栓钉焊接工艺

-1-栓钉焊接工艺适用范围：适用于钢结构中的组合楼盖的剪力连接件的焊接及劲性钢筋混凝土结构中，钢构件与混凝土间的剪力连接件的焊接，以增加两者之间的连接长度。第一节材料要求1.1栓钉采用低碳合金钢制成，其化学成分可靠，强度稳S定，可焊性顶锻性能良好。因为它的大头是冷墩制成的，使用中要防止出现锻造裂纹。1.栓钉化学成份见表1.1.1。表1.1.1材料化学成分%CmaxSimaxMnPmaxSmax普碳钢0.200.100.3～0.60.040.042.栓钉机械性能见表1.1.2。表1.1.2抗拉强度N/mm2屈服点N/mm2延伸率%minmaxminmin400550240143.焊钉尺寸符合下图及表1.1.3所示。rrrr-2-焊钉尺寸(mm)表1.1.3d公称681013161922min5.767.717112.6515.6518.5821.58max6.248.2910.2913.3516.3514222.42dkmin10.6515.3518.3522.4224232.535.5max11.3514.6517.6521.5828.5831.534.5kmin5.487.587.5810.5810.5810.5812.7max5.007.007.0010.0010.0012.0012.00rmin2222233WA(参考)4444444公称长度l14050801001201301501702001.2焊接瓷环焊接瓷环是服务于栓钉焊的一次性辅助焊接材料，其主要作用有以下几点：1.使融化金属成型，不外溢，起到铸膜的作用。2.使融化金属与空气隔绝，防止融化金属被氧化。3.集中电弧热量，并使成型焊缝缓慢冷却。4.释放焊接过程中的有害气体。5.屏蔽电弧光与飞溅物。6.充当临时支架。构成焊枪操作系统的一部分。采用栓钉直接焊在工件上的普通栓钉焊，使用普通瓷环。栓钉在引弧后先要熔穿具有一定厚度的薄钢板（一般厚度在0.8~1.6mm），然后再与工件熔成一体，穿透焊需要的瓷环壁厚要大于普通瓷环，下部排气孔总面积亦是普通瓷环的1.3倍。瓷环的尺寸关键是控制支撑焊枪平台的高度和瓷环中心栓钉孔的直径。由于瓷环生产工艺的差异，其产品尺寸的精确程度和稳定性将直接影响栓钉焊的质量。瓷环检查内容如下：（1）中心孔的内外直径、椭圆度、薄壁均匀。（2）禁止使用已经破裂和有缺损的瓷环。（3）受潮瓷环要经过250℃，1h的烘焙，中间放潮气5min。瓷环见图1.2.1。-3-图1.2.1瓷环第二节主要机具2.1栓钉焊机直流电源，国产有QZL—2000A。日本大坂栓焊机为降压供电式电源：FRNK—2000电源+制卸装置NC21。MRN—2000+焊枪GS201或NS101松下栓焊机：YD—2000LS—2型栓焊机+焊枪YS—223G。其暂载率为15%。根据现场条件、供电要求、施焊数量确定台数、一次线长度、稳压电源、把线长度。因焊接电源耗用电流大，故应考虑专路供电。正确接入初级电压后接地要牢靠。焊枪的检查：①焊枪筒的移动要平稳，定期加注硅油；②焊枪拆卸时，应先关掉开关后操作，另外应谨防零件失落；③检查绝缘是否良好；④检查电源线和控制线是否良好；⑤每班焊前检查，焊后收齐严禁水泡，施焊中电缆不许打圈，否则电流降低。2.2其他设备及机具其他设备、仪器及工具见表2.2.1。表2.2.1其他设备、仪器表名称规格单位数量用途经纬仪J6台根据工程实际情况确定放线钢尺30m把放线量距盒尺5m把量距钢板尺0.15m把检查栓钉游标卡尺精度0.02mm、30cm把检查栓钉及瓷环手锤1~2kg把打弯检查记号笔细尖盒划线墨汁小型盒放线气割枪中型套不合格时仅修栓钉氧气瓶乙炔瓶电动砂轮小型把打磨仅2处梁面烘干箱小型台烘烤受潮瓷环清扫工具对讲机对注：栓钉试验所需设备及材料未包括在本表内。-4-第三节作业条件3.1钢结构构件表面的油漆应清除，没有露水、雨水、油及其他影响焊缝质量的污渍。空气相对湿度不大于85%。3.2施工所使用的栓钉和配套使用的瓷环应烘烤除湿。3.3栓钉施焊前进行工艺参数试验，（静力拉伸、反复弯曲、，弯90°角）合格。第四节操作工艺4.1工艺流程熔焊栓钉施工工艺流程：熔焊栓钉施工工艺流程图4.2栓焊操作工艺栓钉试验合格现场拴钉、瓷环检查，（受潮烘干）非穿透焊前试件穿透焊除锌后做焊前试件焊枪检查确定焊接参数内容正式施焊栓钉静力拉伸、反复弯曲及打弯90°试验栓焊机运转、自动控时性能良好压型钢板安装验收合格后，清理现场、放线抗拉强度、延伸率及屈服强度合格打弯试件合格自检专检外观检查弯曲试验隐蔽工程验收焊中检查电流、电压、焊接时间膨径尺寸焊枪筒瓷环位置正确稳固母材清洁焊枪筒的平移滑动电源线、控制线良好焊枪拆装、绝缘良好-5-焊前准备工作：放线、抽检栓钉及瓷环，烘干。潮湿时焊件也需进行烘干。焊前试验：每天正式施焊前做两个试件，弯45°检查合格后，方可正式施焊。操作要点：1.焊枪要与工件四周呈90°角，瓷环就位，焊枪夹住栓钉放入瓷环压实。2.扳动焊枪开关，电流通过引弧剂产生电弧，在控制时间内栓钉融化，随枪下压，回弹、弧断，焊接完成。3.稍等，用小锤敲掉瓷环。4.穿透焊采用以下几种方法施工：（1）不帮镀锌的板可直接焊接。（2）镀锌板用乙炔氧焰在栓钉焊位置烘烤，敲击后双面除锌。（3）采用螺旋钻开孔。4.3确定工艺参数栓钉施焊前，必须对不同材质、不同规格、不同厂家、不同批号生产的栓钉，和采用不同型号的焊机及焊枪进行严格的与现场同条件的工艺参数试验。首先根据“标准工艺焊接参数”（随机提供参数值）及增、减10%电流值分别施焊3组，确定最佳参数，按最佳参数做2组正式试件，进行静力拉伸、反复弯曲及拉弯试验。（1）静力拉伸试验：采用20°斜拉法检查拉断时的位移及抗拉强度、延伸率及屈服点。（2）反复弯曲试验：在一个纵向平面内反复弯曲45°以上，要求焊缝周围无任何断裂现象。（3）弯90°角试验：要求在焊缝的薄弱部位不裂。经以上工艺试验合格的工艺参数，方可在工程中使用。其焊接能量的大小与焊接的电压，电流及时间的乘积成正比。为保证栓钉焊电弧的稳定，要靠调整焊接电流和通电时间来控制和改变焊接能量。栓焊工艺参数参考表表4.3.1瓷环形式焊接电流（A）栓焊时间（S）栓钉伸出长度（MM）栓钉直径（MM）栓钉回弹高度（MM）阻尼调整位置压型钢板厚度（MM）压型钢板间隙（MM）压型钢板层数（MM）非穿透焊13001350160016500.80.9～1.05～65～6Ф16Ф192.52.5适中适中穿透焊145012501.02.07～8Ф163.0适中1.0＜1.01～2-6-以上数据要根据现场实际情况、不同季节、不同电缆线长，可上下浮动。在楼板中进行穿透栓钉焊，具体见图4.3.1。图4.3.1穿透焊示意栓钉试验必须具有丰富实践经验的焊工操作，在电焊工程师监督下进行。第五节质量标准详见《钢结构工程质量验收规范》GB50205-2001第六节成品保护6.1栓钉应无有害的皱皮、毛刺、裂纹、扭弯、锈蚀等。母材焊接处不应有过量的氧化皮、锈、水分、油漆、灰渣、油污或其他有害物质。如不满足要求应用抹布、钢丝刷、砂轮机等方法清扫或清除。6.2保护瓷环，陶瓷保护环的要求按照GB10433—89的规定。保护瓷环应保持干燥，受过潮的瓷环应在使用前置于烘箱中经120℃烘干1～2h。第七节应注意的问题7.1焊工应具有足够的专业知识，经过培训合格后，方可上岗，施焊。7.2严禁拖拉焊枪。7.3高空作业先挂好安全带，后拉动电缆线。7.4所有电缆要求绝缘完好。7.5作好各种安全防护，配备消防器材，焊处下方不得有易燃物。7.6潮湿母材及低温焊接时，均需进行焙烘、干燥、升温后施工。7.7当母材表面温度低于-18℃时停止作业。7.8当温度低于0℃施焊时，要求每一百枚取两根作打弯试验，2根不合格再加一根，若仍不合格需停止作业。低温焊接不准立即清渣，以缓冷却。