气体保护焊钢筋焊接工艺试验方案

气体保护焊钢筋焊接工艺
试验方案
目录
目录 (I)
1、概述 (1)
2、试验目的 (1)
3、适用范围 (1)
4、编制依据 (1)
5、试验准备 (1)
5.1材料及设备 (1)
5.2试验时间 (1)
5.3取样数量 (2)
6、技术指标与要求 (2)
7、焊接试验工艺和方法 (3)
7.1工艺流程 (3)
7.2施工方法 (3)
7.3参数选择 (4)
8、焊接规定 (5)
8.1焊接一般规定 (5)
8.2引弧板、引出板、垫板要求 (5)
8.3多层焊的施焊规定 (5)
9、试验总结 (5)
10、注意事项 (6)
11、质量保证措施 (6)
12、安全措施 (6)
1、概述
根据设计图纸，本标段钢筋混凝土施工中，钢筋种类主要采用HPB300和HRB400钢筋，其中直径18mm、20mm、22mm、25mm钢筋主要采用气体保护焊连接。

2、试验目的
通过本次钢筋接头气体保护焊（搭接）焊接试验，确定气体保护焊（搭接）单面焊连接施工工艺及参数，用于指导全标段内采用气体保护焊（搭接）焊接的钢筋加工施工。

3、适用范围
本方案适用于本标段施工中的钢筋焊接施工。

4、编制依据
（1）《水工混凝土钢筋施工规范》（DL/T5169-2013）。

（2）《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012。

（3）《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110-2008。

5、试验准备
5.1材料及设备
（1）钢筋
本次气体保护焊搭接单面焊采用HRB400直径18mm、20mm、22mm、25mm钢筋，级别与直径均符合规范要求，钢筋无老锈和油污。

（2）焊条
本次气体保护焊焊接试验采用型号为ER50-X系列焊条，其直径为0.8-1.6mm，焊条标准应满足《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110-2008规定要求。

（3）设备机具
现场配置一台气体保护焊焊机，焊接电源、供气系统、送丝系统及焊枪性能良好，满足试验要求。

5.2试验时间
项目部试验人员会同监理人员在工作井钢筋加工厂用C18HRB400、C20HRB400、C22HRB400、C25HRB400钢筋分别进行气体保护焊单面焊焊接试验，焊接全过程在监理人员旁站见证下进行。

5.3取样数量
本次试验计划根据钢筋直径不同，每种钢筋制作一组试件（每组3个钢筋接头试件）。

6、技术指标与要求
（1）搭接焊接头的焊缝有效厚度S 不应小于主筋直径的30％；焊缝宽度b 不应小于主筋直径的80％。

（2）搭接焊时，钢筋的装配和焊接应符合下列要求：
1）搭接焊时，用两点固定。

2）焊接时，在搭接焊形成焊缝中引弧；在端头收弧前填满弧坑，并使主焊缝与定位
焊缝的始端和终端熔合。

焊缝尺寸示意图
（3）搭接焊焊接的质量检查项目和质量标准，见下表。

焊接质量检查项目和质量标准项次
质量检查项目质量标准检验方法1
接头处钢筋轴线曲折≤4°用刻槽直尺2
焊缝高度-0.50d 用卡尺和尺4
焊缝宽度-0.10d 尺量4
焊缝长度-0.50d 5
焊缝咬边深度≤0.05d ，且≤1mm 目测
6焊缝表面上的气
孔和夹渣在2d 长度上的数量≤2个尺量、目测气孔、夹渣的直径
≤3mm
7、焊接试验工艺和方法
7.1工艺流程
焊接工艺流程图
7.2施工方法
（1）清根
1）焊缝背面清根采用碳弧气刨。

2）清根应将定位焊的熔敷金属清除掉，清根后应用砂轮修磨刨槽，磨除碳层。

3）清根后的坡口形状、宽窄应一致，清根深度应适当，并完全清除根部缺陷。

（2）焊接材料检验
1）焊接材料的合格证、检验报告等材质证明书齐全。

焊接材料的种类、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。

2）焊丝包装完好，如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应不适应。

3）二氧化碳气体纯度应不低于99.9%（体积比）；含水量应低于0.005%（重量比），瓶内高压低于1MPa时应停止使用。

4）实心焊丝及熔嘴导管应无油污、锈蚀、镀铜层应完好无损。

（3）焊缝坡口检查
焊缝的坡口形式、位置、间隙等符合设计和规范要求；坡口表面不得有台阶；禁止在接头间隙中填塞焊条头、铁块等杂物，焊接前应复查焊接构件接头质量和焊缝区的处理情况，坡口表面及两侧各50mm区域内应清除水、锈、油污等杂物，当不符合要求时，应经修整合格后方可施焊。

7.3参数选择
焊接参数的选择对焊接质量、效率影响很大，应根据构件接头形式，选定焊丝直径、过渡形式、电源极性及焊接电流，然后选取与之相匹配的电弧电压、焊速、焊丝干伸长及气体流量。

最佳的焊接参数应能满足焊接过程稳定、飞溅最小、焊缝成形美观、应无气孔、裂纹及咬边等缺陷，对要求焊透的焊缝应能保证焊透质量要求，并应具有最高的生产效率。

（1）焊丝直径
焊丝直径对焊接过程的稳定性、金属飞溅及熔滴过渡等均有较明显的影响，焊丝直径应根据工件厚度、施焊位置及生产效率等因素来确定。

焊丝直径一般为0.8-1.6mm范围。

（2）焊丝伸出长度
焊丝伸出长度:二氧化碳气体保护焊焊丝伸出长度可按下列经验公式计算：L≈10d，L—为焊丝干伸长（mm），d—为焊丝直径（mm）。

焊丝伸出长度过大，焊丝容易发生过热而熔断，喷嘴至工件距离过大，保护效果变差，飞溅严重，焊接过程不稳定。

焊丝伸出长度过小，喷嘴至工件距离变小，飞溅易堵塞喷嘴。

（3）焊接电流、电弧电压
焊接时，电流表和电压表上的数值是焊接电流和电弧电压的有效值而不是瞬时值。

适合一定直径焊丝的电流具有一定的调节范围。

电弧电压的大小决定电弧弧长和熔滴过渡形式，它对焊缝成形、飞溅、焊接缺陷以及焊缝的力学性能都有较大影响，确定电弧电压的数值，应考虑电弧电压与焊接电流的匹配关系，才能获得稳定的焊接过程。

（4）气体流量
二氧化碳气体保护焊气体流量应按焊接电流，焊丝干伸长及喷嘴直径等来选择，一般为5-20升/分。

焊接电流大，焊接速度快，焊丝干伸出长度大或室外作业等情况下，
气体流量应加大，以使保护气体有足够的挺度，加强保护效果但气体流量不宜过大，以免将外界空气卷入焊接区，降低保护效果。

（5）电弧极性
二氧化碳焊主要采用直流反接，这样电弧稳定，飞溅小。

8、焊接规定
8.1焊接一般规定
（1）焊接作业区风速超过2m/s时，应采取防风措施。

（2）焊接作业区域的相对湿度超过90%时，停止施焊。

当焊接表面潮湿时，应加热去湿除潮。

遇雨天或雪天停止焊接，环境温度低于五度时，应按规定采取预热。

8.2引弧板、引出板、垫板要求
（1）严禁在承受动载荷且需经疲劳构件焊缝以外的母材上打火、引弧或装焊焊接夹具；
（2）不应在焊缝以外的母材上打火、引弧；
（3）T型接头、十字接头、角接接头和对接接头主焊缝两端，必须设置引弧板和引出板，其材质应和被焊母材相同，坡口形式与被焊焊缝相同，禁止使用其他材质的材料充当引弧板和引出板；
（4）焊缝引出长度应大于25mm。

其引弧板和引出板宽度应大于50mm，长度宜为板厚的1.5倍且不小于30mm，厚度应不小于6mm；
（5）焊接完后，用火焰切割去除引弧板和引出板，不得用锤击落引弧板和引出板，清理焊缝表面及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量，检查合格后方可进入下道工序。

8.3多层焊的施焊规定
多层焊接应连续施焊，第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处，然后逐道逐层累焊至填满焊道，每一道焊道焊接完成后应及时清理焊渣和表面飞溅，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊。

在连续焊接过程中应控制焊接区母材温度，使层间温度的上下限符合焊接工艺文件的要求。

9、试验总结
经过试验，根据焊机性能、焊接接头形式等确定适合本工程施工的焊接电流、极性、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、焊丝直径、气体流量等焊接参数，用于指导本标
段钢筋焊接施工。

10、注意事项
（1）焊工必须持相应等级焊工证才允许上岗操作。

（2）焊接前必须首先核对钢筋的材质、规格及焊条类型符合钢筋工程的设计施工规范，有材质单及产品合格证，并经检测合格后方能使用。

（3）根据钢筋级别、直径、接头型式和焊接位置，选择适宜的焊条直径和焊接电流，保证焊缝与钢筋熔合良好，焊完后，及时将焊渣清除干净。

11、质量保证措施
（1）焊接过程中要及时清渣，焊缝表面光滑平整，加强焊缝平缓过渡，弧坑应填满。

（2）根据钢筋级别、直径、接头形式和焊接位置，选择适宜焊条直径和焊接电流，保证焊缝与钢筋熔合良好。

（3）帮条尺寸、坡口角度、钢筋端头间隙以及钢筋轴线等应符合有关规定，保证焊缝尺寸符合要求。

（4）焊接地线应与钢筋接触良好，防止因起弧而烧伤钢筋。

（5）钢筋电弧焊时不能忽视因焊接而引起的结构变形，应采取下列措施：a、对称施焊；b、分层轮流施焊；c、选择合理的焊接顺序。

12、安全措施
（1）焊接前，应先检查焊机、设备和工具是否安全，如焊机外壳接地、焊机各接线点接触是否良好、焊接电缆的绝缘有无损坏等。

在焊接时，不可将工件拿在手中或用手扶着工件进行焊接。

（2）更换焊条时，焊工必须使用焊工手套，焊工手套保持干燥、绝缘可靠。

对于空载电压和焊接电压较高的焊接操作和在潮湿环境操作时，焊工应用绝缘橡胶衬垫。

特别是在夏天由于身体出汗后衣服潮湿，不得靠在焊件上，以防触电。

（3）电焊工的个人防护用具应保持完好。

绝缘手套不短于300mm，操作时，穿帆布工作服，穿有绝缘鞋。