栓钉焊接工艺

栓钉焊接工艺

一、栓钉焊的基本原理和技术条件

将金属螺柱焊到工件平面上去的方法叫做螺柱焊。在建筑工程中称栓钉焊。它属于熔态压力焊范畴。

栓钉焊又有2种：普通栓钉焊和穿透栓钉焊，普通栓钉焊亦称非穿透栓钉焊。穿透栓钉焊用于组合楼板和组合梁，焊接时，将压型钢板焊透。使栓钉、压型板、和钢构件三者焊接在一起。压型钢板厚0.5、0.8、1.0、1.2、1.6mm，镀锌。施工中，压型钢板起到底模的作用。

栓钉焊机有两种，电弧栓焊机和储能栓钉焊机，储能焊机适用于直径较小的栓钉焊（ø8mm以下），在建筑工程中栓钉直径较大（ø25mm）以下。因此栓钉焊时均采用电弧栓钉焊机。

二、栓钉

1)栓钉材料的机械性能及化学张性能：

力学性能见表：

化学成份见表：

栓钉用钢牌号及化学成份

牌号

化学成份%

C Si Mn P S Ah

ML15A 0.13~0.18 ≤0.100.3~0.6 ≤0.35≤0.035≥0.020 ML15 0.13~0.18 0.15~0.35 0.3~0.6 ≤0.35≤0.035--------

2)栓钉的形状尺寸见图：

焊钉的形状尺寸

D------栓钉直径Dk-------栓钉头直径k-------栓钉头高度

r-------倒角半径WA------熔化长度

1)------由制造者选择制成凹穴型式

2)-----引弧结由制造者确定

栓钉的尺寸

3)栓钉表面质量栓钉不必经表面处理。其表面应平滑、洁净，不得有锈蚀、氧化皮、油脂和毛刺等；其杆部表面不允许有影响使用的裂缝，但头部裂缝的深度（径向）不得超过0.25(d k-d)mm。

2 瓷环

1) 焊接瓷环型式尺寸焊接瓷环型式和尺寸应符合图和表的规定。其中，B1型适用于普通平焊，也适用于13mm和16mm栓钉的穿透平焊；B2型仅适用于19mm栓钉的穿透平焊。

焊接瓷环型式

焊接瓷环尺寸(mm)

2)表面质量焊接瓷环不得有露水和雨水痕迹。

三、施工准备

1 技术准备

1 施工单位应按JGJ81规定进行焊接工艺评定，其结果应符合设计要求和GB50205标准规定。

2 根据工艺评定、设计和图纸深化的结果，编制施工作业指导书，做好施工技术交底。

2 材料准备

根据设计要求，选用合格的栓钉。根据焊钉的安装位置按下述要求使用配套瓷环：

1 若直接在压型钢板上安装栓钉，应使用穿透型（B2型）的配套瓷环。

2 若直接在钢梁钢柱上安装栓钉，应使用普通型（B1型）的配套瓷环。

3 机具准备

1 熔焊栓钉机专用设备。使用设备必须是焊接工艺评定试件制作的设备，且工艺评定结果合格。

2 角向磨光机。配合施工的工具，用于安装栓钉时去除钢梁上的非导电型油漆。

3 焊机（交流、直流均可）。熔焊时必须配套安排中型焊机用于栓钉补焊。

4 烘箱或其它烘烤设备。必要时用于栓钉和配套使用瓷环的烘烤除湿。

4 作业条件

1 钢结构构件表面熔焊部位，不允许有油漆、锈、水、油污及其它影响焊缝质量的污渍。

2 作业场地空气环境相对湿度不大于85％。

四、施工工艺

1 工艺流程

栓钉焊接施工工艺流程见图

2 工艺细则

1 划线定位

1) 工具：钢板尺、划针、样冲、榔头。

2）操作：用钢板尺和划针，按设计要求的位置和间距，在构件上划出栓钉的位置并在栓钉位置处打上样冲眼。

3) 要求：符合工程设计要求，位置允许偏差±1mm。

2 清理焊接区域

1) 工具：角磨机、钢丝刷。

2) 操作：用角磨机将构件施焊部位的涂层打磨干净，并用钢丝刷清扫铁屑残渣。

3) 要求：焊接钢构件表面不允许有油漆、其它涂层、水、油脂及其它影

响焊缝质量的污渍存在。

3 试焊

1 机具：熔焊栓钉机及配套的工装是植钉枪。

2 操作

1) 植钉枪的操作：

植钉枪的操作如图所示。

栓钉枪的操作图

3 要求：

每项工程的每种规格栓钉在正式施焊前，必须试焊一个焊钉，用榔头敲击（或使用套管压）使栓钉弯曲30°，进行弯曲试验，检查是否满足质量要求；若不能满足要求，则应修改施工工艺,调整工艺参数再试，直到满足要求为止。使用套管进行试验时，套管下端距离焊肉上端的距离不得小于1d。

4 焊接

1 操作

1) 栓钉枪的操作：。

2) 熔焊操作过程:

（1）焊接准备

将栓钉放在焊枪的夹持装置中，把相应直径的保护瓷环置于母材上，把栓钉插入瓷环内并与母材接触，如图所示。

焊接准备（焊钉端部与母材接触）

（2）引弧

按动电源开关，栓钉自动提升，激发电弧，如图所示。

引弧（按动开关，引导焊钉产生引导电弧）

（3）焊接

焊接电流增大，使栓钉端部和母材局部表面熔化，如图所示。

焊接（强电流使焊钉端与一部分母材熔化）

（4）加压

设定的电弧燃烧时间达到后，将栓钉自动压入母材，如图所示。

5）断电

切断电源，熔化金属凝固，并使焊枪保持不动，如图所示。

（6）冷却

让焊缝冷却，栓钉端部表面形成均匀的环状焊缝余高，然后敲碎并清除瓷环，焊接完成，如图所示。

3 要求

1）每班焊接完成的栓钉均要从中抽取两个焊钉，用榔头敲击（或使用套管压）使栓钉弯曲30°，进行弯曲试验，检查是否合格，否则应修改施工工艺，调整焊接参数。使用套管进行试验时，套管下端距离焊肉上端的距离不得小于1d。

2）焊接过程中如果有不饱满或者经过修补的栓钉，每个栓钉均应作弯曲15°试验。榔头敲击方向应从焊缝不饱满的一侧进行。

d)试验样品的处理

经弯曲试验的栓钉，如果合格可保留弯曲状态；如果不合格可以修补或在该焊钉近处重新补焊一棵栓钉。

5 焊接工艺参数

焊接电压、电流、及时间（栓钉枪提起和插下）等参数，受设备和栓钉的影响较大，按下表根据所使用的熔焊栓钉机使用说明和焊接工艺评定来确定。

焊钉焊接电压、电流、时间

焊钉直径（mm）电压(V) 电流(A)

时间

(s)

备注

10 65(空载) 495～605 0.40 13 65(空载) 945～1155 0.60 16 65(空载) 1215～1485 0.70 19 65(空载) 1494～1826 0.90 22 65(空载) 1710～2090 1.10 25 65(空载) 1980～2420 1.30