《水利工程质量通病防治手册》之钢筋工程闪光对焊—过热、闪光对焊—塑性不良等防治措施

15 闪光对焊—过热 

15.1  表现形式  
    从焊缝或近缝区断口上可看到粗晶状态。

15.2　产生原因  
(1)预热过分，焊口及其近缝区金属强烈受热。
(2)预热时接触太轻，间歇时间太短，热量过分集中于焊口。
(3)沿焊件纵向的加热区域过宽，顶锻留量偏小，顶锻过程不足以使近缝区产生适当的塑性变形，未能将过热金属排除于焊口之外。
(4)为了顶锻省力，带电顶锻延续较长，或顶锻不得法，致使金属过热。

15.3　防治措施  
(1)根据钢筋级别、品种及规格等情况确定其预热程度，并在生产中严加控制。为了便于掌握，宜采取预热留量与预热次数相结合的办法。预热留量应为1～2mm，预热次数为1～4次，通过预热留量，借助焊机上的标尺指针，准确控制预热起始时间；通过记数，可适时控制预热的停止时间。
(2)采取低频预热方式，适当控制预热的接触时间、间歇时间以及压紧力，使接头处既能获得较宽的低温加热区，改善接头时性能，又不致产生大的过热区。
(3)严格控制顶锻时的温度及留量。当预热温度偏高时，可加快整个烧化过程的速度，必要时可重新夹持钢筋再次进行快速的烧化过程，同时需确保其顶锻留量，以便顶锻过程能够在有力的情况下完成。从而有效地排除掉过热金属。
(4)严格控制带电顶锻过程。在焊接断面较大的钢筋时，如因操作者体力不足，可增加助手协同顶锻，切忌采用延长带电顶锻过程的有害做法。

16 闪光对焊—脆断  

16.1  表现形式  
在低应力状态下，接头处发生无预兆的突然断裂。脆断可分为淬硬脆断、过热脆断和烧伤脆断几种情况。这里着重阐述对接头强度和塑性都有明显影响的淬硬脆断问题。其断口以齐平、晶粒很细为特征。

16.2　产生原因  
    (1)焊接工艺方法不当，或焊接规范太强，致使温度梯度陡降，冷却速度加快，因而产生淬硬缺陷。
    (2)对于某些焊接性能较差的钢筋，焊后虽然采取了热处理措施，但因温度过低，未能取得应有的效果。

16.3　防治措施  
    (1)针对钢筋的焊接性，采取相应的焊接工艺。通常以碳当量(Ceq)来估价钢材的焊接性。碳当量与焊接性的关系，因焊接方法而不同。就钢筋闪光对焊来说，
大致是：
  Ceq≤0．55％                      焊接性“好”
  0．55％＜Ceq≤0．65％         焊接性“有限制”
  Ceq＞0．65％                     焊接性“差”
鉴于我国的钢筋状况是，H级及以上都是低合金钢筋，而且有的碳含量已达到中碳范围，因此，应根据碳当量数值采取相应的焊接工艺。对于焊接性“有限制”的钢筋，不论其直径大小，均宜采取闪光—预热—闪光焊；对于焊接性“差”的钢筋，更要考虑预热方式。一般说来，预热频率尽量低些为好，同时焊接规范应该弱一些，以利减缓焊接时的加热速度和随后的冷却速度，从而避免淬硬缺陷的发生。
    (2)正确控制热处理程度。对于难焊的EF级钢筋，焊后进行热处理时：第一，待接头冷却至正常温度，将电极钳口调至最大间距，重新夹紧；第二，应采用最低的变压器参数，进行脉冲式通热加热，每次脉冲循环，应包括通电时间和间歇时间，并宜为3s；第三，焊后热处理温度在750～850℃选择，随后在环境温度下自然冷却。

17 闪光对焊—烧伤  

17.1  表现形式  
    烧伤系指钢筋与电极接触处在焊接时产生的熔化状态。对于淬硬倾向较敏感的钢筋来说，这是一种不可忽视的危险缺陷。因为它会引起局部区域的强烈淬硬，导致同一截面上的硬度很不均匀。这种接头抗拉时，应力集中现象特别突出，因而接头的承载能力明显降低，并发生脆性断裂。其断口齐平，呈放射性条纹状态。

17.2　产生原因  
(1)钢筋与电极接触处洁净程度不一致，夹紧力不足，局部区域电阻很大，因而产生了不允许的电阻热。
    (2)电极外形不当或严重变形，导电面积不足，致使局部区域电流密度过大。
    (3)热处理时电极表面太脏，变压器级数过高。

17.3　防治措施  
(1)钢筋端部约130mm的长度范围内，焊前应仔细清除锈斑、污物，电极表面应经常保持下净，确保导电良好。
(2)电极宜作成带三角形槽口的外形，长度应不小于55mm，使用期间应经常修整，保证与钢筋有足够的接触面积。
    (3)在焊接或热处理时，应夹紧钢筋。
    (4)热处理时，变压器级数宜采用Ⅰ、Ⅱ级，并且电极表面应经常保持良好状态。

18 闪光对焊—塑性不良  

18.1  表现形式  
    接头冷弯试验时，于受拉区(即外侧)横肋根部产生大于0．15mm的裂纹。

18.2　产生原因  
(1)由于调伸长度过小，焊接时向电极散热加剧；或变压器级数过高，烧化过程过分强烈，温度沿焊件纵向扩散的距离减小，形成陡降的温度梯度，冷却速度加快，致使接头处产生硬化倾向，引起塑性降低。
(2)烧化留量过小，接头处可能残存钢筋断料时刀口压伤痕迹，产生了一些不良后果。因为刀口压伤部位相当于进行了冷加工，在焊接热量的影响下，会发生以下情况：其一，在超过再结晶温度(500℃左右)的区段产生晶粒长大现象；其二，在达到时效温度(300℃左右)的区段产生时效现象。这都影响着接头的性能，特别是后者，会使塑性降低。
(3)顶锻留量过大，致使顶锻过分，引起接头区金属纤维弯曲，对接头塑性产生了不利影响。   

                    
18.3　防治措施  
(1)在不致发生旁弯的前提下，尽可能加大调伸长度，以消除钢筋断料时产生的刀口压伤和不平整的问题，为实现均匀加热，改善接头性能创造必要的条件。如果受焊机钳口间距所限，不能达到表17=4所推荐的数值时，应采取焊机所能调整的最大调伸长度进行焊接。若在同一台班内需焊接几个级别或几种相近规格的钢筋时，可按焊接性能差的钢筋选择调伸长度，以减少调整工作量；不同级别、不同直径的钢筋对焊时，应将电阻较大一端的调伸长度调大一些，以便在烧化过程中所引起的较多缩短，能够得到相应的补偿。
(2)根据钢筋端部的具体情况，采取相应的烧化留量，力求将刀口压伤区段在烧化过程中予以彻底排除。
    (3)对于H级中限成分以上的钢筋，需采取弱一些的焊接规范和低频预热方式施焊，以利接合处获得较理想的温度分布。
    (4)在采取适当的顶锻留量的前提下，快速有力地完成顶锻过程，保证接头具有匀称、美观的外形。