缝已完全闭合以后，即可继续加热加压，直至完成全部压接过程；如果火焰突然中断发生在钢筋接缝完全闭合以前，则应切掉接头部分，重新压接。

3 焊接缺陷及消除措施

在焊接生产中，当发现焊接缺陷时，宜按下表查找原因，采取措施，及时消除。

4 气压焊接头质量检验

1．取样数量

气压焊接头应逐个进行外观检查。当进行力学性能试验时，应从每批接头中随机切取3个接头做拉伸试验；在梁、板的水平钢筋连接中，应另切取3个接头做弯曲试验，且应按下列规定抽取试件：

（1）在一般构筑物中，以300个接头作为一批；

（2）在现浇钢筋混凝土房屋结构中，同一楼层中应以300个接头作为一批；不足300个接头仍应作为一批。

2．外观检查

气压焊接头外观检查结果应符合下列要求：

（1）偏心量。不得大于钢筋直径的0.15倍，且不得大于4mm（图-a）。当不同直径钢筋焊接时，应按较小钢筋直径计算。当大于规定值时，应切除重焊；

（2）两钢筋轴线弯折角不得大于4°，当大于规定值时，应重新加热矫正；

（3）镦粗直径dc不得小于钢筋直径的1.4倍（图-b）。当小于此规定值时，应重新加热镦粗；

（4）镦粗长度1c不得小于钢筋直径的1.2倍，且凸起部分平缓圆滑（图-c）。当小于此规定值时，应重新加热镦长；

（5）压焊面偏移dh不得大于钢筋直径的0.2倍（图-d）。

图:钢筋气压焊接头外观质量图解 （a）偏心量；（b）镦粗直径；（c）镦粗长度；（d）压焊面偏移

（6）钢筋压焊区表面不得有横向裂纹或严重烧伤。

3．拉伸试验

气压焊接头拉伸试验结果，3个试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度，并应断于压焊面之外，呈延性断裂。当有1个试件不符合要求时，应切取6个试件进行复验；复验结果，当仍有1个试件不符合要求，应确认该批接头为不合格品。

4．弯曲试验

气压焊接头进行弯曲试验时，应将试件受压面的凸起部分消除，并应与钢筋外表面齐平。弯心直径应比原材弯心直径增加1倍钢筋直径，弯曲角度均为90°。

弯曲试验可在万能试验机、手动或电动液压弯曲试验器上进行；压焊面应处在弯曲中心点，弯至90°，3个试件均不得在压焊面发生破断。

当试验结果有1个试件不符合要求，应再切取6个试件进行复验。复验结果，当仍有1个试件不符合要求，应确认该批接头为不合格品。