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钢筋闪光对焊施工工艺标准


钢筋闪光对焊施工工艺标准
1 总 则

1.1 为了加强钢筋焊接施工质量管理, 统一钢筋闪光对焊施工中的工艺过程, 保证钢筋焊接 的施工质量,制定本施工工艺。 1.2 本工艺标准适用于工业与民用建筑热轧钢筋的连续闪光焊、 预热闪光焊、 闪光一预热闪 光焊。 1.3 本工艺与国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300—2001)(以下简称 为《标准》)及《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205—2001)、《混凝土结构工程 施工质量验收规范》(GB50204—2002)(以下简称《规范》)以及国家现行行业标准《钢 筋焊接及验收规程》(JGJ18—96)(以下简称规程)配套使用。 1.4 钢筋焊接施工中采用的施工技术文件、 承包合同对施工质量验收的要求不得低于 《规范》 规定。 1.5 钢筋焊接施工质量:工艺过程除执行《规范》、《规程》及本工艺外,应符合国家现行 有关规定。 2 术 语

2.1 钢筋闪光对焊 将两钢筋安放成对接形式,利用电阻热接触点金属熔化,产生强烈飞溅,形成闪光,迅速施 加顶锻力完成的一种压焊方法。 2.2 检验 对检验项目中的性能进行量测、检查、试验等,并将结果与标准规定要求进行比较,以确定 每项性能是否合格所进行的活动。 2.3 连续闪光焊 通电后,应借助操作杆使两钢筋端面轻微接触,使其产生电阻热,并使钢筋端面的凸出部分 互相熔化, 并将熔化的金属微粒向外喷射形成火光闪光, 再徐徐不断地移动钢筋形成连续闪 光,待预定的烧化留量消失后,以适当压力迅速进行顶锻,即完成整个连续闪光焊接。 2.4 预热闪光焊 通电后,应使两根钢筋端面交替接触和分开,使钢筋端面之间发生断续闪光,形成烧化预热 过程。当预热过程完成,应立即转入连续闪光和顶锻。 2.5 闪光——顶热闪光焊 通电后,应首先进行闪光,当钢筋端面已平整时,应立即进行预热、闪光及顶锻过程。 3 基 本 规 定

3.1 焊工必须持有有效的焊工考试合格证。 3.2 对焊机及配套装置应经常维护保养和定期检修,确保正常使用,冷却机、压缩空气等应 符合要求。 3.3 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四级 数的措施,大于 8%时,不得进行焊接。 3.4 作业场地应有安全防护设施、防火和通风措施,防止发生烧伤,触电及火灾等事故。 3.5 在工程开工或每批钢筋正式焊接之前,应进行现场条件下的焊接性能试验,合格后,方

可正式生产,试件的量与要求,应与质量检查与验收相同。 3.6 钢筋焊接施工之前,应清除钢筋表面上的锈斑、油污、杂物等,钢筋端部如有弯折、扭 曲时,应予以矫正或切除。 4 施 工 准 备

4.1 人员准备 根据施工组织设计(施工方案)确定电焊工的数量、进场时间进行合格安排。 4.2 技术准备 4.2.1 根据设计文件要求,编制施工方案和质量保证措施; 4.2.2 熟悉图纸及料单,弄清接头位置,做好技术交底; 4.2.3 编制材料的试验、检验计划; 4.3 设备准备 4.3.1 根据施工组织确定使用设备的型号、数量和摆放位置; 4.3.2 根据施工计划确定设备的进场时间; 4.4 材料准备 4.4.1 选择和评审合格的材料供应商; 4.4.2 根据施工图预算提供材料需要量计划; 4.4.3 根据施工进度计划及现场布置安排进场时间; 5 材 料 质 量 及 主 要 机 具 要求

5.1 焊接施工中所采用的材料应按设计要求和《标准》、《规范》、《规程》规定,进场材 料应有产品合格证及复试报告,严禁使用国家命令淘汰的材料; 5.2 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。 5.3 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 焊机型号 动夹具传动方式 额定容量 kVA 负载持续率 % 电源电压 V 次级电压调节范围 V 次级电压调节级数 连续闪光焊钢筋大直径 mm 预热闪光焊钢筋最大直径

表 5-3-1
UN1—100 UN2—150 UN17—150—1 气—液压 150 50 380 3.8~7.6 16 20-25 40

UNl—50

UN1—75

杠杆挤压弹簧(人力操纵) 50 25 220/380 2.9~5.0 6 10-12 20-22 75 20 220/380 3.52~7.04 8 12-16 32-36

电动机凸轮 100 20 380 4.5~7.6 8 16-20 40 150 20 380 4.05~8.10 16 20-25 40

每小时最大焊接件数 冷却水消耗量 L/h 压缩空气压力 MPa 压缩空气消耗量 m3/h

50 200

75 200

50 200

80 600

120 600 0.55---0.6 15---5

6

操 作 程 序

6.1 工艺流程: 检查设备→选择焊接参数→试焊模拟试件→送试→确定焊接参数→施焊→质量检验。 6.1.1 连续闪光对焊工艺过程: 闭合电路→闪光 (两筋端面轻微接触) →连续闪光加热到将近熔点 (两钢筋端面徐移动接触) →带电顶锻→无电顶锻。 6.1.2 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 筋端面徐移动接触)→带电顶锻→无电顶锻。 6.1.3 闪光—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)→断续闪光预热(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(两钢筋端面轻微徐徐接触)→带电顶锻→ 无电顶锻。 6.2 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 6-2-1 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。 HRB500 级钢筋焊接时,无论直径大小,均应采取预热闪光焊或闪光—预热闪光焊工艺。 连续闪光焊钢筋上限直径
焊机容量 (kVA) 钢 筋 级 别

表 6-2-1
钢筋直径 (mm) 25 22 20 20 18

HPB235
150

HRB335 HRB400 HPB235

100

HRB335

HRB400 HPB235
75

16 16 14 12

HRB335 HRB400

6.3 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。闪光一预热闪光焊时的留量见图 6-3-1。 图 6-3-1 钢筋闪光—预热闪光焊 L1、L2—调伸长度; a1.2+a2.1—一次烧化留量; a1.2+a2.2—二次烧化留量; b1+b2—预热流量; C1+C2—顶锻留量; C’1+C’2—有电顶锻留量; C”1+C”2—无电顶锻留量 6.4 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。 6.5 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。经试验合格后,方可按确定的焊接参数成批生产。 6.6 保证焊接接头位置和操作要求: 6.6.1 焊接前和施焊过程中,应检查和调整电极位置,拧紧夹具丝杆。钢筋在电极内必须夹 紧,电极钳口变形应立即调换和修理。 6.6.2 钢筋端头如起弯或成“马蹄”形则不得焊接,必须煨直或切除。 6.6.3 钢筋端头 120mm 范围内的铁锈、油污,必须清除干净。 6.6.4 焊接过程中,粘附在电极上的氧化铁要随时清除干净。 6.6.5 接近焊接接头区段应有适当均匀的镦粗塑性变形,端面不应氧化。 6.6.6 焊接后稍冷却才能松开电极钳口,取出钢筋时必须平稳,以免接头弯折。 6.7 质量检查:在钢筋对焊生产中,焊工应认真进行自检,若发现偏心、弯折、烧伤、裂缝 等缺陷,应切除接头重焊,并查找原因,及时消除。 6.8 应注意的质量问题 6.8.1 在钢筋对焊生产中,应重视焊接全过程中的任何一个环节,以确保焊接质量,若出现 异常现象,应参照表 6-8-1 找原因,及时消除。

钢筋对焊异常现象、焊接缺陷及防止措施
项次 1 2 3 4 5 6 异常现象和缺陷种类 烧化过分剧烈,并产生强烈的爆炸声 闪光不稳定 接头中有氧化膜、未焊透或夹渣 接头中有缩孔 焊缝金属过烧或热影响区过热 接头区域裂纹

表 6-8-1
防 止 措 施

1. 降低变压器级数 2. 减慢烧化速度 1. 清除电级底部和表面的氧化物 2. 提高变压器级 数 3. 加快烧化速度 1. 增加预热程度 2. 加快临近顶锻时的烧化速度 3. 确保 带电顶锻过程 4. 加快顶锻速度 5. 增大顶锻压力 1. 降低变压器级数 2. 避免烧化过程过分强烈 3. 适当增 大顶锻留量及顶锻压力 1. 减小预热程度 2. 加快烧速度,缩短焊接时间 3. 避免 过多带电顶锻 1. 检验钢筋的碳、硫、磷含量;若不符合规定时,应更 换钢筋 2. 采用低频预热方法,增加预热程度 1. 清除钢筋被夹紧部位的铁锈和油污 2. 清除电极内表 面的氧化物 3. 改进电极槽口形状,增大接触面积 4. 夹 紧钢筋 1. 正确调整电极位置 2. 修整电极钳口或更换已变形的 电极 3. 切除或矫直钢筋的弯头

7

钢筋表面微熔及烧伤

8

接头弯折或轴线偏移

6.8.2 冷拉钢筋的焊接应在冷拉之前进行。冷拉过程中,若在接头部位发生断裂时,可在切 除热影响区(离焊缝中心约为 0.7 倍钢筋直径)后再焊再拉,但不得多于两次。同时,其冷拉 工艺与要求应符合《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204—2002)的规定。 7 质 量 标 准 7.1 闪光对焊接头的质量检验, 应分别批进行外观检查和力学性能试验, 并按规定抽取试件。 7.2 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:检查出厂证明书和试验报告单。 7.3 钢筋的规格、焊接接头的位置、同一截面内接头的百分比,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。 7.4 对焊接头的力学性能检验必须合格。 力学性能检验时,应从每批接头中随机切取 6 个试件,其中 3 个做拉伸试验,3 个做弯曲试 验。 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作为一批。若同一台 班内焊接的接头数量较少,可在一周之内累计计算。若累计仍不足 300 个接头,则应按一批 计算。 检验方法:检查焊接试件试验报告单。 7.5 钢筋闪光对焊接头外观检查结果,应符合下列要求: 7.5.1 接头部位不得有横向裂纹。 7.5.2 与电极接触处的钢筋表面不得有明显烧伤,Ⅳ级钢筋焊接时不得有烧伤。 检验方法:观察检查。 7.5.3 允许偏差: (1) 接头处的弯折角不大于 4°。

(2) 接头处的轴线偏移,不大于 0.1 倍钢筋直径,同时不大于 2mm。 检验方法:目测或量测。 8 成 品 保 护

8.1 焊接后稍冷却才能松开电极钳口, 取出钢筋时必须平稳,以免接头弯折。 9 质 量 记 录

本工艺标准应具备以下质量记录: 9.1 钢筋出厂质量证明书或试验报告单。 9.2 钢筋机械性能复试报告。 9.3 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显著不正常的,应有化学成分检验报告。 9.4 钢筋接头的拉伸试验报告、弯曲试验报告。

闪光对焊钢筋连接工艺简介
钢筋闪光对焊是将两根钢筋安放成对接形式, 利用焊接电流通过两钢筋接触 点产生的电阻热,使金属熔化,产生强烈飞溅,形成闪光,迅速施加顶锻力完成 的一种压焊方法,是电阻焊的一种。 1 工艺 1、连续闪光焊 适用于钢筋直径较小,钢筋级别较低的条件,所能焊接的钢筋上限直径根据 焊机容量、钢筋级别等具体情况而定,应符合表 4-10 的规定。 连续闪光焊接钢筋上限直径 表 4-10 焊机容量(KV·A) 160 钢筋级别 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 钢筋直径(mm) 25 22 20 20 18 16 16 14 12

100

80

连续闪光焊的工艺方法:将钢筋夹紧在对焊机的钳口上,接通电源后,使两 钢筋端面局部接触, 此时钢筋端面的接触点在高电流密度作用下迅速熔化、 蒸发、

爆破,呈高温粒状金属从焊口内高速飞溅出来;当旧的接触点爆破后,又形成新 的接触点,这就出现连续不断爆破过程,钢筋金属连续不断送进(以一定送进速 度适应其焊接过程的烧化速度)。钢筋经过一定时间的烧化,使其焊口达到所需 要的温度,并使热量扩散到焊口两边,形成一定宽度的温度区,这时,以相当压 力予以顶锻,将液态金属排挤在焊口之外,使钢筋焊合,并在焊口周围形成大量 毛刺。由于热影响区较窄,故在接合面周围形成较小的凸起,于是,焊接过程结 束,两钢筋对接焊成的外形见图 4-10。

2、预热闪光焊 在钢筋直径或级别超出表 4-10 的规定时,如果钢筋端面较平整,则宜采用 预热闪光焊。 预热闪光焊的工艺方法:在进行连续闪光焊之前,对钢筋增加预热过程。将 钢筋夹紧在对焊机的钳口上,接通电源后,开始以较小的压力使钢筋端面接触, 然后又离开,这样不断地离开又接触,每接触一次,由于接触电阻及钢筋内部电 阻使焊接区加热, 拉开时产生瞬时的闪光。 经上述反复多次, 接头温度逐渐升高, 实现了预热过程。预热后接着进行闪光与顶锻,这两个过程与连续闪光焊一样。 采用 UN2-150 型或 UN17-150-1 型对焊机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;然后采用预热闪光焊工艺,并应符 合下列要求:闪光过程应强烈、稳定;顶锻凸块应垫高;应准确调整并严格控制 各过程的起点和止点。 3、闪光-预热闪光焊 闪光适用于钢筋端面不平整的情况。闪光-预热闪光焊是在预热闪光之前再增加 闪光过程,使不平整的钢筋端面“闪”成较平整的。 4、焊后热处理 对于 IV 级钢筋,应采用预热闪光焊或闪光-预热闪光焊工艺进行焊接。当接 头拉伸试验结果发生脆性断裂,或弯曲试验不能达到要求时,尚应在焊机上进行 焊后热处理,热处理工艺方法如下:

(1)待接头冷却至常温,将电极钳口调至最大间距,重新夹紧。 (2)应采用最低的变压器级数,进行脉冲式通电加热:每次脉冲循环包括 通电时间和间歇时间宜为 3s。 (3)焊后热处理温度就应在 750~850℃(桔红色)范围内选择,随后在环 境温度下自然冷却。 2 常用焊机 对焊机由机架、导向机构、动夹具、固定夹具、送进机构、夹紧机构、支座 (顶座)、变压器、控制系统等几部分组成,见图 2-1 和图 3-1-1 的示意图。

对焊机的全部基本部件紧固在机架上,机架具有足够刚性,并且用强度很高 的材料(铸铁、铸钢,或用型钢焊成)制作,故在顶锻时不会导致被焊钢筋产生 弯曲;导轨是供动板移动时导向用的,有圆柱形、长方体形或平面形的多种。 送进机构的作用是使被焊钢筋同动夹具一起移动,并保证有必要的顶锻力; 它使动板按所要求的移动曲线前进;并且在预热时能往返移动;在工作时没有振 动和冲动。按送进机构的动力类型,有手动杠杆式、电动凸轮式、气动式以及气 液压复合式等几种。 夹紧机构由两个夹具构成,一个是不动的,称为固定夹具;另一个是可移动 的,称为动夹具。固定夹具直接安装在机架上,与焊接变压器次级线圈的一端相 接(电气上与机架是绝缘的)的;动夹具安装在动板上,可随动板左右移动,在 电气上与焊接变压器次级线圈的另一端相联接。 常见的夹具型式有手动偏心轮夹 紧、手动螺旋夹紧等,也有用气压式、液压式及气液压复合式等几种。 常用对焊机的技术数据见表 4-11。表中计量单位 L 是容积“升”。表中 UN2-150 型对焊机的动夹具传动方式是电动凸轮式, UN17-150-1 型的是气液压复 合式,其余三种型号的是手动杠杆挤压弹簧。表中可焊钢筋最大直径的取值根据 钢筋强度级别按相应栏中数的范围选用。 常用对焊机的技术数据 表 4-11 项目 额定容量 负载持续率 初级电压 次级电压调节范围 次级电压调节级数 夹具夹紧力 最大顶锻力 夹具间最大距离 动夹具间最大行程 连续闪光焊时钢筋最 大直径 预热闪光焊时钢筋最 大直径 最多焊拉件数 冷却水消耗量 单位 型号 UN1-50 UN1-75 UN1-100 UN2-150 UN7-150-1 100 20 380 4.5~ 7.6 8 40 40 80 50 16~20 40 50 200 150 20 380 4.05~ 8.10 16 100 65 100 27 20~25 40 80 200 150 50 380 3.8~7.6 16 160 80 90 30 20~25 40 120 600

KV·A % V V 级 kN kN mm mm mm mm 件/h L/h

50 75 25 20 220/380 220/380 2.9~ 3.52~ 5.0 7.04 6 8 20 20 30 30 80 80 30 30 10~12 12~16 20~22 32~36 50 75 200 200

外形尺寸 重 量

长 宽 高

mm mm mm kg

1520 550 1080 360

1520 550 1080 445

1800 550 1150 465

2140 1360 1380 2500

2300 1100 1820 1900

3 参数选择

图 4-12 (a)连续闪光焊;(b)闪光-预热闪光焊 L1、L2--调伸长度 ;a1+a2-烧化留量;c1+c2-顶锻留量; c1'+c2'-有电顶锻留量;c1''+c2''-无电顶锻留量; a1.1+a2.1-一次烧化留量;a1.2+a2.2-二次烧化留量;b1+b2-预热留量 (1)调伸长度:指钢筋焊接前两个钢筋端部从电极钳口伸出的长度。 (2)烧化留量:指钢筋在闪光过程中,由于“闪”出金属所消耗的钢筋长 度。 (3)预锻留量:指在闪光过程结束时,将钢筋顶锻压紧后接头处挤出金属 而导致消耗的钢筋长度。

(4)预热留量:预热过程所需耗用的钢筋长度。 2、操作参数 (1)闪光速度:闪光过程的速度。 (2)顶锻速度:指在挤压钢筋接头时的速度。 (3)顶锻压力:将钢筋接头压紧所需要的挤压力。 (4)变压器级数:通过钢筋端部的焊接电流大小,是通过焊接变压器级数 调节的。 3、选择要点 (1)闪光对焊应选择调伸长度、烧化留量、顶锻留量以及变压器级数等焊 接参数。连续闪光焊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。 (2)调伸长度的选择,应随着钢筋级别的提高和钢筋直径的加大而增长。 当焊接Ⅲ级、Ⅳ级钢筋时,调伸长度宜在 40~60mm 范围内选用(若长度过小, 向电极散热增加,加热区变窄,不利于塑性变形,顶锻时所需压力较大;当长度 过大时,加热区变宽,若钢筋较细,容易发生弯曲)。 (3)烧化留量的选择应根据焊接工艺方法确定。采用连续闪光焊接时,烧 化过程应较长(以获得必要的加热)。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。 采用闪光-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。 采用预热闪光焊时,烧化留量不应小于 10mm。 (4)需要预热时,宜采用电阻预热法。预热留量应为 1~2mm,预热次数应 为 1~4 次;每次预热时间应为 1.5~2s,间歇时间就为 3~4s。 (5)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(在顶锻留量中,有电顶锻留量约占三分之一)。 焊接Ⅳ级钢筋时,顶锻留量宜增大 30%。

(6)变压器级数应根据钢筋级别、直径、焊机容量以及焊接工艺方法等具 体情况选择。 (7)对余热处理钢筋(也属于Ⅲ级钢筋)进行闪光对焊时,与热轧钢筋比 较,应减小调伸长度,,提高焊接变压器级数,缩短加热时间,快速顶锻,以形 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。 (8)操作参数根据钢筋级别和钢筋直径以及焊机的性能各异。一般情况下, 闪光速度应随钢筋直径增大而降低,并在整个闪光过程中要由慢到快;顶锻速度 应愈快愈好;顶锻压力应随钢筋直径增大而增加;变压器级数要随钢筋直径增大 而增高,但焊接时如火花过大并有强烈声响,应降低变压器级数。 4 操作要领 要求被焊钢筋平直,经过除锈,安装钢筋于焊机上要放正、夹牢;夹紧钢筋 时,应使两钢筋端面的凸出部分相接触,以利均匀加热和保证焊缝(接头处)与 钢筋轴线相垂直;烧化过程应该稳定、强烈,防止焊缝金属氧化;顶锻应在足够 大的压力下完成,以保证焊口闭合良好和使接头处产生足够的镦粗变形。出现异 常现象或焊接缺陷时,宜按表 4-12 查找原因和采取措施,及时消除。 闪光对焊异常现象、焊接缺陷及消除措施 表 4-12 异常现象和焊接缺陷 烧化过分剧烈并产生强烈的爆炸声 措 1、降低变压器级数 2、减慢烧化速度 1、清除电极底部和表面的氧化物 闪光不稳定 2、提高变压器级数 3、加快烧化速度 1、增大预热程度 2、加快临近顶锻时的烧化程度 接头中有氧化膜、未焊透或夹渣 3、确保带电顶锻速度 4、加快顶锻速度 5、增大顶锻压力 接头中有缩孔 1、降低变压器级数 施

2、避免烧化过程过分强烈 3、适用增大顶锻留量及顶锻压力 1、减小预热程度 焊缝金属过烧 2、加快烧化速度,缩短焊接时间 3、避免过多带电顶锻 1、检验钢筋的碳、硫、磷含量;若不符 接头区域裂纹 合规定时应更换钢筋 2、采取低频预热方法,增大预热程度 1、消除钢筋被夹紧部位的铁锈和油污 钢筋表面微熔及烧伤 2、消除电极内表面的氧化物 3、改进电极糟口形状,增大接触面积 4、夹紧钢筋 1、正确调整电极位置 接头弯折或轴线偏移 2、修整电极钳口或更换已变形的电极 3、切除或矫直钢筋的弯折外 5 质量检查与验收 1、分批 在同一台班内,由同一焊工完成 300 个同级别、同直径钢筋焊接接头应作为 一批。当同一台班内焊接的接头数量较少时,可在一周之内累计计算;累计如仍 不足 300 个接头,应按一批计算。 2、外观检查 应从每批抽查 10%,且不得少于 10 个的接头作外观检查。检查结果就符合 下列要求: (1)接头处不得有横向裂纹。 (2)与电级接触处的钢筋表面,对于Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级钢筋,不得有明显 烧伤; 对于Ⅳ级钢筋, 不得有烧伤。 在负温度条件下进行闪光对焊时, 对于Ⅱ级、 Ⅲ级、Ⅳ级钢筋,均不得有烧伤。 (3)接头处的弯折角不得大于 4°。

(4)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。 经过外观检查,如发现有一个接头不符合要求,就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、力学性能试验 (1)取样 从每批接头中任意切取 6 个试件,其中 3 个做拉伸试验,3 个做弯曲试验。 (2)拉伸试验 1)对试验结果的要求:3 个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得低于该级 别钢筋规定的抗拉强度;余热处理钢筋按Ⅲ级钢筋规定,即接头试件的抗拉强度 不得低于 570N/mm2(见表 2-10)。此外,应至少有 2 个试件断于焊缝之外,并 呈延性断裂。 2)评定:当试验结果有 1 个试件的抗拉强度低于上述规定值,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。复验结果若仍 有 1 个试件的抗拉强度低于规定值,或有 3 个试件断于弯曲中心点,弯心直径见 表 4-13。当弯至 90°时,至少有两个试件不得发生破断(表中 d 为钢筋直径)。 弯曲试验所用的弯心直径 钢筋级 别 钢筋直 径 (mm) 弯心直 径 2d 3d 4d 5d 5d 6d 7d 8d Ⅰ级 Ⅱ级 表 4-1 Ⅲ级 Ⅳ级

≤25

>25

≤25

>25

≤25

>25

≤25

>25

如试验结果有 2 个试件发生破断,应再取 6 个试件复验。复验结果若仍有 3 个试件发生破断,应确认该批接头为不合格。

钢筋对焊机钢筋接头质量分析
1. 钢筋焊接强度不够 如果确认钢筋质量没问题,主要有以下原因; (1)受焊钢筋端面不合格。例如两根钢筋间隙过大,端面有杂物等。

(2)焊接过程中火焰调整不好,初期加热未使用碳化焰,或火焰偏离压合面,造成端 面氧化现象。 (3)焊接过程中火焰加热时间过长造成碳分子大量烧损或热影响区过大,晶粒变粗以 致降低钢筋的强度。 (4)加热温度过低或加热时间过短,钢筋中心未达焊接温度即开始加压,是焊接端面 中心部分分子未能充分渗透扩散造成强度不够。 (5)在加热后期,加热器未来回移动,造成钢筋受热不均匀。 2. 被焊钢筋外观质量不合格 主要原因有

(1)加热温度低;加压不够,或加热部分短。 (2)加热时间过长;加压过大;加热不均匀。 (3)卡具没夹紧钢筋;卸卡具过早。 被焊钢筋外观质量不合格原因及处理方法见下图; a. 镦粗直径不够(墩粗直径小于钢筋的 1.4 倍);原因,加热温度低,或加压不 够。 b. 墩粗部分长度不够(小于钢筋直径 1.2 倍);原因,加热温度低,或加热钢筋 区域部分短。 c. 钢筋不同心;原因,卡具不同心,或拆卸卡具过早,或钢筋端面倾斜过大。 d. 接头轴环形;原因,加热时间短,或加热过激。 e. 接头下垂型;原因,火焰调节不好,或操作不好,或加热时间过长。 f. 接头折曲型;原因,卡钢筋时没有对正,或卸卡具过早。 g. 接头烧裂痕;原因,加热火焰过大。 h. 接头偏压型;原因,钢筋两端受热不均。 i. 外形呈凹凸;原因,受热不均,或钢筋端面凹凸太大。 3.加热器喷出火焰不成平面。 用手钳或其它工具将喷嘴调整到合格即可。 4.油泵的泵头漏油,或压杆与泵体柱塞处漏油。

拆开更换橡胶密封圈。 5.油泵打不上压力。 检查泵体内是否缺油,各连接处是否漏油,或拆开泵体前部,彻底清洗各部件。 6.卡具的柱塞体与缸体卡死。 卸下卡具前部,将上固定磕出,清理光滑平整,加注润滑油。

钢筋闪光焊作业指导书

本工艺标准适用于工业与民用建(构)筑物中的钢筋混凝土工程的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋纵向水平连接 的闪光对焊。 一、施工准备 1.机械设备 常用的对焊机有 UN1-25、UN1-75、UN1-100、UN1-150、UN17-150-1。 2.材料 各种规格钢筋级别必须有出厂合格证,进场后经物理性能检验,对于进口钢筋须增加化学性能检验,符 合要求后方能使用。 3.作业条件 ⑴设备在操作前检修完好,保证正常运转,并符合安全规定,操作人员必须要持证上岗。 ⑵钢筋焊口要平口、清洁、无油污杂质等。对焊机容量、电压要符合要求。 二、操作工艺 1.对焊工艺 根据钢筋品种、直径和所用焊机功率大小选用连续闪光焊、预热闪光焊、闪光一预热一闪光焊。对于可 焊性差的钢筋,对焊后宜采用通电热处理措施,以改善接头塑性。 ⑴连续闪光焊:工艺过程包括连续闪光和顶锻过程。施焊时,先闭合一次电路,使两钢筋端面轻微接触, 此时端面的间隙中即喷射出火花般熔化的金属微粒一闪光,接着徐徐移动钢筋使两端面仍保持轻微接触。形 成连续闪光。当闪光到预定的长度,使钢筋端头加热到将近熔点时,就以一定的压力迅速进行顶锻,再灭电 顶锻到一定长度,焊接接头即告完成。 ⑵预热闪光焊:工艺过程包括一次闪光、预热、二次闪光及顶段等过程。一次闪光是将钢筋端面闪平。 预法方法有连接闪光预热和电阻预热两种。 连续闪光预热是使两钢筋面交替地轻微接触和分开,发出断续闪光来实现预热。 电阻预热是在两钢筋端面一直紧密接触用脉交战电流或交替紧密接触与分开,产生电阻热(不闪光)来 实现预热,此法所需功率较大。二次闪与预锻过程同连续闪光焊。 ⑶闪光一预热一闪光焊:是在预热闪光焊前加一次闪光过程。 工艺过程包括一次闪光、预热、二次闪光及顶锻等过程,施焊时首先连续闪光,使钢筋端部闪平,然后 同预热闪光焊。焊接钢筋直径较粗时,宜用此法。 ⑷焊后通电热处理:方法是焊毕松开夹具,放大钳口距,再夹紧钢筋;接头降温至暗黑后,即采取低频

脉冲式通电加热;当加热至钢筋表面呈暗红色或桔红色时,通电结束;松开夹具,待钢筋冷后取下钢筋。 ⑸钢筋闪光对焊工艺过程图解。 1)对焊参数,根据焊接电流和时间不同,分为强参数(即大电流和短时间)和弱参数(即电流较小和 时间较长)两种。 2)采用强参数可减少接头过热并提高焊接效率,但易产生淬硬。 2.闪光对焊参数 为了获得良好的对焊接头,应合理选择对焊参数。 焊接参数包括:调伸长度、闪光留量、闪光速度、顶锻留量、顶锻速度、顶锻压力及变压级次。采用预 热闪光焊时,还要有预热留量与预热频率等参数。 对焊操作要求: ⑴Ⅱ、Ⅲ级钢筋对焊 Ⅱ、Ⅲ级钢筋的可焊性较好,焊接参数的适应性较宽,只要保证焊缝质量,拉弯时断裂在热影响区就较 小。因而,其操作关键是掌握合适的顶锻。 采用预热闪光焊时,其操作要点为: 一次闪光,闪平为准;预热充分,频率要高; 二次闪光,短、稳、强烈;顶锻过程,快速有力。 ⑵Ⅳ级钢筋对焊 在Ⅳ级钢筋中,由于碳、锰、硅等含量高,焊接性能较差,焊后容易产生淬硬、脆裂、降低接头塑性性 能。 关键在于掌握适当的温度,焊接参数应根据温度适当调整。 Ⅳ级钢筋采用预热闪光时温度应控制为:预热温度约为 1450℃,顶锻前温度为 1350°C,焊后温度约 1050~1100°C,预热频率宜用中低 2~4 次/s。 预热是控制温度的关键,故需要注意预热频率,接触轻重和接触长短之间的配合,二次闪光留量应增大。 顶锻应视温度高低操作适当,快且用力。其操作要点如下: 一次闪光,闪去压伤;预热适中,频率中低; 二次闪光,稳而灵活;顶锻过程,快而用力得当。 对焊注意事项 ⑴对焊前应清除钢筋端头约 150mm 范围的铁锈污泥等,防止夹具和钢筋间接触不良而引起“打火”。钢 筋端头有弯曲应予调直及切除。

⑵当调换焊工或更换焊接钢筋的规格和品种时,应先制作对焊试件(不小于 2 个)进行冷弯试验,合格 后,方能成批焊接。 ⑶焊接参数应根据钢种特性、气温高低、电压、焊机性能等情况由操作焊工自行修正。 ⑷焊接完成,应保持接头红色变为黑色才能松开夹具,平稳地取出钢筋,以免引起接头弯曲。当焊接后 张预应力钢筋时,焊后趁热将焊缝毛刺打掉,利于钢筋穿入孔道。 ⑸不同直径钢筋对焊,其两截面之比不宜大于 1.5 倍。 ⑹焊接扬地应有防风防雨措施。 三、质量标准 钢筋对焊完毕, 应对全部接头进行外观检查, 以及机械性能试验。 其检验项目、 程序、 方法按“JGJ18-96” 规范中第四章、第三节规定进行。 1.保证项目 ⑴对焊所用钢筋的材质性能和工艺方法必须符合质量检验评定标准规定。 ⑵对焊钢筋应具有出厂合格证和试验报告。 ⑶钢筋焊接时所选用对焊机性能要符合焊接工艺要求。 2.基本项目 ⑴钢筋对焊完毕,应对全部焊接进行外观检查,其要求是: a.对焊接头,接头处弯折环大于 4°; b 接头具有适当的镦粗和均匀的金属毛刺。 c 钢筋横向没有裂缝和烧伤; d 接头轴线位移不大于 0.1d,且不大于 2mm。 ⑵机械性能试验、检查方法 1)按同类型(钢种直径相同)分批,每 100 个为一批,每批取 6 个试件,3 个作抗拉试件、3 个作冷弯 试验。 三个试件抗拉强度值不得低于该级别钢筋的抗拉强度。 冷弯试验(包括正弯和反弯试验)弯曲时接头位置应处于弯曲中心处,冷弯接规定角度进行,接头处或 热影响区外侧横向裂缝宽度不应大于 0.15mm 才算合格。 钢筋冷弯试验工作可在万能试验机或钢筋弯曲机上进行,钢筋对接接头,冷弯试验指标见表。 2)使用同批材料焊接参数相同,在焊接质量稳定情况下,每批数量扩大至三倍。 四、施工注意事项

1.避免工程质量通病 对焊焊接时出现表面烧伤、接头轴线偏移和弯折,接头结合不良、接头氧化缺陷、接头过烧缺陷、热影 响区淬火脆裂以及接头区域有裂纹等现象。 2.主要安全技术措施 ⑴对焊前应清理钢筋与电极表面污泥、铁锈。使电极接触良好,以免出现“打火”现象。 ⑵对焊完毕不要过早松开夹具,连接头处高温时不要抛掷钢筋接头,不准往高温接头上浇水,较长钢筋 对接应安置台架上。 ⑶对焊机选择参数,包括功率和二次电压应与对焊钢筋时相匹配,电极冷却水的温度,不超过 40°C, 机身应接地良好。 ⑷闪光火花飞贱的方向要有良好的防护安全设施。 3.产品保护 ⑴钢筋焊接半成品按规格型号分类堆放整齐,堆放场所应有遮盖,防止日晒雨淋。 ⑵转运钢筋对焊半成品不能随意抛掷,以免钢筋变形。

举例
交底部位 工程编号 日 期

交底内容: 钢筋闪光对焊工艺标准 1 范围 本工艺标准适用于工业与民用建筑热轧钢筋的连续闪光焊,预热闪光焊、闪 光—预热闪光焊。 2 施工准备 2.1 材料及主要机具:

2.1.1 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。 2.1.2 主要机具:对焊机具及配套的对焊平台、防护深色眼镜、电焊手套、 绝缘鞋、钢筋切断机、空压机、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 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 气一液压 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 表 4—20

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 连续闪光焊钢筋最大直径 10—12 12—16 16—20 20—25 20—25 预热闪光焊钢筋最大直径 mm 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 2.2 作业条件: 2.2.1 焊工必须持有有效的考试合格证。 2.2.2 对焊机有配套装置、冷却水、压缩空气等应符合要求。 2.2.3 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。 2.2.4 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。 2.2.5 熟悉料单,弄清接头位置,做好技术交底。 3 操作工艺 3.1 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 3.1.1 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 3.1.2 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 3.1.3 闪光-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) →

→断续闪光预热/(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 3.2 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。 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。 连续闪光焊钢筋上限直径 焊机容量(KVA) 钢筋级别 钢筋直径(mm) 150 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 25 22 20 100 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 20 18 16 75 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 16 14 12 3.3 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。 表 4—21

3.4 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。 3.5 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。经试验合格后,方可按确定的焊 接参数成批生产。 3.6 对焊焊接操作: 3.6.1 连续闪光焊:通电后,应借助操作杆使两钢筋端面轻微接触,使其产 生电阻热,并使钢筋端面的凸出部分互相熔化,并将熔化的金属微粒向外喷射形 成火光闪光,再徐徐不断地移动钢筋形成连续闪光,待预定的烧化量消失后,以 适当压力迅速进行顶锻,即完成整个连续闪光焊接。 3.6.2 预热闪光焊:通电后,应使两根钢筋端面交替接触和分开,使钢筋端 面之间发生断续闪光,形成烧化预热过程。当预热过程完成,应立即转入连续闪 光和顶锻。 3.6.3 闪光一顶热闪光焊:通电后,应首先进行闪光,当钢筋端面已平整时, 应立即进行预热、闪光及顶锻过程。 3.6.4 保证焊接接头位置和操作要求: 3.6.4.1 焊接前和施焊过程中,应检查和调整电极位置,拧紧夹具丝杆。钢筋 在电极内必须夹紧、电极钳口变形应立即调换和修理。 3.6.4.2 钢筋端头如起弯或成“马蹄”形则不得焊接,必须煨直或切除。 3.6.4.3 钢筋端头 120mm 范围内的铁锈、油污,必须清除干净。 3.6.4.4 焊接过程中,粘附在电极上的氧化铁要随时清除干净。 3.6.4.5 接近焊接接头区段应有适当均匀的镦粗塑性变形,端面不应氧化。 3.6.4.6 焊接后销冷却才能松开电极钳口, 取出钢筋时必须平稳, 以免接头弯 折。 3.7 质量检查:在钢筋对焊生产中,焊工应认真进行自检,若发现偏心、弯 折、烧伤、裂缝等缺陷,应切除接头重焊,并查找原因,及时消除。 4 质量标准 4.1 保证项目: 4.1.1 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:检查出厂证明书和试验报告单。 4.1.2 钢筋的规格、焊接接头的位置、同一截面内接头的百分比,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。 4.1.3 对焊接头的力学性能检验必须合格。 力学性能检验时, 应从每批接头中随机切取 6 个试件, 其中 3 个做拉伸试验, 3 个做弯曲试验。 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作为 一批。若同一台班内焊接的接头数量较少,可在一周之内累计计算。若累计仍不 足 300 个接头,则应按一批计算。 检验方法:检查焊接试件试验报告单。 4.2 基本项目: 钢筋闪光对焊接头外观检查结果,应符合下列要求: 4.2.1 接头部位不得有横向裂纹。 4.2.2 与电极接触处的钢筋表面不得有明显烧伤,Ⅳ级钢筋焊接时不得有烧 伤。 检验方法:观察检查。 4.3 允许偏差项目: 4.3.1 接头处的弯折角不大于 4 度。 4.3.2 接头处的轴线偏移,不大于 0.1 倍钢筋直径,同时不大于 2mm。 检验方法:目测或量测。 5 成品保护 焊接后稍冷却才能松开电极钳口,取出钢筋时必须平稳,以免接头弯折。 6 应注意的质量问题 6.1 在钢筋对焊生产中,应重视焊接全过程中的任何一个环节,以确保焊接 质量,若出现异常现象,应参照表 4—22 查找原因,及时消除。 6.2 冷拉钢筋的焊接应在冷拉之前进行。冷拉过程中,若在接头部位发生断 裂时,可在切除热影响区(离焊缝中心约 0.7 倍钢筋直径)后再焊再拉,但不得多

于两次。同时,其冷拉工艺与要求应符合《混凝土结构工程施工及验收规范》 (GB50204—92)的规定。 7 质量记录 本工艺标准应具备以下质量记录: 7.1 钢筋出厂质量证明书或试验报告单。 7.2 钢筋机械性能复试报告。 7.3 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显著不正常的, 应有化学成分检验报告。 7.4 钢筋接头的拉伸试验报告、弯曲试验报告。 钢筋对焊异常现象、焊接缺陷及防止措施 项次 异常现象和缺陷种类 防止措施 1 烧化过程剧烈,并产生强烈的爆炸声 1. 降低变压器级数 2. 减慢烧化速度 2 闪光不稳定 清除电极底部和表面的氧化物 提高变压器级数 加快烧化速度 3 接头中有氧化膜、未焊透或夹渣 增加预热程度 加快临近顶锻时的烧化速度 确保带电顶锻过程 加快顶锻速度 增大顶锻压力 4 接头中有缩孔 降低变压器级数 避免烧化过程过分强烈 适当增大顶锻留量及顶锻压力 5 焊缝金属过烧或热影响区过热 减小预热程度 加快烧化速度,缩短焊接时间 避免过多带电顶锻 表 4—22

1. 2. 3.

1. 2. 3. 4. 5.

1. 2. 3.

1. 2. 3.

1. 2.

1. 2. 3. 4.

1. 2. 3.

6 接头区域裂纹 检验钢筋的碳、硫、磷含量;若不符合规定时,应更换钢筋 采取低频预热方法,增加预热强度 7 钢筋表面微熔及烧伤 清除钢筋被夹紧部位的铁锈和油污 清除电极内表面的氧化物 改进电极槽口形状,增大接触面积 夹紧钢筋 8 接头弯折或轴线偏移 正确调整电极位置 修整电极钳口或更换已变形的电极 切除或矫直钢筋的接头


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