1、钢筋闪光对焊工艺试验1、工程概况南水北调中线一期工程总干渠设计桩号为33+70038+000，标段长度4.3km，标段内共有各种建筑物 8 座，其中:河渠交叉建筑 2 座（普济河倒虹吸、闫河倒虹吸） ，节制闸、退水闸各 1 座，公路桥 4 座，抽排泵站 8 座。混凝土工程量约16.35 万 m3，钢筋约 11480t。倒虹吸施工过程中，B18、B20、B22 钢筋采用闪光对焊连接（闪光预热闪光焊） 。为确保钢筋加工质量，在正式进行钢筋连接施工前，先进行钢筋闪光对焊工艺试验。2、试验目的通过钢筋闪光对焊工艺性试验,确定闪光对焊时待焊钢筋的调伸长度、烧化留量、顶锻留量以及变压器级数等焊接参数。确保
2、现场钢筋焊接的质量。3、编制的依据（1） 水工混凝土钢筋施工规范 （DL/T5169-2002） ；（2） 钢筋焊接及验收规程(JGJ18-2003)；（3）招投标文件及施工图纸。4、试验准备4.1 材料要求（1）选用的钢筋必须有出厂合格证、出厂检验报告、进厂复试报告，钢筋力学性能和直径均达到规范和设计要求。（2）清除钢筋上特别是钢筋端头部的浮锈、泥浆、污垢沾染的杂质等,以保证钢筋与混凝土的握裹力。4.2 主要机具设备（1）主要设备：UN-150 型对焊机具及配套的对焊平台；（2）辅助设备：深色防护眼镜，电焊手套、绝缘鞋、钢筋截断机、除锈机或钢丝刷防护深色眼镜、电焊手套、绝缘鞋。4.3 作业条
3、件（1）对焊机检修完好，对焊机容量、电压，符合要求并符合安全规定；（2）操作人员必须要持证上岗，上岗证必须在有效期内；（3）钢筋焊口要平口、清洁、无油污杂质等；（4）对焊机容量、电压要符合要求。5、试验场地本次试验在闫河倒虹吸二期钢筋加工厂进行。6、试验试件本次试验取 3 组（B25、B28、B32 各 1 组） ，每组 6 个试件（其中：3 个试件用于抗拉检测，3 个试件用于抗弯检测） 。用于抗拉试件长度 50cm，用于抗弯试件的长度35cm。7、试验工工艺和操作过程7.1 工艺过程闪光对焊是利用对焊机使两段钢筋接触，通以低电压的强电流，把电能转化为热能，当钢筋加热到一定程度后，立即施加轴向
4、压力挤压(称为顶锻)，使形成对焊接头。根据现场钢筋安装情况，钢筋安装采用的是闪光预热闪光焊，其试验工艺如下：闭合电路一次闪光闪平端面（两钢筋端面轻微徐徐接触）断续闪光预热（两钢筋端面交替接触和分开）二次连续闪光加热到将近熔点（两钢筋端面徐徐移动接触带电顶锻无电顶锻。7.2 试验参数选择（1）调伸长度它影响加热条件和塑性变形，选择原则是从减少向电极的散热、确保顶锻时焊件加热部分的刚度、以及焊口加工的可能性等方面考虑。当长度过小，随向电极散热的增加易使加热区变窄，不利于塑性变形，顶锻时所需压力较大；当长度过大时，则使加热区变宽，电能消耗大；当焊件较细时容易产生弯曲。调伸长度取值为：级钢筋为 1.0
5、1.5d,直径较小的钢筋宜取较大的值。（2）闪光留量即烧化留量，为了满足焊件均匀加热的要求。若焊件直径较粗，则闪光留量要增大。钢筋采用闪光预热闪光焊时，一次烧化留量等于两钢筋切断时的严重压伤部分之和，二次烧伤留量不宜大于 8 毫米，钢筋越粗，所需的闪光留量越大。（3）闪光速度闪光速度应随着钢筋直径的增大而降低，在闪光过程中闪光速度由慢到快，一般是从 01 毫米/秒、1.52.0 毫米/秒，闪光时要求稳定张裂，以防止焊缝金属氧化。（4）顶锻速度顶锻开始的 0.1 秒内应将钢筋压缩 23 毫米，以使焊口闭合，保护焊缝金属免受氧化。在火口紧密封闭之后，应在每秒压缩量不小于 6 毫米的速度下完成整个顶
6、锻过程，顶锻速度应愈快愈好。（5）顶锻压力顶锻力的大小应是保证液体金属全部挤出、并使焊件对口产生适当的变形的关键。顶锻压力应随钢筋直径的增大而增加，顶锻应在足够大的压力下快速完成。（6）顶锻留量顶锻留量是指在闪光过程结束，将钢筋顶锻压紧后接头处挤出金属而缩短的钢筋长度。顶锻留量随着钢筋直径增加而增加，闪光预热闪光焊为 58 毫米。其中无电顶锻留量约占 2/3。（7）焊接变压器级数选择焊接变压器级数可用调节通过钢筋端部的焊接电流来控制。焊接的钢筋直径大，选择的变压器级数要求就高。（8）焊接预热时间选择根据钢筋级别及其直径大小来决定，预热接触时间宜介于 1.5-2 秒/次内选择。预热间隙时间应大于
7、每次预热的接触时间。7.3 试验方法本次试验采用的是闪光预热闪光焊，方法如下：将焊接件紧夹在钳口上，接通电源后，使钢筋逐渐移近，端面局部接触，工作端面的接触点在高电流密度作用下迅速熔化、蒸发、爆破，呈高温粒状金属，从焊口内高速飞溅出来。预加闪光阶段，把钢筋端部压伤部分烧去，使其端面达到平整。同时，使焊接件接触，然后又离开，反复多次的断开和接触，接头温度逐渐升高形成预热阶段，焊接达到预热温度后进行连续闪光阶段，工作端面的旧爆破点爆破后又形成新的接触点，这就形成了连续不断爆破过程。为了保证连续不断闪光，随着金属的烧损，焊接件需要连续不断的送进，以送进速度适应焊接过程的烧化速度。钢筋经过一定时间的烧
8、化，使其焊口达到所需的温度，并使热量扩散到焊口两边，形成一定宽度的温度区，在撞击式的顶锻压力作用下液态金属排挤在焊口之外，使连接件焊合，并在焊口周围形成毛刺，在结合面周围形成较小的凸起。8、试验注意事项（1）焊接前检查焊机各部件和接地情况，调整变压器级次，开放冷却水，合上电闸，始可工作。（2）钢筋端头顺直，150mm 范围内的铁锈、污物等清除干净，两钢筋轴线偏差不得超过 0.5mm。（3）对 IIIII 级钢筋采用预热闪光对焊时，做到一次闪光，闪平为准；预热充分，频率要高；二次闪光、短稳、强烈；顶锻过程快而有力。对 IV 级钢筋，焊接时要做到一次闪光，闪平为准；预热适中，频率中低；二次闪光，短
9、、稳、强烈；顶锻过程，快而用力得当。（4）不同直径的钢筋焊接时，其直径差不大于 23mm。焊接时，按大直径钢筋选择焊接参数。（5）负温（不低于-20）下闪光对焊，采用弱参数，焊接场地应有防风、防雨措施，使室内保持 0以上。（6）焊接完毕，待接头处由白红色变为黑色，才能松开夹具，平稳取出钢筋，以免产生弯曲。（7）当调换焊工或更换钢筋级别和直径时，按规定制作对焊试样（不少于 2 个）作冷弯试验，合格后才能成批焊接。9、试验结果及结论9.1 试验结果试验完成后，所取三组试件送检，试验检测结果详见附件。9.2 试验结论根据试验结果，试件抗拉强度及断口特征均满足标准值（见附件） ，弯曲试验合格。根据钢筋
10、焊接及验收规程 （JGJ182003） ，所检项目合格，试验参数满足要求。钢筋进行闪光对焊时，采用下表参数指导施工。钢筋闪光对焊施工参数表闪光及预热留量（mm） 预锻留量（mm）钢筋直径（mm）调伸长度（mm） 一次闪光 预热 二次闪光 有电 无电总留量（mm）变压器级次（UN-150）B18 1.5d 3 1.5 6 2.0 3.5 16 7B20 1.5d 3 2 6.5 2.5 4.0 18 8钢筋级别B22 1.5d 3 2.5 7 3.0 4.5 20 810、附件（1）钢筋闪光对焊试验记录表（2）检测报告闪光预热闪光焊试验参数记录表试验操作人员： 试验记录人员： 试验时间： 年 月 日 闪光及预热留量（mm） 预锻留量（mm）钢筋级别钢筋直径（mm）调伸长度（mm） 一次闪光 预热 二次闪光 有电 无电 总留量变压器级次（UN-150）注：d 为钢筋直径。
