钢筋焊接（电弧焊、电渣压力焊）工艺试验方案.doc

1、 1 目录 1. 工程概况 . 2 2. 试验目的、适用范围 . 2 3. 试验依据 . 3 4. 钢筋焊接试验作业指导书 . 3 4.1 本次试验需要焊接的类别 . 3 4.2 试验准备和作业条件 . 3 4.3 试验操作工艺 . 4 4.6 质量检验与验收 . 8 4.7 焊接安全 . 9 5.试验结果 .10 6.确定施工工艺与参数 .10 7.安全注意事项 .10 8.附件 .10 2 钢筋焊接（电弧焊、电渣压力焊）工艺试验方案 1. 工程概况 2.1.工程设计概况 阜阳北编组站所在的阜阳铁路枢纽位于安徽省西北部，地处京九大通道的中段，衔接京九、青阜、漯阜、阜淮、阜六 5 条铁路线路，

2、是青阜线、漯阜线的终点，也是华东二通道（阜阳 -合肥 -芜湖 -杭州）和阜鹰汕通道（阜阳 -六安 -鹰潭 -梅州 -汕头）的起点，是路网 “ 一主两翼” 运输战略中二通道的重要节点。 本次扩能工程主要内容为阜阳北站增建上行系统新建到达 场、调车场、出发（兼直通）场，三场采用纵列布置，新建漯阜兼地区车场与调车场横列布置，既有上行到发场改造为交换场，最终形成双向三级八场站型；新建机务折返段，对既有机务段进行改造；同步实施编组站综合自动化系统工程；对既有下行驼峰纵断面进行整治；新建青阜下行联络线，对相关引入线路进行改建。 2.2 新建、接长涵洞及房建设计概况 新建涵洞 31 座，其中框架涵 22 座

3、，孔径在 1. 5 5 米之间， 1.5m孔径圆涵 9 座；接长涵洞 17 座，其中框架涵 16 座，孔径在 1.5 4.0 米之间， 1.5m孔径圆涵 1 座。 本工程新建房屋总建筑面 积 46818 ，主要包括机务、车辆、车务、四电、综合自动化、工务、给排水及公安派出所等生产及生活房屋，单体总计 106 个；新建构筑物 76个，主要包括通信铁塔基础、开闭所、军供站台、雨棚及门吊基础围墙、填方量、绿化等；另外还包含对既有下行场信号房屋的装修改造等；拆除路内房屋面积约为 2.95 万平米，主要为既有下行交换场西侧通信、电务、车站、工务、电力及公安派出所等相关房屋，以及既有机务段、车辆段。 2.

4、 试验目的、 适用范围 根据 JGJ18-2012 强制性条文要求，在工程开工或者每批钢筋正式焊接之前，无论采用何种焊接工艺 方法，均须采用与生产相同条件进行焊接工艺试验，以便了解钢筋焊接性能，选择最佳焊接参数，以及掌握担负生产的焊工的技术水平。通过本次钢筋焊接工艺性试验，确定钢筋电弧焊、电渣压力焊的各项参数，接头试件力学性能试验（拉伸、弯曲等）结果应符合质量检验与验收时的要求。 本次试验确定的连接施工工艺及参数适用于本工程内所有混凝土的钢筋焊接连接制作安装施工。每种牌号、每种规格钢筋至少做 1 组试件。若第 1 次未通过，应改进工3 艺，调整参数，直至合格为止。采用的焊接工艺参数应做好记录，

5、以备查考。在焊接过程中，如果钢筋牌号、直径发生变更 ，应同样进行焊接工艺试验。 3. 试验依据 2.1、客货共线铁路桥涵工程施工技术指南（ TZ203-2008）、铁路桥涵工程施工质量验收标准（ TB10415-2003 ）、铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范 TB10002.3-2005、钢筋焊接及验收规程 JGJ18-2012 等相关设计、勘察、施工规范及法规、规章； 2.2、中铁上海设计院集团有限公司阜阳北站扩能工程施工图； 2.3、根据 ISO9001-2000质量标准、 ISO14001环境管理和 OHSAS18001职业健康安全标准建立的 中铁四局质量、环境和职业健康管理

6、体系； 2.4、实施性施工组织设计； 4. 钢筋焊接试验作业指导书 4.1 本次试验需要焊接的类别 序号 焊接类别 钢筋 焊条（焊剂） 品牌 型号 规格 品牌 型号 1 电弧焊 日照钢铁 HRB400、 HRB300 25、 18 安泰 E5003 2 电渣压力焊 日照钢铁 HRB400 20 牡丹 HJ431 4.2 试验准备和作业条件 4.2.1 材料准备 （ 1）钢筋要求 钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告单。进口钢筋还应有化学复试单，其 化学成分应满足焊接要求，并应有可焊性试验。钢筋应无老锈和油污 。 （ 2）焊条、焊剂要求 电弧焊使用的焊条，应符合现行国家标准

7、GB/T5117 或 GB/T5118 的规定，其型号应根据设计确定。若设计无规定时，可按 JGJ18-2012 表 3.0.3 选用。 电渣压力焊可采用熔炼型 HJ431 焊剂。 施焊的各种焊条、焊剂应有产品合格证，各种焊接材料应分类存放、妥善处理；应采取防止锈蚀、受潮变质等措施。 4.2.2 设备机具准备 4 表 1：机械设备表 序号 名称 型号（规格） 功率 1 弧焊机 ZXT400 400A 2 钢筋弯曲机 W-32A 3KW、 380V 3 砂轮切割机 J3GC-400 2.2KW 4 电焊面罩 5 电焊钳 6 打焊皮锤 7 钢丝刷 4.2.3 人员配备 表 2：焊接人员情况一览表表

8、 序号 姓名 焊工证号 焊工证有效期 1 马辉 T342130197304171518 2021.7.12 2 袁春涛 T341227197801091515 2020.9.20 3 孟令伟 T34213019800115159X 2021.7.25 4 郭虎臣 T342101196909041832 2021.5.22 4.2.4 作业条件 （ 1） 焊工必须持有 有效的上岗资格 证 。 （ 2） 钢筋端头间隙、接头位置以及钢筋轴线应符合规定 。 （ 3） 电源应符合要求 。 （ 4） 作业场地要有安全防护设施、防火和必要的通风措施，防止发生烧伤、触电、中毒及火灾等事故 。 （ 5） 熟悉图

9、纸，做好技术交 底 。 4.3 试验操作工艺 4.3.1 钢筋焊接基本规定 （ 1）本试验电弧焊是指焊条电弧焊。 （ 2）在生产中，对于有较高要求的抗震结构用钢筋，在牌号后加 E，焊接工艺可按照同级别热轧钢筋施焊；焊条应采用低氢型碱性焊条。 （ 3）生产中，如果有 HPB300 钢筋需要进行焊接时，可按 HPB300 钢筋的焊接材料和焊接工艺参数，以及接头质量检验与验收的有关规定施焊。 （ 4）钢筋焊接施工之前，应清除钢筋焊接部位以及钢筋与电极接触处表面上的锈斑、油污、杂物等；钢筋端部当有弯折、扭曲时，应予以矫直或切除。 5 （ 5）带肋钢筋进行电弧焊、电渣压力焊时，应将纵肋对纵肋安放和焊接。

10、 （ 6）焊剂应存放在干燥的库房内，若受潮时，在使用前应经 250 350烘焙 2h。使用中回收的焊剂应清除熔渣和杂物，并应与新焊剂混合均匀后使用。 （ 7） 两根同牌号、不同 直径的钢筋可进电渣压力焊。电渣压力焊时，其径差不得超过 7mm。焊接工艺参数可在大、小直径钢筋焊接工艺参数之间偏大选用，两根钢筋的轴线应在同一直线上。对接头强度的要求，应按较小直径钢筋计算。 （ 8）两根同直径、不同牌号的钢筋可进电弧焊、电渣压力焊，其钢筋牌号应在规范规定的范围内。焊条和焊接工艺参数应按较高牌号钢筋选用，对接头强度的要求按较低牌号钢筋强度计算。 （ 9）当环境温度低于 -20时，不应进行各种焊接。 （

11、10）雨天、雪天进行施焊时，应采取有效遮蔽措施。焊后未冷却接头不得碰到雨和冰雪，并应采取有效的防滑 、防触电措施，确保人身安全。 （ 11）焊机应经常维护保养和定期检修，确保正常使用。 4.4 电弧焊试验操作工艺 4.4.1 电弧焊工艺方法的选择和工艺流程 钢筋电弧焊时，可采用焊条电弧焊或二氧化碳气体保护电弧焊两种工艺方法。钢筋电弧焊 采用 搭接焊接头形式。 本次试验采用焊条电弧焊中的 搭接 焊形式。 工艺流程：检查机械设备选择焊接参数试焊作模拟试件送试确定焊接参数施焊质量检验 4.5.2 搭接焊的工艺过程 （ 1）搭接焊时，宜采用双面焊；当不能进行双面焊时，可采用单面焊。搭接长度可与“表 4

12、”规定的长度相 同。 表 4：钢筋 搭接 长度表 钢筋牌号 焊缝形式 搭接 长度（ l） HPB300 单面焊 8d 双面焊 4d HRB400 单面焊 10d 双面焊 5d （ 2）搭接焊时，焊接端钢筋宜预弯，并应使两钢筋的轴线在同一直线上。 6 定位焊缝与搭接端部的距离宜大于或等于 20mm。 （ 3）焊接时，应在搭接焊形成焊缝中引弧；在端头收弧前应填满弧坑，并应使主焊缝与定位焊缝的始端和终端熔合。 （ 4）尽量施水平焊，需多层焊时，第一层焊的电流可以稍大，以增加熔化深度，焊完一层之后，应将焊渣清除干净，当需要立焊时 ，焊接电流应比平焊减少 10%15%。 （ 5）搭接焊接头的焊缝有效厚度

13、 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%（见“图 2”）。 图 2：焊缝尺寸示意图 d 钢筋直径； b 焊缝宽度； S 焊缝有效厚度 注：焊缝厚度 S 很重要，当需要时，截切试件断面，经磨光、腐蚀后，才能测出。 4.5 电渣压力焊试验操作工艺 4.5.1 电渣压力焊的工艺流程和过程 工艺流程：检查设备、电源钢筋端头制备选择焊接参数安装焊接夹具和钢筋安放铁丝球 (也可省去 )安放焊剂罐、填装焊剂试焊、作试件确定焊接参数施焊回收焊剂卸下夹具质量检查 工艺过程：闭合电路引弧电弧过程电渣过程挤压断电 （ 1）检查设备、电源，确保随时处于正常状态，严禁超负荷工作。 （

14、2）钢筋端头制备：钢筋安装之前，焊接部位和电极钳口接触的（ 150mm区段内）钢筋表面上的锈斑、油污、杂物等，应清除干净，钢筋端都若有弯折、扭曲，应予以矫直或切除，但不得用锤击矫直。 （ 3）选择焊接参数：钢筋电渣压力焊的焊接参数主要包括：焊接电流、焊接电压和焊接通电时间（见“表 5”）。 7 表 5：电渣压力焊焊接参数表 钢筋直径 （ mm） 焊接电流 （ A） 焊接电压（ V） 焊接通电时间（ s） 电弧过程 U2.1 电渣过程 U2.2 电弧过程 t1 电渣过程 t2 12 280320 3545 1822 12 2 14 300350 13 4 16 300350 15 5 18 30

15、0350 16 6 20 350400 18 7 22 350400 20 8 25 350400 22 9 28 400450 25 10 32 450500 30 11 注：不同直径钢筋焊接时，按较小直径钢筋选择参数，焊接通电时间延长约 10%。 （ 4）安装焊接夹具和钢筋：夹具的下钳口应夹紧于下钢筋端部的适当位置，一般为 1/2 焊剂罐高度偏下 5 10mm，以确保焊接处的焊剂有足够的淹埋深度。上钢筋放入夹具钳口后，调准动夹头的起始点，使上下钢筋的焊接部位位于同轴状态，方可夹紧钢筋。钢筋一经夹紧，不得晃动。 （ 5）安放引弧用的铁丝球（也可省去）。安放焊剂罐、填装焊剂。 （ 6）试焊、作

16、试件、确定焊接参数：在正式进行钢筋电渣压力焊之前，必须按照选择的焊接参数进行 试焊并作试件送试，以便确定合理的焊接参数。 4.5.2 电渣压力焊施焊操作要点 （ 1）闭合回路、引弧：通过操纵杆或操纵盒上的开关，先后接通焊机的焊接电流回路和电源的输入回路，在钢筋端面之间引燃电弧，开始焊接。 （ 2）电弧过程：引燃电弧后，应控制电压值。借肋操纵杆使上下钢筋端面之间保持一定的间距，进行电弧过程的延时，使焊剂不断熔化而形成必要深度的渣池。 （ 3）电渣过程：随后逐渐下送钢筋，使上钢筋端都插入渣池，电弧熄灭，进入电渣过程的延时，使钢筋全断面加速熔化。 （ 4）挤压断电：电渣过程结束，迅速下送上钢筋，使

17、其端面与下钢筋端面相互接触，趁热排除熔渣和熔化金属。同时切断焊接电源。 （ 5）接头焊毕，应停歇 20 30s 后（在寒冷地区施焊时，停歇时间应适当延长），才可回收焊剂和卸下焊接夹具；敲去渣壳后，四周焊包凸出钢筋表面的高度，当钢筋直径为 25mm及以下时不得小于 4mm；当钢筋直径为 28mm 及以上时不得小于 6mm。 8 4.6 质量检验与验收 4.6.2 钢筋电弧焊接头 4.6.2.1 电弧焊接头的质量检验，应分批进行外观质量检查和力学性能检验，并应符合下列规定作： （ 1）在现浇混凝土结构中，应以 300 个同牌号钢筋、同形式 接头作为一批；在房屋结构中，应在不超过二楼层中 300 个

18、同牌号钢筋、同形式接头作为一批；每批随机切取 3 个接头，做拉伸试验； （ 2）在装配式结构中，可按生产条件制作模拟试件，每批 3 个，做拉伸试验； （ 3）钢筋与钢板电弧搭接焊接头可只进行外观检查。 注：在同一批中若有 3 种不同直径的钢筋焊接接头，应在最大直径钢筋接头和最小直径钢筋接头中分别切取 3 个试件进行拉伸试验。 4.6.2.2 电弧焊接头外观检查结果，应符合下列要求： （ 1）焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤； （ 2）焊接接头区域不得有肉眼可见的裂纹； （ 3）咬 边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许偏差，应符合“表 6”的规定。 表 6：钢筋电弧焊接头尺寸偏差及缺陷

19、允许值 名称 单位 接头形式 搭接焊 接头中心线的纵向偏移 mm - 接头处弯折角度 2 接头处钢筋轴线的偏移 mm 0.1d 1 焊缝宽度 mm +0.1d 焊缝长度 mm -0.3d 咬边深度 mm 0.5 在长 2d 焊缝表面 上的气孔及夹渣 数量 个 2 面积 mm2 6 注： d 为钢筋直径（ mm）。 4.6.2.3 当模拟试件试验结果不符合要求时，应进行复验。 复验应从现场焊接接头中切取，其数量和要求与初始试验时相同。 4.6.3 钢筋电渣压力焊接头 4.6.3.1 电渣压力焊接头的质量检验，应分批进行外观质量检查和力学性能检验，并应符9 合下列规定： （ 1）在现浇钢筋混凝土结

20、构中，应以 300 个同牌号钢筋接头作为一批； （ 2）在房屋结构中，应在不超过二楼层中 300 个同牌号钢筋接头作为一批；当不足 300 个接头时，仍应作为一批； （ 3）每批随机切取 3 个接头试件做拉伸试验。 4.6.3.2 电渣压力焊接头外观质量检查结果，应符合下列规定： （ 1）四周焊包凸出钢筋表面的高度， 当钢筋直径为 25mm及以下时，不得小于 4mm；当钢筋直径为 28mm及以上时，不得小于 6mm； （ 2）钢筋与电极接触处，应无烧伤缺陷； （ 3）接头处的弯折角度不得大于 2； （ 4）接头处的轴线偏移不得大于 1mm。 4.7 焊接安全 4.7.1 操作人员必须按焊接设备

21、制造厂提供的操作说明书或有关规程，正确使用设备和实施焊接操作。 4.7.2 焊接操作及配合人员应按规定并结合实际情况穿戴劳动防护用品。 4.7.3 焊接设备、焊机、钢瓶、电缆及其他器具应稳妥放置。焊接电弧的辐射及飞溅范围，应设不可燃或耐火屏板、罩、屏，防止 人员受到伤害。 4.7.4 焊接作业区域应无火灾隐患。焊机周围及上下方半径 5 10m 以内，不得堆放油类、木材、氧气瓶、乙炔瓶、液化石油气瓶等易燃、易爆物品，防止火灾事故发生。 4.7.5 焊机不得受潮和雨淋。露天使用的焊接设备应予以保护，受潮的焊接设备在使用前必须彻底干燥并经适当试验。 4.7.6 焊接作业必须在足够的通风条件下 (自然

22、通风或机械通风 )进行，避免操作人员吸入焊接操作产生的烟气流。 4.7.7 在焊接作业场所应当设置警告标志。 4.7.8 焊接设备应安放在通风、干燥、无碰撞、无剧烈震动、无高温、无易燃品 存在的地方。特殊环境条件下还应对设备采取特殊的防护措施。 4.7.9 除在施工工作面焊接外，钢筋焊接时，应在专门搭设的能防雨、防潮、防晒的工房内生产，工房的屋顶应有安全防护和排水措施，地面应干燥。应防止飞溅的金属火花伤人。焊接区域应按现场易燃物品的性质和数量，配置足够的灭火设备，如手提灭火器。 4.7.10 各种焊机的配电开关箱内，应安装熔断器和漏电保护开关。焊接电源的外壳应有10 良好可靠的接地或接零。焊机

23、的保护接地线应直接从接地极处引接，其接地电阻值应不大于 4 欧姆。 4.7.11 控制电缆、焊接电缆均应完好无损；接 头处连接牢固，无渗漏，绝缘良好；发现损坏应及时修理。 4.7.12 在封闭空间内进行焊接操作时，必须设专人监护。 5.试验结果 钢筋焊接试件经第三方检测机构检测做工艺检测合格，工艺检测报告见附件。（工艺试件送样时，请注明为工艺试验） 6.确定施工工艺与参数 经过试验，电弧焊、电渣压力焊焊接工艺和接头质量符合施工规范及设计要求。焊接参数详见工艺试验参数记录表。 7.安全注意事项 6.1 进入施工现场必须穿戴个人防护用品。 6.2 施工现场设立专职健康、安全、环保监督员，负责健康、

24、安全、环保工作的管理和监督。立足全 员参与，突出以人为本的思想；充分进行风险分析与评价，制定切实可行的预防或消减措施。 6.3 现场用焊机设备应有良好的接地；手持电动工具应有漏电保护器，做到“一机一闸一保护”；插座全部采用“三防”插座，接线由电工负责。 6.4 必须定期检查焊机等用电设备，发现问题及时消除隐患；定期检查手持电动工具的电缆线，对已损坏的电缆线采取可靠有效措施方可使用。 6.5 清楚焊接现场的可燃物体并配备干粉灭火器等必要的消防器材。 6.5 进行焊接施工时，焊工必须使用挡光板，以免弧光伤人。 6.6 焊接作业场所应保持通风良好，清洁卫生。 使用的焊条头和焊丝头必须放在回收桶内，作业结束后，应及时清理施工现场。 8.附件 1、钢筋焊接连接接头工艺检测报告 2、钢筋焊接工艺试验参数记录表 3、焊工操作证