带肋钢筋熔融金属充填连接接头连接工艺

 

概述

 

钢筋热剂焊的基本原理为，将容易点燃的热剂（通常为铝粉、氧化铁粉、某些合金元素相混合的粉末）填人于石墨坩埚当中，然后点燃形成放热反应，使氧化铁粉还原成液态钢水，温度在2500℃以上，穿过坩埚底部的封口片（小圆钢片），经石墨浇注槽注人两钢筋间预留间隙，使钢筋端面熔化，冷却后形成钢筋焊接接头。为了确保钢筋端部的充分熔化，必须设置预热金属储存腔，让最初进人铸型的高温钢水在流过钢筋间缝隙后进入预热金属储存腔时，将钢筋端部预热，而后续浇注的钢水则填满钢筋接头缝隙，冷却后形成牢固焊接接头，焊接如图所示。

 

1-高温火柴；2-钢筋；3-预热金属储存腔；4一石棉；5一型砂；

6-封口片；7-热剂；8-带有出钢口的坩埚；9一坩埚盖

 

连接工艺

（1）钢筋准备。钢筋端面必须切平，最好采用圆片锯切割；当采用气割时，应当事先将附在切口端面上的氧化皮、熔渣清除干净。

 

（2）套筒制作。钢套简通常采用45号优质碳素结构钢或低合金结构钢制成。

在设计连接套筒的横截面面积时，套筒的屈服承载力应当大于或等于钢筋母材屈服承载力的1.1倍，套筒的抗拉承载力应大于或是等于钢筋母材抗拉承载力的1.1倍。套筒内径与钢筋外径之间应当留一定间隙，以使钢水能顺畅地注入各个角落。

设计连接套筒的长度时，应当考虑充填金属抗剪承载力。充填金属抗剪承载力等于充填金属抗剪强度乘钢筋外圆面积（套筒长度乘钢筋外圆长度）。充填金属的抗剪强度可按照其抗拉强度0.6倍计算。钢筋母材承载力等于国家标准中规定的屈服强度或抗拉强度乘公称横截面面积。充填金属抗拉强度可按Q215钢材的抗拉强度335N／m㎡计算。

设计连接套简的内螺纹或齿状沟槽时，应当考虑套筒与充填金属之间具有良好的锚固力（咬合力）。应当在连接套简接近中部的适当位置加工一小圆孔，以便钢水从此注入。

 

（3）热剂准备。热剂的主要成分为雾滴状或花瓣状铝粉和鱼鳞状氧化铁粉，两者比例应当通过计算和试验确定。为了提高充填金属的强度，在必要时，可加入少量合金元素。热剂中两种主要成分应当调和均匀。如果是购人袋装热剂，在使用前应当抛摔几次，务必使其拌和均匀，以确保反应充分进行。

 

（4）坩埚准备。坩埚通常由石墨制成，也可以由钢板制成，内部涂以耐火材料。耐火材料由清洁而很细的石英砂3份及黏土1份，再加1／10份胶质材料相均匀混合，并放水1／12份，使产生合宜的混合体。如果是手工调和，则在未曾混合之前，砂与黏土必须是干燥的，该两种材料经混合后，才可以加入胶质材料和水。其中，水分应越少越好。胶质材料常用的为水玻璃。

坩埚内壁涂毕耐火材料后，应当缓缓使其干燥，直至无潮气存在；如果加热干燥，其加热温度不得超过150℃。

当工程中大量使用该种连接方法时，所有不同规格的连接套简、热剂、坩埚、一次性衬管、支架等均可以由专门工厂批量生产，包装供应，方便施工。