钢筋气压焊接技术在丽水地区工程中的应用
楼应平、杨东升、苏延军、王秀松 （浙江省建工集团有限责任公司 杭州 310012）
摘 要：钢筋气压焊接技术是建设部推广应用的十项新技术之一，本文结合工程实践，详细地介绍了钢筋气压焊接技术的施工、工艺流程及检测结果，并总结了施工该技术的注意事项、优缺点及经济成本分析，为此能够推广应用该技术提供了实践依据。
关键词：钢筋；气压焊接技术；施工；检测；推广；应用
1前言
随着建筑业的发展，高层建筑、大跨度、特种结构日益增多，建筑钢筋的应用向大直径、密集布置、高强度方向发展，而建筑业用钢筋连接工艺多种多样，传统的工艺如搭接绑扎、搭接电弧焊、闪光对焊、气压焊等；现代钢筋机械连接技术主要代表方式有套筒挤压连接和锥螺纹连接等。近年来，由于国民经济的迅猛发展，工业、居民用电剧增，浙江省内各地市多次出现了拉闸限电的现象。根据丽水市当地的用电紧张状况及综合考虑业主投入的经济成本等因素，权衡利弊，决定在该地区建筑工程的钢筋连接施工中应用气压焊接技术。
钢筋气压焊等连接是建设部推广应用的十项新技术之一，采用气压焊连接主要运用于钢筋在垂直、水平位置或倾斜位置的对接焊接。该技术具有设备轻便、操作简单，连接接头质量好等优点。
本文介绍钢筋气压焊等连接技术在丽水地区建筑工程中的应用概况并对接头的质量检验问题进行探讨，以使该技术在丽水地区建筑工程中得到更好的应用，取得最佳的经济效果，并值得推广应用。 2工程概况
丽水市国土资源局综合办公大楼位于丽水市区新行政中心区块，地下一层，地上十二层，建筑总高度46m，总建筑面积11313m2。该基础、主体用钢量较大，特别是因外墙装饰材料的修改，主体外圈框架梁钢筋改为新三级钢。因此快速以及连接质量是保证其施工质量和进度的重要因素。 3气压焊钢筋连接施工
本工程采用开式气压焊。 3.1机具设备
本工程气压焊设备为一套供气装置（包括氧气瓶、溶解乙炔瓶、干式回火防止减压器及胶管）、多嘴环管焊炬、加压器（油缸及油管等）等。四套焊接夹具（固定卡具，活动卡具）。辅助设备有砂轮锯、角向磨光机及死扳手等。 3.2人员配备
施工时人员配备为4人。2人专门装拆夹具，2人专门施焊加压。 3.3施工方法
首先2人用夹具将需连接的洁净的两钢筋固定、对直（见下图1），然后1人使用氧气乙炔焰将两钢筋端头均匀加热（见下图2），高达2000多度的火焰很快
将钢筋加热至熔融状态（见下图3），再1人用加压器使钢筋在同一直线上相对移动，使钢筋连接处呈一小球状（见下图4），然后拆除夹具。整个焊接过程用时3分钟左右。先前2人用另外三套夹具分别将待焊的钢筋固定、对直，另2人焊好一个位置就转移到下一个位置。这样就形成一个流水线，可加快焊接速度，并充分利用了一套供气装置。
图1 图
2
图3 图4
4气压焊钢筋连接技术 4.1气压焊装置
钢筋气压焊是采用氧—燃料气体火焰将两钢筋对接处进行加热，使其达到一定的温度，加压完成的一种压焊方法。常用的火焰为氧—乙炔火焰，即氧炔焰；也可用氢氧焰。供气装置应包括氧气瓶、溶解乙炔气瓶（或中压乙炔发生器），干式回火发生器，减压器及胶管等。气压焊机主要多嘴环管加热器、加压器、焊接夹具部分。加压器有手动式和电动式两种。当采用手动式时，需要一名焊工、一名辅助工加压合作操作。 4.2气压焊工艺
气压焊有开式和闭式两种。开式气压焊是将两钢筋端面稍加离开，加热到溶化温度，加压完成的一种方法，称溶化压力焊。采用开式方法时，应将钢筋端面上溶化金属吹流出来，再加压。闭式气压焊是将两钢筋端面紧密闭合，局部缝隙不大于3mm，加热至1200~1250℃左右，加压完成的一种方法。闭式气压焊常采用三次加压完成，加热温度宜高不宜低。本工程采用开式气压焊。 4.3技术保证措施
⑴气压焊前，钢筋端面应切平，此易与钢筋轴线相垂直；在钢筋端部两倍直径长度范围内若有水泥等附着物应予以清除，钢筋端面有铁锈和氧化膜应清除干净、不得有氧化现象。
⑵夹具应能夹紧钢筋，当钢筋承受最大轴向压力时，钢筋夹头之间不得产生相对位移；动夹头应与定夹头同心，并当不同直径钢筋焊接时，亦应保持同心，并使两根钢筋的轴线在同一直线上。两根钢筋不同直径时，直径之差不得大于7mm，
夹头的位移应大于或等于现场最大钢筋直径焊接时所需要的压缩长度。
⑶气压焊的开始阶段应采用碳化焰，对准两根钢筋接缝处集中加热，应使其内焰包住缝隙，防止钢筋端面产生氧化。在确认两根钢筋缝隙完全密合后，应改用中性焰，以后焊面为中心在两侧各一倍钢筋直径长度范围内往复宽幅加热。
⑷气压焊施焊中，通过最终的加热加压，应使接头的镦粗区形成规定的形状；然后应停止加热、略微延时，解除压力，拆下焊接夹具。
⑸在加热过程中，当在钢筋端面缝隙完全密合之前发生灭火中断现象时，应将钢筋取下重新打磨、安装，然后点燃火焰进行焊接。当发生在钢筋端面缝隙完全密合之后，可继续加热加压。 4.4气压焊钢筋连接的优缺点
钢筋气压焊是利用氧乙炔火焰把钢筋接合部分加热至塑化状态同时加以适当压力，使其形成牢固接头的对焊法。焊接不用焊条和焊熔剂，依靠母材本身固相接合。接头没有外来金属，焊缝不存在铸造组织，几乎不会出现夹渣、气孔等焊接常见缺陷。接头强度高，性能可靠，有良好的技术经济效果。此外，还有以下优点：
⑴节约材料、工效高、成本低。
直径D20～D32钢筋比搭接绑扎平均节约钢筋20～30%以上。每个接头节约1～1.5m，平均可节约5kg以上钢筋。
钢筋气压焊工效相当于手工电弧焊的4～5倍，而成本只有后者的1/3～1/2。与比较高效的机械连接(冷挤压连接)比较，气压焊接成本只有后者的1/8～1/10。
焊接过程不用电。
⑵全位置可焊，焊接设备轻巧、操作简便。
适用于各种位置、各种方向、各种直径钢筋的连接。 ⑶钢筋受力状况好。
钢筋在同一轴线上，受力状况好，钢筋间隙不减小，提高混凝土浇灌质量。 目前气压焊接多为手工操作，如果操作不当，工艺参数选择不合理，钢筋材质不适宜等，会产生如下各种缺陷。①接头成形不良；②接头偏心和倾斜；③偏凸、压焊面偏移；④过烧、纵向裂纹；⑤平破面（未焊合）等。 4.5注意事项
①气压焊钢筋连接技术工序较复杂，受气候影响大，且有明火作业不安全，施焊现场须设置消防设备。
②气压焊必须有专人操作、管理并持证上岗，调换人员必须做焊接试件，必须试验合格后，才能进行操作。
③焊炬火焰熄灭或发生回火时，均应先关闭焊炬乙炔阀，再关闭氧气阀。 ④当采用两种不同直径的钢筋焊接时，其两直径之差不得大于7mm。
⑤冬季冰雪天压焊，现场应有严密的遮蔽措施，刮风时应有挡风措施，压焊作业后的钢筋接头不得与冰雪接触。 5试件取样验收要求及试验结果 5.1接头力学性能试验
在同一楼层、同焊工以300个接头为一批，不足300个接头仍为一批。在一批中随机抽取3个试件做拉伸试验，试件取样长度： ≥φ20mm，L拉＝10d+200，L弯＝5d十200； ＜φ20mm， L拉＝10d十250，L弯＝5d十200；在梁板的水
平钢筋焊接中，应另取3个接头试件做弯曲试验，试件取样长度同上。
当同一批内有几种不同直径钢筋时，应抽取直径较大钢筋接头做试验。拉伸试验结果， 3个试件抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定值的抗拉强度，并应断于焊面之外，并呈廷性断裂。当有一个试件不符合要求时，应另抽取6个试件进行复验，其结果如仍有一个试件不符合要求，则该批接头为不合格品。
弯曲试验3个试件，要求弯至90°，均不得在压焊面发生破断。试验结果如有一个试件不符合要求，应另抽取6个试件进行复验，其结果如仍有一个试件不符合要求，则该批接头为不合格品。 5.2外观检测
⑴压焊区两钢筋轴线的相对偏心量不得大于0.15d，同时不大于4mm(不同直径相焊接时，按较小钢筋直径计算)。 ⑵两钢筋轴线弯折角不得大于4°。
⑶镦粗区最大直径≥1.4d，变形长度为≥1.2d，且凸起部分平缓圆滑。 ⑷镦粗区最大直径处与压焊面偏移量不得大于0.2d。
⑸压焊区表面不得有严重烧伤；纵向裂纹不得大于3mm，横向裂纹不允许。
外观检查全部接头，首先由焊工自己负责进行，后由质检人员进行检查，发现不符合质量要求的，要校正或割去重新焊接。 5.3试验结果
本工程共有接头11708个，随机抽取试件108组。试件检测单位为丽水市建筑工程质量监督检验站材料检验中心，现具有代表性的楼层、部位、不同牌号钢
②试验设备为LS004。 ③当时室温为24-28℃。 6结语
钢筋气压焊连接技术施工方便快捷，接头质量稳定性好、设备轻便。该技术与闪光对弧焊、锥螺纹连接、套筒冷挤压连接等相比，成本低，特别适应用于多跨连续梁，小高层、高层的综合大楼。实践证明：该连接技术具有较好的技术经济效益，特别在近几年电力比较紧缺的情况下，更具有推广前景。
参考文献：JGJ18-2003钢筋焊接及验收规程
1.第一作者简介：
楼应平 男 1970年出生于浙江浦江 本科学历 工程师 现任职于浙江省建工集团有限责任公司第五工程部副经理兼主任工程师。 2.联系人简介：
杨东升 男 1974年出生于浙江浦江 本科学历 工程师 现任职于浙江省建工集团有限责任公司工程技术部。电话：0571-88238930（O） [1**********]
钢筋气压焊接技术在丽水地区工程中的应用
楼应平、杨东升、苏延军、王秀松 （浙江省建工集团有限责任公司 杭州 310012）
摘 要：钢筋气压焊接技术是建设部推广应用的十项新技术之一，本文结合工程实践，详细地介绍了钢筋气压焊接技术的施工、工艺流程及检测结果，并总结了施工该技术的注意事项、优缺点及经济成本分析，为此能够推广应用该技术提供了实践依据。
关键词：钢筋；气压焊接技术；施工；检测；推广；应用
1前言
随着建筑业的发展，高层建筑、大跨度、特种结构日益增多，建筑钢筋的应用向大直径、密集布置、高强度方向发展，而建筑业用钢筋连接工艺多种多样，传统的工艺如搭接绑扎、搭接电弧焊、闪光对焊、气压焊等；现代钢筋机械连接技术主要代表方式有套筒挤压连接和锥螺纹连接等。近年来，由于国民经济的迅猛发展，工业、居民用电剧增，浙江省内各地市多次出现了拉闸限电的现象。根据丽水市当地的用电紧张状况及综合考虑业主投入的经济成本等因素，权衡利弊，决定在该地区建筑工程的钢筋连接施工中应用气压焊接技术。
钢筋气压焊等连接是建设部推广应用的十项新技术之一，采用气压焊连接主要运用于钢筋在垂直、水平位置或倾斜位置的对接焊接。该技术具有设备轻便、操作简单，连接接头质量好等优点。
本文介绍钢筋气压焊等连接技术在丽水地区建筑工程中的应用概况并对接头的质量检验问题进行探讨，以使该技术在丽水地区建筑工程中得到更好的应用，取得最佳的经济效果，并值得推广应用。 2工程概况
丽水市国土资源局综合办公大楼位于丽水市区新行政中心区块，地下一层，地上十二层，建筑总高度46m，总建筑面积11313m2。该基础、主体用钢量较大，特别是因外墙装饰材料的修改，主体外圈框架梁钢筋改为新三级钢。因此快速以及连接质量是保证其施工质量和进度的重要因素。 3气压焊钢筋连接施工
本工程采用开式气压焊。 3.1机具设备
本工程气压焊设备为一套供气装置（包括氧气瓶、溶解乙炔瓶、干式回火防止减压器及胶管）、多嘴环管焊炬、加压器（油缸及油管等）等。四套焊接夹具（固定卡具，活动卡具）。辅助设备有砂轮锯、角向磨光机及死扳手等。 3.2人员配备
施工时人员配备为4人。2人专门装拆夹具，2人专门施焊加压。 3.3施工方法
首先2人用夹具将需连接的洁净的两钢筋固定、对直（见下图1），然后1人使用氧气乙炔焰将两钢筋端头均匀加热（见下图2），高达2000多度的火焰很快
将钢筋加热至熔融状态（见下图3），再1人用加压器使钢筋在同一直线上相对移动，使钢筋连接处呈一小球状（见下图4），然后拆除夹具。整个焊接过程用时3分钟左右。先前2人用另外三套夹具分别将待焊的钢筋固定、对直，另2人焊好一个位置就转移到下一个位置。这样就形成一个流水线，可加快焊接速度，并充分利用了一套供气装置。
图1 图
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图3 图4
4气压焊钢筋连接技术 4.1气压焊装置
钢筋气压焊是采用氧—燃料气体火焰将两钢筋对接处进行加热，使其达到一定的温度，加压完成的一种压焊方法。常用的火焰为氧—乙炔火焰，即氧炔焰；也可用氢氧焰。供气装置应包括氧气瓶、溶解乙炔气瓶（或中压乙炔发生器），干式回火发生器，减压器及胶管等。气压焊机主要多嘴环管加热器、加压器、焊接夹具部分。加压器有手动式和电动式两种。当采用手动式时，需要一名焊工、一名辅助工加压合作操作。 4.2气压焊工艺
气压焊有开式和闭式两种。开式气压焊是将两钢筋端面稍加离开，加热到溶化温度，加压完成的一种方法，称溶化压力焊。采用开式方法时，应将钢筋端面上溶化金属吹流出来，再加压。闭式气压焊是将两钢筋端面紧密闭合，局部缝隙不大于3mm，加热至1200~1250℃左右，加压完成的一种方法。闭式气压焊常采用三次加压完成，加热温度宜高不宜低。本工程采用开式气压焊。 4.3技术保证措施
⑴气压焊前，钢筋端面应切平，此易与钢筋轴线相垂直；在钢筋端部两倍直径长度范围内若有水泥等附着物应予以清除，钢筋端面有铁锈和氧化膜应清除干净、不得有氧化现象。
⑵夹具应能夹紧钢筋，当钢筋承受最大轴向压力时，钢筋夹头之间不得产生相对位移；动夹头应与定夹头同心，并当不同直径钢筋焊接时，亦应保持同心，并使两根钢筋的轴线在同一直线上。两根钢筋不同直径时，直径之差不得大于7mm，
夹头的位移应大于或等于现场最大钢筋直径焊接时所需要的压缩长度。
⑶气压焊的开始阶段应采用碳化焰，对准两根钢筋接缝处集中加热，应使其内焰包住缝隙，防止钢筋端面产生氧化。在确认两根钢筋缝隙完全密合后，应改用中性焰，以后焊面为中心在两侧各一倍钢筋直径长度范围内往复宽幅加热。
⑷气压焊施焊中，通过最终的加热加压，应使接头的镦粗区形成规定的形状；然后应停止加热、略微延时，解除压力，拆下焊接夹具。
⑸在加热过程中，当在钢筋端面缝隙完全密合之前发生灭火中断现象时，应将钢筋取下重新打磨、安装，然后点燃火焰进行焊接。当发生在钢筋端面缝隙完全密合之后，可继续加热加压。 4.4气压焊钢筋连接的优缺点
钢筋气压焊是利用氧乙炔火焰把钢筋接合部分加热至塑化状态同时加以适当压力，使其形成牢固接头的对焊法。焊接不用焊条和焊熔剂，依靠母材本身固相接合。接头没有外来金属，焊缝不存在铸造组织，几乎不会出现夹渣、气孔等焊接常见缺陷。接头强度高，性能可靠，有良好的技术经济效果。此外，还有以下优点：
⑴节约材料、工效高、成本低。
直径D20～D32钢筋比搭接绑扎平均节约钢筋20～30%以上。每个接头节约1～1.5m，平均可节约5kg以上钢筋。
钢筋气压焊工效相当于手工电弧焊的4～5倍，而成本只有后者的1/3～1/2。与比较高效的机械连接(冷挤压连接)比较，气压焊接成本只有后者的1/8～1/10。
焊接过程不用电。
⑵全位置可焊，焊接设备轻巧、操作简便。
适用于各种位置、各种方向、各种直径钢筋的连接。 ⑶钢筋受力状况好。
钢筋在同一轴线上，受力状况好，钢筋间隙不减小，提高混凝土浇灌质量。 目前气压焊接多为手工操作，如果操作不当，工艺参数选择不合理，钢筋材质不适宜等，会产生如下各种缺陷。①接头成形不良；②接头偏心和倾斜；③偏凸、压焊面偏移；④过烧、纵向裂纹；⑤平破面（未焊合）等。 4.5注意事项
①气压焊钢筋连接技术工序较复杂，受气候影响大，且有明火作业不安全，施焊现场须设置消防设备。
②气压焊必须有专人操作、管理并持证上岗，调换人员必须做焊接试件，必须试验合格后，才能进行操作。
③焊炬火焰熄灭或发生回火时，均应先关闭焊炬乙炔阀，再关闭氧气阀。 ④当采用两种不同直径的钢筋焊接时，其两直径之差不得大于7mm。
⑤冬季冰雪天压焊，现场应有严密的遮蔽措施，刮风时应有挡风措施，压焊作业后的钢筋接头不得与冰雪接触。 5试件取样验收要求及试验结果 5.1接头力学性能试验
在同一楼层、同焊工以300个接头为一批，不足300个接头仍为一批。在一批中随机抽取3个试件做拉伸试验，试件取样长度： ≥φ20mm，L拉＝10d+200，L弯＝5d十200； ＜φ20mm， L拉＝10d十250，L弯＝5d十200；在梁板的水
平钢筋焊接中，应另取3个接头试件做弯曲试验，试件取样长度同上。
当同一批内有几种不同直径钢筋时，应抽取直径较大钢筋接头做试验。拉伸试验结果， 3个试件抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定值的抗拉强度，并应断于焊面之外，并呈廷性断裂。当有一个试件不符合要求时，应另抽取6个试件进行复验，其结果如仍有一个试件不符合要求，则该批接头为不合格品。
弯曲试验3个试件，要求弯至90°，均不得在压焊面发生破断。试验结果如有一个试件不符合要求，应另抽取6个试件进行复验，其结果如仍有一个试件不符合要求，则该批接头为不合格品。 5.2外观检测
⑴压焊区两钢筋轴线的相对偏心量不得大于0.15d，同时不大于4mm(不同直径相焊接时，按较小钢筋直径计算)。 ⑵两钢筋轴线弯折角不得大于4°。
⑶镦粗区最大直径≥1.4d，变形长度为≥1.2d，且凸起部分平缓圆滑。 ⑷镦粗区最大直径处与压焊面偏移量不得大于0.2d。
⑸压焊区表面不得有严重烧伤；纵向裂纹不得大于3mm，横向裂纹不允许。
外观检查全部接头，首先由焊工自己负责进行，后由质检人员进行检查，发现不符合质量要求的，要校正或割去重新焊接。 5.3试验结果
本工程共有接头11708个，随机抽取试件108组。试件检测单位为丽水市建筑工程质量监督检验站材料检验中心，现具有代表性的楼层、部位、不同牌号钢
②试验设备为LS004。 ③当时室温为24-28℃。 6结语
钢筋气压焊连接技术施工方便快捷，接头质量稳定性好、设备轻便。该技术与闪光对弧焊、锥螺纹连接、套筒冷挤压连接等相比，成本低，特别适应用于多跨连续梁，小高层、高层的综合大楼。实践证明：该连接技术具有较好的技术经济效益，特别在近几年电力比较紧缺的情况下，更具有推广前景。
参考文献：JGJ18-2003钢筋焊接及验收规程
1.第一作者简介：
楼应平 男 1970年出生于浙江浦江 本科学历 工程师 现任职于浙江省建工集团有限责任公司第五工程部副经理兼主任工程师。 2.联系人简介：
杨东升 男 1974年出生于浙江浦江 本科学历 工程师 现任职于浙江省建工集团有限责任公司工程技术部。电话：0571-88238930（O） [1**********]