闪光对焊作业指导书

1 目的：指导电焊工进行钢筋闪光对焊作业。

2 适用范围：本作业指导书适用于钢筋闪光对焊作业。

3 闪光对焊

3.1 钢筋闪光对焊的概念与对焊机械

3.1.1 钢筋闪光对焊的概念：钢筋闪光对焊是两根钢筋沿着整个接触端面熔焊连接的方法。它适用于水平钢筋非施工现场连接。闪光对焊工艺对钢筋端面要求不严格，可以免去钢筋端面磨平工序，因而简化了操作，提高了工效，由于在闪光时接触面积小，接触点电流密度大，热量集中，加热迅速，所以热影响区小，接头质量好，又因采用预热方法，在较小功率的对焊机上能焊接较大截面的钢筋，所以闪光对焊是目前普遍采用的焊接方法。

3.1.2 对焊机械：对焊机是利用电流通过电阻热作为热源，并施加一定压力而使金属焊合的电阻焊机。

对焊机按焊接方式分为电阻对焊、连续闪光对焊和预热闪光对焊。按结构型式分为弹簧顶锻式、杠杆挤压弹簧顶锻式、电动凸轮顶锻式、气压顶锻式。钢筋加工中最常用的是UNI系列对焊机，它有多种容量，但结构基本相同，主要结构由机架部分、进料压紧机构、夹具装置、控制开关、冷却系统、电气设备等几部分构成。

3.2 焊接人员资质及其职责

3.2.1 焊工应经过考试并取得合格证后，方可从事焊接工作。合格证应注明施焊条件、有效期限。焊工停焊时间超过6个月，应重新考核。

焊工应按规定的焊接作业指导书及焊接技术措施进行施焊，当遇到工况条件与焊接作业指导书及焊接技术措施的要求不符合时，应拒绝施焊。

3.2.2 焊接技术人员应由中专及以上专业学历，有一年以上焊接生产实践的人员担任。

焊接技术人员负责焊接工艺评定，编制焊接作业指导书和焊接技术措施，指导焊接作业，参与焊接质量管理，处理焊接技术问题，处理焊接技术资料。

3.2.3 焊接质检人员应由相当于中专及以上文化水平，有一定的焊接经验和技术水平的人员担任。

焊接质检人员应对现场焊接作业进行全面检查和控制，负责确定焊缝检测部位，评定焊接质量，签发检查文件，参检测部位，评定焊接质量，签发检查文件，参与焊接技术措施的审定。

无损探伤人员应根据焊接质检人员确定的受检部位进行检验，评定焊缝质量，签发检验 告，对外观不符合检验要求的焊缝应拒绝检验。

3.3 焊接工艺

施工单位对首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，应进行焊接工艺评定，并应根据评定 告确定焊接工艺。

焊接工艺评定应按国家现行的《钢结构焊接技术规程》的规定进行。焊接时，焊工要严格遵守焊接工艺。

3.3.1 焊前准备工作

①焊件组装焊接前，对焊接接触面和焊缝边缘每边30-50毫米范围内的铁锈、毛刺等清除干净，露出钢材金属光泽。

②施焊前，焊工应复查焊件接头质量和焊区的处理情况，当不符合要求时，应经修整合格后方可施焊。

3.3.2 焊接参数

闪光对焊时，应选择调伸长度、烧化留量、顶锻留量、闪光速度、预热留量、顶锻速度以及变压器级数等焊接参数。连续闪光焊时的留量应包括烧化留量、有电顶锻留量和无电顶锻留量；闪光-预热闪光焊时的留量应包括：一次烧化留量、预热留量、二次烧化留量、有电顶锻留量和无电顶锻留量。

①调伸长度：调伸长度是指在焊接前，钢筋端部从钳口伸出的长度，调伸长度的选择应使接头区获得均匀的加热，又不致在顶锻时旁弯。其长度应随钢筋等级提高而增大。当焊接Ⅲ、Ⅳ级钢筋时，调伸长度宜在40-60mm内选用。

②烧化留量：烧化留量是指在钢筋闪光过程中，由于闪燃的金属所消耗的钢筋长度。

烧化留量的选择，应根据焊接工艺方法确定。当连续闪光焊接时，烧化过程应较长，烧化留量应等于两根钢筋在断料时切断机刀口严重压伤部分（包括端面的不平整度），再加8mm。

闪光-预热-闪光焊时，应区分一次烧化留量和二次烧化留量。一次烧化留量等于两根钢筋在断料时切断机刀口严重压伤部分，二次烧化留量不应小于10mm。预热闪光焊的烧化留量不应小于10mm。

③顶锻留量：顶锻留量是指在钢筋闪光过程结束时，将钢筋锻压紧后，接头处挤出金属所消耗的钢筋长度。顶锻留量应为4-10mm，并应随钢筋直径的增大和钢筋级别的提高而增加，有电顶锻留量约占1/3和无电顶锻留量约占2/3。有电顶锻能消除氧化作用，使熔化金属表面紧密结合，挤出氧化物及污秽杂质，使焊口处加热均匀。焊接Ⅳ级钢筋时，顶锻留量宜增大30%。

④闪光速度：闪光速度是指闪光过程的速度。它的控制应随着钢筋直径增大而降低，在闪光过程中，闪光速度由慢到块，一般是以0.1mm/s到1.5-2.0mm/s，这样闪光比较强烈，以保护焊缝金属免受氧化。

⑤预热留量：预热留量是指采用预热闪光焊或闪光-预热-闪光焊时预热所消耗的钢筋长度。需要预热时，宜采用电阻预热法。预热留量应为1-2mm，预热次数为1-4次，每次预热时间为1.5-2s，间歇时间应为3-4s。且随着钢筋直径增大而增加。

⑥顶锻速度：顶锻速度是指在挤压钢筋接头时的速度。顶锻速度的控制愈快愈好，特别是顶锻开始的0.1s应将钢筋压缩1-2mm，以使焊口迅速闭合，保护焊缝金属免受氧化。在火口紧密封闭之后，要以适当的快速完成顶锻过程。

⑦顶锻压力：是压紧钢筋接头时的压力，与顶锻留量有关，应随钢筋直径增大而增加。应有足够的压力，防止熔渣和被氧化的金属滞留在焊缝内，和闪光后被留下的火孔未被挤压密实而形成缩孔。但顶锻压力也不宜过大，以免焊缝附近产生裂纹。

⑧变压器级数：变压器级数用以调节焊接电流大小，钢筋直径大，其级数要高。焊接时如火花过大并有强烈声响，应降低变压器级数。否则应提高变压器级数。当降低5%左右时，应提高变压器级数一级。

变压器调节级有8级，一般在Ⅲ级到Ⅶ级内调节。

各级钢筋连续闪光，预热闪光的焊接参数列于表3.4.2-1~4。

I级钢筋连续闪光焊参数 表3.4.2-1

II、III、IV级钢筋预热闪光焊参数 表3.4.2-2

IV级钢筋连续闪光焊参数 表3.4.2-3

采用UN2-150自动对焊机时闪光焊接参数 表3.4.2-4

3.3.3 焊接环境

①焊接的环境温度应能保证焊件焊接所需的足够温度和焊工技能不受影响。

②焊接电弧1m范围内的相对湿度应符合下列规定：

铝及铝合金焊接：不得大于80%； 其他焊接材料焊接：不得大于90%。

③当焊件表面潮湿、覆盖有冰雪、或在下雨、下雪刮风期间，焊工及焊件无保护措施时，不应进行焊接。

3.3.4 焊接工艺

①连续闪光焊：连续闪光焊的工艺是连续闪光（烧化）、顶锻过程。

当对焊机夹具夹紧钢筋并通电后，使对焊钢筋的端面轻微接触，由于电阻的原因，使端头金属很快熔化，熔化的金属微粒象火花般的从钢筋端面间隙喷射出来，这种现象称为闪光。继续将钢筋端面逐渐移近，新的接触点不断形成，即形成连续闪光过程。待钢筋烧熔完规定的留量后，钢筋端部也已加热到接近熔点温度，然后以一定的压力迅速进行顶锻，再断电继续顶锻到一定长度，焊接接头即告完成。闪光焊适用焊接直径25mm以下的钢筋。

②预热闪光焊：预热闪光焊要经过预热、闪光（烧化）、顶锻工艺过程。

预热闪光焊是在连续闪光前，增加一个钢筋预热过程，然后再进行闪光和顶锻。预热方法有断续闪光预热和电阻预热两种。断续闪光预热是使钢筋端面交替地轻微接触和分开，发出断续闪光来实现预热。电阻预热是在两根钢筋端面一直阻热（不闪光）来实现预热。该法适用于焊接直径大于25mm并且端面不平的钢筋。

③闪光-预热-闪光焊：闪光-预热-闪光焊要经历一次闪光、预热、二次闪光、顶锻工艺过程。在预热闪光前，再增加一次闪光过程，使不平整的钢筋端面，先闪成比较平整的端面，并将钢筋预热均匀。此法适用于直径大于25mm且端面不平的钢筋。

3.4 保证焊接质量的技术要求

3.4.1 焊接工艺要求

①当螺丝端杆与钢筋对焊时，宜事先对螺丝端杆进行预热，并减小调伸长度。钢筋一侧的电极应垫高，确保两者轴线一致。

②焊后通电热处理。

焊后热处理Ⅲ级钢筋闪光对焊时，与热扎钢筋比较，应减小调伸长度，提高变压器级数，缩短加热时间，快速顶锻，形成快热快冷条件，使热影响区长度控制在钢筋直径的0.6倍范围之内。

Ⅳ级钢筋采用预热闪光焊或闪光-预热-闪光焊工艺，其接头力学性能不能符合质量要求时，在焊后进行通电热处理时，其工艺如下：

A、待接头冷却到300oC（暗红色）以下，电极钳口调至最大间距，接头居中，重新夹紧。

B、采用较低变压器级数，进行脉冲式通电加热，频率以0.5-1s/次为宜。

C、热处理温度通过试验确定，一般在750-850 oC（桔红色）范围内选择，然后在空气中自然冷却。

③采用UN2-150型对焊机（电动机凸轮传动）或UN17-150-1型对焊机（气-液压传动）进行大直径钢筋焊接时，宜首先采取锯割或气割方式对钢筋端面进行平整处理，然后采取预热闪光焊工艺，并应符合下列要求：

a、 光过程应强烈、稳定；

b、 锻凸块应垫高；

c、 应准确调整并严格控制各过程的起点和止点。

3.4.2 闪光焊接操作要点和注意事项

①焊接前应先调整变压器级数，接通冷却水，检查对焊机各部件和接地情况后，方可开始工作。

②工作前和变换钢筋级别或直径时，均应按有关规定先进行试焊，作拉力和冷弯试验，合格后方可成批焊接。

③焊接前应将钢筋端头电极钳口部位处的铁锈、污物清除，以利电流通过，防止钳口处接触不良而引起“打火”。

④钢筋端头应保持顺直，如有弯扭应调直或切除，电极钳口应固定牢靠，并使两钢筋处在同一直线上。焊接过程中应随时清除电极上的焊渣、铁锈等脏物，每班收工时应妥加清刷。

⑤对II、III级钢筋采用预热闪光焊时，其操作要点是：一次闪光，闪平为准；充分预热，频率要高；二次闪光，短、稳、强烈；顶锻过程快速有力。

对IV级钢筋，由于碳、锰、硅含量较高，施焊时在焊缝和热影响区易产生氧化缺陷，过热和淬硬脆断。在焊接时，应掌握适当的温度，其焊接参数应根据温度适当调整。其操作要点是：一次闪光，闪去压伤；预热适中，频率中低；二次闪光，稳而强烈；顶锻过程，快而用力得当。

钢筋低频预热时，应根据钢筋级别极其直径大小，其预热接触时间宜介于0.5~2s/次之间。预热间隙时间稍大于每次预热的接触时间。预热时应有一定的接触压力。预热程度宜采取预热留量与预热次数相结合的办法来控制。

⑥不同直径的钢筋可以对焊，但其两截面积之比不宜大于1.5倍，其直径差不宜大于2~3mm，焊接时应按大直径钢筋选择焊接参数。

⑦负温（不低于-20oC）条件下进行闪光焊接时，应在室内焊接，采用弱参数，其调伸长度应适当增大，变压器级数不宜过大，闪光速度应稍慢，预热次数要增加，并使接头部位用石棉粉等材料保持。

⑧焊接完毕，应待接头处由红色转黑色之后才能松开夹具，平稳地取出钢筋，以防接头发生弯曲。

3.5 闪光对焊异常现象、焊接缺陷及消除措施

钢筋闪光对焊异常现象、焊接缺陷及消除措施 表3.6-1

3.6 焊缝质量检查与验收

3.6.1 闪光对焊接头的质量检验，应分批进行外观检查和力学性能试验，并应按下列规定抽取试件。

A、在同一台班内，由同一焊工完成的300个同级别、同直径钢筋焊接接头应作为一批。当同一台班内焊接接头数量较少，可在一周之内累计计算；累计仍不足300个接头，应按一批计算；

B、外观检查接头的数量，应从每批中抽查10%，且不得少于10个；

C、力学性能试验时，应从每批接头中随机抽取6个试件，其中3个做拉伸试验，3个做弯曲试验；

D、焊接等长度的预应力钢筋（包括螺丝端杆与钢筋）时，可按生产时同等条件制作模拟试件；

E、螺丝端杆接头可只做拉伸试验。

3.6.2 闪光对焊接头外观检查结果，应符合下列要求：

A、接头处不得有横向裂纹；

B、与电极接触处的钢筋表面，Ⅰ-Ⅲ级钢筋焊接时不得有明显烧伤；负温闪光对焊时，对于Ⅱ-Ⅳ级钢筋，均不得有烧伤；

C、接头处的弯折角不得大于4度；

D、接头处的轴线偏移，不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm。

外观检查结果，当有一个接头不符合要求时，应对全部接头进行检查，剔出不合格接头，切除热影响区后重新焊接。

3.6.3焊接接头的机械性能试验（力学试验）包括拉伸试验和弯曲试验，应从每批成品中切取6个试件，3个进行拉伸试验，3个进行弯曲试验。

焊接等长的预应力钢筋（包括螺丝端杆与钢筋的焊接接头），可按生产条件进行模拟试件。

3.6.4 闪光对焊接头拉伸试验结果应符合下列要求：

1）3个热扎钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度；余热处理Ⅲ级钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于热扎Ⅲ级钢筋抗拉强度570MPa；

2）应至少有2个试件断于焊缝之外，并呈延性断裂。

当试验结果有1个试件的抗拉强度小于上述规定值，或有2个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，应再取6个试件进行复验。复验结果，当仍有1个试件的抗拉强度小于规定值时，或有3个试件断于焊缝热影响区，呈脆性断裂，应确认该批接头为不合格品。

模拟试件的数量和要求与从成品中切取的相同。当模拟试验结果不符合要求时，复验应从成品中切取试件，其数量与初试时相同。

3.6.5 预应力钢筋与螺丝端杆接头只作拉伸试验，但要求全部试件断于焊缝之外，并呈塑性断裂。

当试验结果，有1个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，应从成品中再切取3个试件进行复验。复验结果，当仍有1个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，应确认该批接头为不合格品。

3.6.6 模拟试件的试验结果不符合要求时，应从成品中再切取试件进行复验，其数量和要求应与初始试验时相同。

3.6.7 闪光对焊接头弯曲试验时，应将受压面的金属毛刺和镦粗变形部分消除，且与母材的外表齐平。

弯曲试验可在万能试验机、手动或电动液压弯曲试验器上进行，焊缝应处于弯曲中心点，弯心直径和弯曲角应符合表3.10.6-1的规定，当弯至90度，至少有2个试件不发生断裂。

闪光对焊接头弯曲试验指标

当试验结果有2个试件发生破断时，应再取6个试件进行复验。复验结果，当仍有3个试件发生破断，应确认该批接头为不合格品。

4 施工安全管理

4.1 电焊机的手把线质量必须是好的，如有破皮情况，必须及时用胶布严密包扎，电焊机的外壳要接地.

4.2 焊接时,焊接人员必须穿绝缘鞋、配戴绝缘手套等防护用品。

4.3 当焊件表面潮湿、覆盖有冰雪，或在下雨，或在下雨、下雪刮风期间，焊工及焊件无保护措施时，不应进行焊接。

4.4 在雨季、冬季里，构件上常因潮湿或积有冰雪而容易使操作人员滑倒，采取清扫积雪后再进行施工，高空作业人员必须穿防滑鞋方可施工。

4.5 钢筋焊接工房应采用防火材料搭建，并设置消防设施