★关键词26 电弧焊
1.电弧焊的工作原理
电弧焊的工作原理如图3-13所示。钢筋的电弧焊是以焊条作为一个极，钢筋作为另一个极，利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧，熔化焊条和高温电弧范围内的焊件金属，冷却凝固后形成焊接接头。
图3-13 电弧焊的工作原理
电弧焊机有直流弧焊机和交流弧焊机之分，常采用交流弧焊机。焊条的种类较多，宜根据钢材级别和焊接接头形式选择焊条。
焊条直径和焊接电流选用见表3-5。
表3-5 焊条直径和焊接电流选用表
2.电弧焊的焊接工艺
（1）搭接焊。
搭接接头适用于直径10～40mm的HPB300、HRB335和HRB400级钢筋。
在焊接时，先将主钢筋的端部按搭接长度预弯，使被焊钢筋处在同一轴线上，并采用两端点焊定位，焊缝宜采用双面焊，当双面施焊有困难时，也可采用单面焊。
（2）帮条焊。
帮条接头适用范围与搭接接头相同。帮条钢筋宜与主筋同级别、同直径，如帮条钢筋与被焊接钢筋的级别不同时，还应按钢筋的计算强度进行换算。所采用帮条钢筋的总截面面积应满足。
采用帮条接头时，两主筋端面间的间隙应为2～5mm，帮条和主筋间用四点对称定位点焊加以固定。在进行焊接时，应在帮条焊的焊缝中引弧，在端部收弧前应填满弧坑，并应使主焊缝与定位焊缝的始端和终端熔合。
钢筋搭接接头和帮条接头焊接，焊缝的有效厚度应不应小于主筋钢筋的30%，焊缝的宽度不应小于主筋钢筋的80%（图3-14）。
图3-14 焊缝尺寸示意图
d—钢筋直径；b—焊缝宽度；S—焊缝有效厚度
（3）坡口焊。
坡口焊适用于装配式框架结构安装时的柱间节点或梁与柱的节点焊接。
钢筋坡口焊时坡口面应平顺。钢筋坡口平焊时，V形坡口角度为55°～65°，如图3-15（a）所示。坡口立焊时，坡口角度为35°～45°，下钢筋为0°～10°，上钢筋为35°～45°，如图3-15（b）所示；切口边缘不得有裂纹、钝边和缺棱。
图3-15 钢筋坡口焊接头
钢垫板长度为40～60mm，厚度为4～6mm。平焊时，钢垫板宽度为钢筋直径加10mm；立焊时，其宽度应等于钢筋直径。
坡口焊时，焊缝根部、坡口端面以及钢筋与钢板之间均应熔合；焊接过程中应经常清渣；钢筋与钢垫板之间应加焊2～3层侧面焊缝；焊缝的宽度应大于V形坡口的边缘2～3mm，焊缝余高应为2～4mm，并宜平缓过渡至钢筋表面。
（4）预埋铁件钢筋电弧焊。
钢筋与预埋铁件接头，可分为对接接头和搭接接头两种，对接接头又可分为角焊和穿孔塞焊，如图3-16所示。
图3-16 钢筋与预埋铁件接头形式
当钢筋直径为6～25mm时，可采用角焊；当钢筋直径为20～30mm时，宜采用穿孔塞焊。
角焊缝焊脚尺寸K的取值，如图3-16（a）所示，当采用HPB300钢筋时，角焊缝焊脚尺寸K不得小于钢筋直径的50%；采用其他牌号钢筋时，焊脚尺寸K不得小于钢筋直径的60%。
在现浇钢筋混凝土构件中对于粗直径钢筋可采用铜模窄间隙电弧焊，窄间隙电弧焊的工艺流程，如图3-17所示。
图3-17 窄间隙电弧焊焊接工艺示意图
3.电弧焊接头的质量检查
电弧焊接头的外观检查包括：焊缝平顺，没有裂纹，没有明显的咬边、凹陷、焊瘤、夹渣和气孔。用小锤敲击焊缝应发出与本金属同样的清脆声；焊接接头尺寸的允许偏差及气孔、夹渣等缺陷的允许值，应符合表3-6中的规定。
表3-6 焊接接头尺寸的允许偏差及缺陷允许值
注：d为钢筋直径（mm）。
坡口接头除应进行外观检查和超声波探伤外，还应分批切取1%的接头进行切片观察（焊缝金属部分）。切片经磨平后，其内部应没有裂缝和大于规定的气孔和夹渣。经切片后的焊缝处，允许用相同的焊接工艺进行补焊。钢筋电弧焊接头还应进行拉伸试验，其试验结果应符合：3个热轧钢筋接头试件的拉伸强度，均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度；3个接头试件均应断于焊缝之外，并应至少有两个试件呈延性断裂。