焊钉焊接施工工艺

8 钢结构焊钉焊接施工工艺

8.1 一般规定

8.1.1 实用范围

本标准适用于各类钢结构工程中，公称直径为10～25mm的焊钉（圆柱头焊钉、熔焊栓钉、剪力钉等）的焊接施工。

8.1.2参考标准与规范

冷镦和挤压用钢GB/T6478—2001

电弧螺柱焊用圆柱头焊钉GB/T10433—2002

建筑工程施工质量验收统一标准GB50300—2001

钢结构工程施工质量验收规范GB50205—2001

建筑钢结构焊接技术规程JGJ81—2002

8.1.3材料

1 焊钉

1) 焊钉材料的机械性能应符合表8.1.3-1规定。

表8.1.3-1 焊钉材料及机械相性能

2) 焊钉的形状尺寸应符合图8.1.3-1及表8.1.3-2的规定

注：图中1）表示由制造者选择可制成凹穴形式。

表8.1.3-2 焊钉的形状尺寸(mm)

3) 焊钉表面质量焊钉必不经表面处理。其表面应平滑、洁净，不得有锈蚀、氧化皮、油脂和毛刺等；其杆部表面不允许有影响使用的裂缝，但头部裂缝的深度（径向）不得超过0.25(d k-d)mm。

2 瓷环

1) 焊接瓷环型式尺寸焊接瓷环型式和尺寸应符合图8.1.3-2和表8.1.3-3的规定。其中，B1型适用于普通平焊，也适用于13mm和16mm焊钉的穿透平焊；B2型仅适用于19mm焊钉的穿透平焊。

图8.1.3-2 焊接瓷环型式和尺寸

表8.1.3-3 焊接瓷环尺寸(mm)

2) 表面质量焊接瓷环不得有露水和雨水痕迹。

8.2 施工准备

8.2.1 技术准备

1 施工单位应按JGJ81规定进行焊接工艺评定，其结果应符合设计要求和GB50205标准规定。

2 根据工艺评定、设计和图纸深化的结果，编制施工作业指导书，做好施工技术交底。

8.2.2 材料准备

根据设计要求，选用合格的焊钉。根据焊钉的安装位置按下述要求使用配套瓷环：

1 若直接在压型钢板上安装焊钉，应使用穿透型（B2型）的配套瓷环。

2 若直接在钢梁钢柱上安装焊钉，应使用普通型（B1型）的配套瓷环。

8.2.3 机具准备

1 熔焊栓钉机专用设备。使用设备必须是焊接工艺评定试件制作的设备，且工艺评定结果合格。

2 角向磨光机。配合施工的工具，用于安装焊钉时去处钢梁上的非导电型油漆。

3 焊机（交流、直流均可）。熔焊时必须配套安排中型焊机用于焊钉补焊。

4 烘箱或其它烘烤设备。必要时用于焊钉和配套使用瓷环的烘烤除湿。

8.2.4 作业条件

1 钢结构构件表面熔焊部位，不允许有油漆、锈、水、油污及其它影响焊缝质量的污渍。

2 作业场地空气环境相对湿度不大于85％。

8.3 施工工艺

8.3.1 工艺流程

焊钉焊接施工工艺流程见图8.3.1

8.3.2 工艺细则

1 划线定位

1) 工具：钢板尺、划针、样冲、榔头。

2）操作：用钢板尺和划针，按设计要求的位置和间距，在构件上划出焊钉的位置并在焊钉位置处打上样冲眼。

3) 要求：符合工程设计要求，位置允许偏差±1mm。

2 清理焊接区域

1) 工具：角磨机、钢丝刷。

2) 操作：用角磨机将构件施焊部位的涂层打磨干净，并用钢丝刷清扫铁屑残渣。

3) 要求：焊接钢构件表面不允许有油漆、其它涂层、水、油脂及其它影响焊缝质量的污渍存在。

8.3.3 试焊

1 机具：熔焊栓钉机及配套的工装是植钉枪。

2 操作

1) 植钉枪的操作：

植钉枪的操作如图8.3.3所示。熔接长度按表8.1.3-2中WA栏取值。

图8.3.3 植钉枪的操作图

2) 焊钉熔焊操作：按8.2.5条进行。

3 要求：每项工程的每种规格焊钉在正式施焊前，必须试焊一个焊钉，用榔头敲击（或使用套管压）使焊钉弯曲30°，进行弯曲试验，检查是否满足质量要求；若不能满足要求，则应修改施工工艺,调整工艺参数再试，直到满足要求为止。使用套管进行试验时，套管下端距离焊肉上端的距离不得小于1d。

8.3.4 焊接

1 机具：同5.2.4 第1条。

2 操作

1) 植钉枪的操作：同8.2.4 第2条1)。

2) 熔焊操作过程:

（1）焊接准备

将焊钉放在焊枪的夹持装置中，把相应直径的保护瓷环置于母材上，把焊钉插入瓷环内并与母材接触，如图8.2.5-1所示。

图8.2.5-1 焊接准备（焊钉端部与母材接触）

（2）引弧

按动电源开关，焊钉自动提升，激发电弧，如图8.2.5-2所示。

图8.2.5-2 引弧（按动开关，引导焊钉产生引导电弧）

（3）焊接

焊接电流增大，使焊钉端部和母材局部表面熔化，如图8.2.5-3所示。

图8.2.5-3 焊接（强电流使焊钉端与一部分母材熔化）

（4）加压

设定的电弧燃烧时间达到后，将焊钉自动压入母材，如图8.2.5-4所示。

图8.2.5-4 加压（固定一段时间后，将焊钉压入母材中）

（5）断电

切断电源，熔化金属凝固，并使焊枪保持不动，如图8.2.5-5所示。

图8.2.5-5 断电（熔化金属凝固）

（6）冷却

让焊缝冷却，焊钉端部表面形成均匀的环状焊缝余高，然后敲碎并清除瓷环，焊接完成，如图8.2.5-6所示。

图8.2.5-6 冷却（焊接完成）

3 要求

1）每班焊接完成的焊钉均要从中抽取两个焊钉，用榔头敲击（或使用套管压）使焊钉弯曲30°，进行弯曲试验，检查是否合格，否则应修改施工工艺，调整焊接参数。使用套管进行试验时，套管下端距离焊肉上端的距离不得小于1d。

2）焊接过程中如果有不饱满或者经过修补的焊钉，每个焊钉均应作弯曲15°试验。榔头敲击方向应从焊缝不饱满的一侧进行。