工程施工中钢筋的焊接连接方法

工程施工中钢筋的焊接连接方法
混凝土结构设计规范规定，钢筋连接宜优先采用焊接连接。

钢筋的焊接质量与钢材的可焊性、焊接工艺有关。

钢材可焊性的好坏，受钢材所含化学元素种类及含量影响很大。

含碳、锰数量增加，则可焊性差，而含适量的钛，可改善可焊性。

焊接工艺（焊接工艺与操作水平）也影响焊接质量，即使可焊性差的钢材，若焊接工艺合宜，也可获得良好的焊接质量。

常用的焊接方法有闪光对焊、电阻点焊、电弧焊、电渣压力焊、埋弧压力焊和气压焊等。

1)闪光对焊
闪光对焊属于焊接中的压焊（焊接过程中必须对焊件施加压力完成的焊接方法）。

钢筋的闪光对焊是利用对焊机，将两段钢筋端面接触，通过低电压强电流在钢筋接头处，产生高温，钢筋熔化，产生强烈的金属蒸气飞溅，形成闪光，施加压力顶锻，使两根钢筋焊接在一起，形成对焊接头，是钢筋焊接中常用的方法。

如图3. 23所示为对焊机基本构造示意图。

根据钢筋的品种、直径和选用的对焊机功率，闪光对焊分为连续闪光焊、预热闪光焊和闪光一预热闪光焊3种工艺。

对可焊性差的钢筋，对焊后采取通电热处理的方法，以改善对焊接头的塑性。

(1)连续闪光焊。

自闪光一开始，就徐徐移动钢筋，形成连续闪光，接头处逐步被加热，形成对焊接头。

连续闪光焊的工艺简单，适用于焊接直径25mm以
下的钢筋。

钢筋对焊接头的外形见图3.24。

图3.23 对焊机基本构造示意图
1-机架；2-变压器；3-钢筋；4-夹紧机构；5-固定座板；6-动板；7-送进机构；8-顶座；9-导轨
图3. 24 钢筋对焊接头的外形图
1-钢筋；2-接头
(2)预热闪光焊。

在连续闪光焊前增加一次预热过程，以使钢筋均匀加热。

其工艺过程为预热-闪光-顶锻。

即先闭合电源，使两根钢筋端面交替轻微接触和分开，发出断续闪光使钢筋预热，当钢筋烧化到规定的预热留量后，连续闪光，最后进行顶锻。

适用于直径25mm以上端部平整的钢筋。

(3)闪光一预热一闪光焊。

在预热闪光焊前加一次闪光过程，使钢筋端面烧化平整，预热均匀。

适用于直径25mm以上端部不平整的钢筋。

(4)焊后通电热处理。

对于RRB400级钢筋对焊接头拉伸试验结果发生脆性断裂，或弯曲试验不能达到规范要求时，为改善其焊接接头的塑性，可在焊后进行
通电热处理。

焊后通电热处理在对焊机上进行。

钢筋对焊完毕当焊接接头温度降低至呈暗黑色（300℃以下），松开夹具将电极钳口调至最大距离，重新夹紧。

然后进行脉冲式通电加热，钢筋加热至表面呈橘红色(750～850℃)时，通电结束。

松开夹具，待钢筋稍冷后取下，在空气中自然冷却。

特别提示：
闪光焊焊接质量检查。

应从每批焊接接头中抽查一定数量的接头作外观检查、力学性能试验。

2)电阻点焊
电阻点焊是将钢筋的交叉点放入点焊机两极之间，通电使钢筋加热到一定温度后，加压使焊点处钢筋互相压入一定的深度(压人深度为两钢筋中较细者直径的1/4～2/5)，将焊点焊牢。

点焊机主要由加压机构、焊接回路、电极组成。

基本构造如图3. 25所示。

混凝土结构中的钢筋骨架和钢筋网成型时优先采用电阻点焊。

采用点焊代替绑扎，可以提高工效，便于运输。

图3.25 点焊机的基本构造
1-电极；2-电极臂；3-变压器的次级线圈；4-加压机构；5-变压器的初级线圈；6-断路器；7-踏板
特别提示：
电阻点焊质量检查与验收。

应从每批焊接骨架和焊接网中抽查一定数量作形状尺寸检查、外观质量检查和力学性能试验。

3)电弧焊
电弧焊是利用电弧焊机使焊条和焊件之间产生高温电弧，熔化焊条和高温电弧范围内的焊件金属，熔化的金属凝固后形成焊接接头。

电弧焊广泛用于钢筋的接长、钢筋骨架的焊接、装配式结构钢筋接头焊接及钢筋与钢板、钢板与钢板的焊接等。

电弧焊的主要设备是弧焊机，分为交流弧焊机和直流弧焊机两类。

工地常用交流弧焊机。

钢筋电弧焊接头主要有3种形式：帮条焊、搭接焊和坡口焊。

(1)帮条焊。

用两根一定长度的帮条，将受力主筋夹在中间，用两端电焊定位，然后焊接一面或两面。

帮条焊宜采用与主筋同级别、同直径的钢筋制作。

它分为单面焊缝和双面焊缝，帮条焊接头如图3. 26所示。

若采用双面焊，接头中应力传递对称、平衡，受力性能好；若采用单面焊，则受力情况差。

因此，当不能进行双面焊时，才采用单面焊。

图3. 26 帮条焊接头
(a)单面焊缝；(b)双面焊缝
帮条焊适用于直径10～40mm的HPB235、HRB400级钢筋和10～25mm的余热处理HRB400级钢筋。

(2)搭接焊。

把钢筋端部弯曲一定角度叠合起来，在钢筋接触面上焊接形成焊缝，它分为双面焊缝和单面焊缝。

搭接焊接头如图3. 27所示。

搭接焊宜采用双面焊缝，不能进行双面焊时，也可采用单面焊。

图3. 27 搭接焊接头
(a)双面焊缝；(b)单面焊缝
搭接焊适用于焊接直径10～40mm的HPB235、HPB335级钢筋。

(3)坡口焊。

钢筋坡口焊接头可分为坡口平焊接头和坡口立焊接头两种，钢筋坡口焊接头见图3. 28。

适用于直径16～40mm的HPB235、HRB335、HRB400级钢筋及RRB400级钢筋。

特别提示：
坡口焊质量检查与验收。

应在接头清渣后逐个进行目测或量测外观检查；应从每批焊接接头中抽查一定数量的接头作力学性能试验。

4)电渣压力焊
电渣压力焊是将钢筋安放成竖向对接形式，利用电流通过渣池所产生的热量来熔化母材，待到一定程度后施加压力，完成钢筋连接。

电渣压力焊示意图如图3. 29所示。

这种钢筋接头的焊接方法与电弧焊相比，焊接效率高5～6倍，且
接头成本较低，质量易保证。

图3. 28 钢筋坡口焊接头
(a)平焊接头；(b)立焊接头
图3. 29 电渣压力焊示意图
1、2-钢筋；3-固定电极；4-活动电极；5-焊剂盒；6-导电剂；7-焊剂；8-滑动架；9-操纵杆；10-标尺；11-固定器；12-变压器
适用于直径为14～40mm的HPB235、HRB335级竖向或斜向钢筋的连接。

电渣压力焊可用手动电渣压力焊机或自动压力焊机。

特别提示：
钢筋电渣压力焊质量检查与验收。

应对接头的外观逐个进行检查；应从每批焊接接头中抽查一定数量的接头作力学性能试验。

5)埋弧压力焊
埋弧压力焊是利用焊剂层下的电弧燃烧将两焊件相邻部位熔化，然后加压顶段使两焊件焊合。

埋弧压力焊示意图如图3. 30所示。

这种焊接方法工艺简单，比电弧焊工效高、质量好（焊后钢板变形小、抗拉强度高）、成本低（不用焊条）。

适用于钢筋与钢板作丁字形接头焊接。

埋弧压力焊可用手工埋弧压力焊机和自动埋弧压力焊机。

特别提示：
埋弧压力焊焊接质量检查与验收。

应从每批焊接接头中抽查一定数量的接头作外观检查、力学性能试验。

6)气压焊
钢筋气压焊是采用氧、乙炔火焰对钢筋接缝处进行加热，使钢筋端部加热达到高温状态，并施加足够的轴向压力而形成牢固的对焊接头。

钢筋气压焊接方法具有设备简单、焊接质量好、效果高，且不需要大功率电源等优点。

当两钢筋直径不同时，其直径之差不得大于7mm，钢筋气压焊设备主要有氧、乙炔供气设备、加热器、加压器及钢筋卡具等，气压焊设备示意图如图3. 31所示。

钢筋气压焊可用于直径40mm以下的HPB235级、HRB335级钢筋的纵向连接。

图3. 30 埋弧压力焊示意图
1-钢筋；2-焊剂；3-焊剂盒；4-电弧柱；5-弧焰；6-钢板
图3. 31 气压焊设备示意图
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-钢筋；7-焊枪；8-氧气瓶；9-乙炔瓶
知识链接：
钢筋焊接连接代替钢筋绑扎连接，可达到节约钢材、改善结构受力性能、提高工效、降低成本的目的。