建筑工程机械连接焊接作业指导书.docx
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建筑工程机械连接焊接作业指导书
1、编制依据
1.1天津丰联房地产开发有限施工图纸。
1.2钢筋机械连接通用技术规程JGJ107—2003
1.3解放路277号商业办公楼施工组织设计
2、工程概况
天津市解放与蚌埠道交口处。
该工程地下二层,地上A座五层,B座四层钢筋混凝框架结构。
结构主体高度为23.200米,总建筑面积9089.6平方米,占地面积为1297.92平方米。
钢筋连接采用直螺纹连接,闪光对焊、电渣压力焊等。
直螺纹连接钢筋型号为22-25钢筋,钢筋接头部位为框架梁、DL、基础底板部位;闪光对焊连接钢筋型号为16-22钢筋,钢筋接头部位为框架梁、DL、基础底板;电渣压力焊接钢筋型号为18-25钢筋,钢筋接头部位为框架柱及剪力墙暗柱。
3、施工准备
3.1人员准备
凡参与钢筋直螺纹丝头,钢筋闪光对焊,钢筋电渣压力焊连接施工的操作工人,均应经过培训,合格后才能上岗操作。
现场配备操作人员满足现场施工要求。
3.2机具准备
钢筋切断机一台,用于钢筋直螺纹丝头加工的钢筋直螺纹专用滚压机床一台,用于连接套与钢筋连接的扳手;检查用的螺纹环规、力矩扳手等。
闪光对焊机一台;电渣压力焊机3部;各种机械、机具应有合格证,运转正常。
3.3材料准备
各种规格的钢筋均应顺直,钢筋经过检验合格,直螺纹连接套应具有合格证,外包装有规格标记。
3.4.技术准备
3.4.1.熟悉操作规程,编制施工作业指导书,并对操作工人进行交底,使每个操作工人都能按规程正确操作。
3.4.2.熟悉机械的工作原理和机械性能
4、直螺纹连接
4.1工作原理
滚压直螺纹接头是使用滚压机床,将钢筋端部滚压成特制螺距的螺纹与相应直径的直螺纹连接套筒将两根钢筋连成一体,使两根钢筋端面接触后定位、自缩的连接方式。
施工工艺简单,对中性好,安全可靠。
4.2滚压机床的机械性能:
机床主要由滑台、摆线针轮减数机、滚压头(包括滚压轮、定位套和干磨轮)、定心夹钳冷却液泵、和冷却液箱等组成。
滚压机床的基本参数:
(见下表)
项目
参数
钢筋直径(mm)
Φ16-Φ40
主轴转数(r/min)
41
额定功率(kw)
4.0
电压、频率
380v/50Hz
重量(kg)
485
外形尺寸(mm)
1000×500×470
4.3环境准备
搭设加工防雨、防晒防护棚,支设架钢筋支架保证钢筋水平套丝。
各种用电机械设备应有良好的漏电保护装置.
4.4施工工艺
4.4.1机床调试
4.4.1.1首先检查电源线的连接是否正确安全;检查滚压机床安装位置是否水平,向滚压机床中的减速机注入润滑油;向冷却液箱注入足量的水溶性切削液。
4.4.1.2通电后检查滚压头的旋转方向,滚压头应顺时针方向旋转;检查冷却液泵旋转方向,冷却液应供应充足,回水通畅。
4.4.1.3安装与待加工钢筋规格相同的滚压头及调整行程块位置的准确性。
4.4.2施工顺序
下料――直螺纹丝头加工――戴护帽――分类堆放――现场对接――检查――隐蔽验收
4.4.2.1钢筋下料
应采用砂轮切割机切断钢筋,切口面应与钢筋轴线垂直,不许用钢筋切断机和气割下料。
4.4.2.2直螺纹丝头加工
将钢筋的一端在机床上的定心夹钳内夹紧,钢筋的轴向装夹位置与滚压头端面平齐,误差不应大于4mm,启动冷却泵及主轴开关,逆时针转动进给手柄,使滑台向钢筋的方向进给,此时用力应均匀、速度应适中,当钢筋与滚压头啮合后可松开进给手柄,滑台自动进给,待滑台碰限位行程块后,自动停止约3秒钟,滚压头自动反转,钢筋从滚压头中退出,手动将滑台退回原位,松开定心夹钳,即完成一个钢筋直螺纹丝头的加工
4.4.2.3现场对接
用扳手将直螺纹连接套与一端钢筋拧到位,再将另一端钢筋与连接套拧到位。
4.4.3施工控制要点
4.4.3.1钢筋下料应采用砂轮切割机切断钢筋,切口面应与钢筋轴线垂直,不许有马蹄形或翘曲,不许用钢筋切断机和气割下料。
4.4.3.2操作工人要经过培训后方能上岗。
4.4.3.3对有明显翘曲变形的钢筋应条直后再使用。
4.4.3.4在钢筋套丝前,滚压机床要使用冷却切削液,以保证加工质量和减小刀具的磨损。
4.4.3.5加工完成的丝头要用螺纹环规进行检查,检查其丝头的有效长度和螺纹中径,如有不合格的丝头应切断重新加工,最后在直螺纹丝头部位装上保护帽。
4.4.3.6钢筋连接后,应用力矩扳手对其拧紧力矩进行检查。
4.4.4质量标准与检验方法
4.4.4.1外观质量标准及检查方法
4.4.4.2直螺纹丝头的有效长度及螺纹中径检查
a各种规格钢筋直螺纹丝头有效长度对应完整牙数见下表:
表1
检查方法:
环规的长度控制丝头螺纹的长度,检查标准为丝头的牙数比环规的牙数多或少一个牙均视为合格。
b螺纹中径的检查
根据技术提供公司的操作规程规定,对钢筋丝头螺纹中径进行检查的环规只需采用过规,不必采用止规。
4.4.4.3钢筋拧紧后应用力矩扳手按下表中拧紧力矩值检查,并加以标记。
表2
钢筋直径mm
18-20
22-25
28-32
拧紧矩值N∙m
≥120
≥250
≥300
注:
当不同直径的钢筋连接时,拧紧力矩值按较小直径钢筋的相应值取用。
对加工的直螺纹丝头,要求操作工人用环规逐个检查,然后质检员按以上要求抽10%进行外观检查,要求100%合格。
4.4.4.4按照规程规定,在同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同型式、同规格接头,以每500个头、不足500个也应作为一个验收批。
每个验收批必须在工程结构中随机截取3个接头作单向拉伸试验,按设计要求的Ⅰ级接头性能等级进行检验评定。
4.4.4.5安装后检查连接套管两侧的钢筋外露丝扣不得超过一个完整丝扣。
4.4.4.6连接套管和预制好的丝头要进行保护,防止生锈和污染。
4.4.4.7钢筋下料要准确,避免返工及不必要的损失。
4.5预先鉴定和过程能力再确认
4.5.1预先鉴定的内容:
4.5.2人员按3.1内容进行预先鉴定。
4.5.3机械:
正式施工前,项目负责人组织有关人员进行机械设备试运转,以确保施工机械能满足连续施工的要求。
4.5.4材料按3.3的内容进行预先鉴定。
4.5.5过程能力再确认:
当作业环境发生变化或出现不合格时,应按6.1条内容对过程能力进行再确认。
4.6连续监控的参数及措施(见下表)
连续监控内容
责任人
检查方法
质量纪录
外观质量
焊工
质检员
观察、尺量
全数检查
自(互)检表验评表
力学性能试验
试验员
技术员
按照规范取样
试验委托单
试验报告单
对焊参数
技术员
质检员
设备员
工长
按照规定每班两次
特殊过程连续监控纪录
5、钢筋电渣压力焊
5.1施工准备
5.1.1材料及主要机具:
5.1.1.1钢筋:
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。
5.1.1.2焊剂:
(1)焊剂的性能应符合GB5293碳素钢埋弧焊用焊剂的规定。
焊剂型号为HJ401,常用的为熔炼型高锰高硅低氟焊剂或中锰高硅低氟焊剂。
(2)焊剂应存放在干燥的库房内,防止受潮。
如受潮,使用前须经250~300℃烘焙2h。
(3)使用中回收的焊剂,应除去熔渣和杂物,并应与新焊剂混合均匀后使用。
(4)焊剂应有出厂合格证。
5.1.1.3主要机具:
(1)手工电渣压力焊设备包括:
焊接电源、控制箱、焊接夹具、焊剂罐等。
(2)自动电渣压力焊设备(应优先采用)包括:
焊接电源、控制箱、操作箱、焊接机头等。
(3)焊接电源。
钢筋电渣压力焊宜采用次级空载电压较高(TSV以上〕的交流或直流焊接电源。
(一般32mm直径及以下的钢筋焊接时,可采用容量为600A的焊接电源;32mm直径及以上的钢筋焊接时,应采用容量为1000A的焊接电源)。
当焊机容量较小时,也可以采用较小容量的同型号,同性能的两台焊机并联使用。
5.1.2作业条件
5.1.2.1焊工必须持有有效的焊工考试合格证。
5.1.2.2设备应符合要求。
焊接夹具应有足够的刚度,在最大允许荷载下应移动灵活,操作方便。
焊剂罐的直径与所焊钢筋直径相适应,不致在焊接过程中烧坏。
电压表、时间显示器应配备齐全,以便操作者准确掌握各项焊接参数。
5.1.2.3电源应符合要求。
当电源电压下降大于5%,则不宜进行焊接。
5.1.2.4作业场地应有安全防护措施,制定和执行安全技术措施,加强焊工的劳动保护,防止发生烧伤、触电、火灾、爆炸以及烧坏机器等事故。
5.1.2.5注意接头位置,注意同一区段内有接头钢筋截面面积的百分比,不符合《混凝土结构工程施工及验收规范》有关条款的规定时,要调整接头位置后才能施焊。
5.2操作工艺
5.2.1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)
→
安放焊剂灌、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
5.2.1.1电渣压力焊的工艺过程:
闭合电路
→
引弧
→
电弧过程
→
电渣过程
→
挤压断电
5.2.2检查设备、电源,确保随时处于正常状态,严禁超负荷工作。
5.2.3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。
5.2.4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,参见表4-23。
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%。
5.2.5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,
钢筋电渣压力焊焊接参数表4-23
钢筋
焊接
焊接电压(V)
焊接通电时间(s)
直径
(mm)
电流
(A)
电弧过程
U2-1
电渣过程
U2-2
电弧过程
t1
电渣过程
t2
16
200~250
40~45
22~27
14
4
18
250~300
40~45
22~27
15
5
20
300~350
40~45
22~27
17
5
22
350~400
40~45
22~27
18
6
25
400~450
40~45
22~27
21
6
28
500~550
40~45
22~27
24
6
32
600~650
40~45
22~27
27
7
36
700~750
40~45
22~27
30
8
40
850~900
40~45
22~27
33
9
方可夹紧钢筋。
钢筋一经夹紧,严防晃动,以免上下钢筋错位和夹具变形。
5.2.6安放引弧用的铁丝球(也可省去)。
安放焊剂罐、填装焊剂。
5.2.7试焊、作试件、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。
合格后,方可正式生产。
当采用半自动、自动控制焊接设备时,应按照确定的参数设定好设备的各项控制数据,以确保焊接接头质量可靠。
5.2.8施焊操作要点。
5.2.8.1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。
5.2.8.2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。
5.2.8.3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。
5.2.8.4挤压断电:
电渣过程结束,迅速下送上钢筋,使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。
5.2.8.5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。
5.2.8.6质量检查:
在钢筋电渣压力焊的焊接生产中,焊工应认真进行自检,若发现偏心、弯折、烧伤、焊包不饱满等焊接缺陷,应切除接头重焊,并查找原因,及时消除。
切除接头时,应切除热影响区的钢筋,即离焊缝中心约为1.1倍钢筋直径的长度范围内的部分应切除。
5.3质量标准
5.3.1保证项目;
5.3.1.1钢筋的品种和质量,必须符合设计要求和有关标准的规定。
注:
进口钢筋需先经过化学成分检验和焊接试验,符合有关规定后方可焊接。
检验方法:
检查出厂质量证明书和试验报告单。
5.3.1.2钢筋的规格,焊接接头的位置,同一区段内有接头钢筋面积的百分比,必须符合设计要求和施工规范的规定。
检验方法:
观察或尺量检查。
5.3.1.3电渣压力焊接头的力学性能检验必须合格。
力学性能检验时,从每批接头中随机切取3个接头作拉伸试验。
5.3.1.3.1在一般构筑物中,以300个同钢筋级别接头作为一批。
5.3.1.3.2在现浇钢筋混凝土多层结构中,以每一楼层或施工区段的同级别钢筋接头作为一批,不足300个接头仍作为一批。
检验方法:
检查焊接试件试验报告中。
5.3.2基本项目:
钢筋电渣压力焊接头应逐个进行外观检查,结果应符合下列要求:
5.3.2.1焊包较均匀,突出部分最少高出钢筋表面4mm。
5.3.2.2电极与钢筋接触处,无明显的烧伤缺陷。
5.3.2.3接头处的弯折角不大于4°。
5.3.2.4接头处的轴线偏移应不超过0.l倍钢筋直径,同时不大于2mm。
外观检查不合格的接头应切除重焊、或采取补救措施。
检验方法:
目测或量测。
5.4成品保护
接头焊毕,应停歇20~30s后才能卸下夹具,以免接头弯折。
5.5应注意的质量问题
5.5.1在钢筋电渣压力焊生产中,应重视焊接全过程中的任何一个环节。
接头部位应清理干净;钢筋安装应上下同心;夹具紧固,严防晃动;引弧过程,力求可靠;电弧过程,延时充分,电渣过程,短而稳定;挤压过程,压力适当。
若出现异常现象。
应参照表4-24查找原因,及时清除。
5.5.2电渣压力焊可在负温条件下进行,但当环境温度低于-20℃时,则不宜进行施焊。
雨天、雪天不宜进行施焊,必须施焊时,应采取有效的遮蔽措施。
焊后未冷却的接头,应避免碰到冰雪。
5.6质量记录
本工艺标准应具备以下质量记录:
5.6.1钢筋出厂质量证明书或试验报告单。
5.6.2焊剂合格证。
5.6.3钢筋机械性能复试报告。
5.6.4进口钢筋应有化学成分检验报告和可焊性试验报告。
国产钢筋在加工过程中发生脆断、焊接性能不良和机械性能明显不正常的,应有化学成分检验报告。
5.6.5钢筋接头的拉伸试验报告。
钢筋电渣压力焊接头焊接缺陷与防止措施表4-24
项次
焊接缺陷
防止措施
1.矫直钢筋端部
2.正确安装夹具和钢筋
3.避免过大的挤压力
4.及时修理或更换夹具
1.矫直钢筋端部
2.注意安装与扶持上钢筋
3.避免焊后过快卸夹具
4.修理或更换夹具
3
焊包薄而大
1.减低顶压速度
2.减小焊接电流
3.减少焊接时间
1.减小焊接电流
2.缩短焊接时间
3.注意上钳口的起始点,确保上钢筋挤压到位
5
未焊合
1.增大焊接电流
2.避免焊接时间过短
3.检修夹具,确保上钢筋下送自如
6
焊包不匀
1.钢筋端面力求平整
2.填装焊剂尽量均匀
3.延长焊接时间,适当增加熔化量
7
气孔
1.按规定要求烘焙焊剂
2.清除钢筋焊接部位的铁锈
3.确保被焊处在焊剂中的埋入深度
1.钢筋导电部位除净铁锈
2.尽量夹紧钢筋
1.彻底封堵焊剂罐的漏孔
2.避免焊后过快回收焊剂
5.7预先鉴定
5.7.1人员
焊工是必须持有有效证件上岗。
(检查焊工考试合格证号、发证机关、发证时间、是否及时复试、证书中标明的操作项目与实际操作是否相符等内容)。
5.7.2机械
工程开工或每批钢筋正式焊接之前,项目负责人组织人组织焊工、设备员、质检员、技术员等,进行现场同等施工条件下的焊接试验,以确定焊接参数,并取样(试件数量与要求,与质量检查验收)试验,合格后方可正式试焊。
以上工作留下记录。
5.7.3材料
所使用的钢筋必须有材质证明书,并按照规定取样试验合格后方可使用。
所使用的焊剂必须干燥,若受潮必须经250℃-300℃烘焙2h后方可使用。
5.7.4方法
编制作业指导书,制定适合本工程的施工方案。
技术人员向具体作业人员进行全面技术交底。
5.7.5环境
5.7.5.1雨天、雪天不宜施焊,必须施焊时应采取有效的遮蔽措施。
焊后未冷却的接头不得接触冰雪、雨水。
严禁往刚焊完的接头上浇水。
5.7.5.2当气温低于-20℃时,不宜进行施焊。
5.7.5.3在负温下进行电渣压力焊时,应对焊接设备采取防寒措施,以防止冷却水管冻裂。
5.7.5.4焊接时搭好架子,不准踩蹋其它已绑好的钢筋。
5.8连续监控的参数及措施(见下表)
连续监控内容
责任人
检查方法
质量纪录
外观质量
焊工
质检员
观察、尺量
全数检查
自(互)检表检验表
力学性能试验
试验员
技术员
按照规范取样
试验委托单
试验报告单
焊接参数
技术员
质检员
设备员
工长
按照规定每班两次
特殊过程连续监控纪录
6、钢筋闪光对焊
6.1施工准备
6.1.1材料及主要机具:
6.1.1.1钢筋:
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。
6.1.1.2主要机具:
对焊机及配套的对焊平台、防护深色眼镜、电焊手套、绝缘鞋、钢筋切断机、空压机、水源、除锈机或钢丝刷、冷拉调直作业线。
常用对焊机主要技术数据见表4-20。
常用对焊机主要技术数据表4-20
焊机型号
UN1—50
UN1—75
UN1—100
UN2—150
UN17—150—1
动夹具传动方式
杠杆挤压弹簧(人力操纵)
电动机凸轮
气—液压
额定容量
kVA
50
75
100
150
150
负载持续率
%
25
20
20
20
50
电源电压
V
220/380
220/380
380
380
380
次级电压调节范围
V
2.9~5.0
3.52~7.04
4.5~7.6
4.05~8.10
3.8~7.6
次级电压调节级数
6
8
8
16
16
连续闪光焊钢筋大直径
mm
10~12
12~16
16~20
20~25
20~25
预热闪光焊钢筋最大直径
20~22
32~36
40
40
40
每小时最大焊接件数
50
75
20~30
80
120
冷却水消耗量
L/h
200
200
200
200
600
压缩空气压力
MPa
0.55
0.6
压缩空气消耗量
m3/h
15
5
6.1.2作业条件:
6.1.2.1焊工必须持有有效的考试合格证。
6.1.2.2对焊机及配套装置、冷却水、压缩空气等应符合要求。
6.1.2.3电源应符合要求,当电源电压下降大于5%,小于8%时,应采取适当提高焊接变压器级数的措施;大于8%时,不得进行焊接。
6.1.2.4作业场地应有安全防护设施,防火和必要的通风措施,防止发生烧伤、触电及火灾等事故。
6.1.2.5熟悉料单,弄清接头位置,做好技术交底。
6.2操作工艺
6.2.1工艺流程:
检查设备
→
选择焊接工艺及参数
→
试焊、作模拟试件
→
送试
→
确定焊接参数
→
焊接
→
质量检验
6.2.1.1连续闪光对焊工艺过程:
闭合电路
→
闪光(两钢筋端面轻微接触)
→
连续闪光加热到将近熔点(两钢筋端面徐徐移动接触)
→
带电顶锻
→
无电顶锻
6.2.1.2预热闪光对焊工艺过程:
闭合电路
→
断续闪光预热(两钢筋端面交替接触和分开)
→
连续闪光加热到将近熔点(两钢筋端面徐徐移动接触)
→
带电顶锻
→
无电顶锻
6.2.1.3闪光一预热闪光对焊工艺过程:
闭合电路
→
一次闪光闪平端面(两钢筋端面轻微徐徐接触)
→
连续闪光预热(两钢筋端面交替接触和分开)
→
二次连续闪光加热到将近熔点(两钢筋端面徐徐移动接触)
→
带电顶锻
→
无电顶锻
6.2.2焊接工艺方法选择:
当钢筋直径较小,钢筋级别较低,可采用连续闪光焊。
采用连续闪光焊所能焊接的最大钢筋直径应符合表4-21的规定。
当钢筋直径较大,端面较平整,宜采用预热闪光焊;当端面不够平整,则应采用闪光一预热闪光焊。
连续闪光焊钢筋上限直径表4-21
焊机容量(kVA)
钢筋级别
钢筋直径(mm)
Ⅰ级
25
150
Ⅱ级
22
Ⅲ级
20
Ⅰ级
20
100
Ⅱ级
18
Ⅲ级
16
Ⅰ级
16
75
Ⅱ级
14
Ⅲ级
12
Ⅳ级钢筋焊接时,无论直径大小,均应采取预热闪光焊或闪光一预热闪光焊工艺。
6.2.3焊接参数选择:
闪光对焊时,应合理选择调伸长度、烧化留量、顶锻留量以及变压器级数等焊接参数。
连接闪光焊的留量见图4-33;闪光—预热闪光焊时的留量见图4-34。
6.2.4检查电源、对焊机及对焊平台、地下铺放的绝缘橡胶垫、冷却水、压缩空气等,一切必须处于安全可靠的状态。
6.2.5试焊、做班前试件;在每班正式焊接前,应按选择的焊接参数焊接6个试件,其中3个做拉力试验,3个做冷弯试验。
经试验合
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