細晶粒鋼筋為什麼不能焊接

A. 在建築工程中，鋼筋的搭接有哪三種方法

首先，鋼筋搭接的方法有三種，①綁扎搭接、②焊接連接、③機械連接

另外，鋼筋連接方式選擇的正確是否直接關繫到工程質量的優劣，現結合規范、標准對三種常見的鋼筋連接方式進行分析對比：①綁扎搭接、②焊接連接、③機械連接，以方便工程設計和施工人員正確選用。

一、綁扎搭接鋼筋綁扎連接應滿足國標GB50010《混凝土結構設計規范》的相應要求。

1、適用和不適用范圍全部適用，沒有規定不可用的范圍。

2、優點一般鋼筋工在任何環境條件下均可操作，施工速度最快，可連續無限接長，傳力性能最好，超強連接，質量穩定且最好。

3、缺點與不足費用較貴。

費用分析：

1）綁扎連接的費用最便宜，但實際只使用在直徑不大於14的鋼筋中；2）焊接連接的施工費用居中；3）直螺紋接頭的施工費用最貴，貴在套筒成品價格較高上。

結論建議，1）除機械連接接頭外各種接頭均有各自的適用范圍，應注意不可超范圍使用；2）鋼筋直螺紋連接雖價格最貴但因質量最優和操作簡便而使用最廣；3）焊接連接雖價格居中和推薦使用但因操作要求高、能耗大、質量不能完全受控而市場份額逐漸減小。

B. 鋼筋焊接規程最新標準是否是JGJ18-2003

JGJ18―2003《鋼筋焊接及驗收規程》當前是行業中的現行標准，但並非最新的版本。新修訂的規程在多方面進行了調整，其中包括：

1. 增加了「焊接安全」章節，強調了焊接過程中的安全問題。

2. 新增了對新型細晶粒鋼筋HRBF400在各種焊接方法中的應用說明。

3. 將電渣焊的焊接直徑下限從之前的直徑擴大到了12mm，氣壓焊的焊接直徑下限也從之前的直徑擴大到了10mm。

4. 在質量驗收部分，按照合格、復檢、不合格三個標准進行分類，使得質量判定更加清晰。

5. 增加了「埋弧螺柱焊」的相關內容，補充了新的焊接技術。

該規程的「報批稿」在2010年10月完成定型，但JGJ18-2010鋼筋焊接及驗收規程目前仍在報批階段。待經過批准和公示後，還將有一個具體的發布日期和實施日期。通常情況下，實施日期會比發布日期晚大約半年。

C. 鋼筋焊接及驗收規程

介紹行業標准JGJ18—2012中主要修訂內容的技術背景，解讀大家關注的第五章「質量檢查與驗收」。希望土建專業人員學習和貫徹好JJG18-2012，確保鋼筋焊接質量。

行業標准《鋼筋焊接及驗收規范》JGJ18—2012由住房和城鄉建設部批准發布，自2012年8月1日起實施。其中，第3.0.6、4.1.3、5.1.7、5.1.8、6.0.1和7.0.4條為強制性條文，必須嚴格執行。原行業標准《鋼筋焊接及驗收規范》JGJ18—2003同時廢止。1)焊接細晶粒熱軋鋼筋

細晶熱軋鋼筋定義為熱軋過程中通過控制軋制和控製冷卻工藝形成的細晶熱軋鋼筋。其金相組織主要是鐵素體加珠光體，不能存在其他可能影響使用性能的組織(如基圓上的回火馬氏體組織)。晶粒度不厚於9級。

冶金和建築研究機構對細晶粒鋼筋的焊接做了大量的試驗。在本標準的評審會上，專家考慮到鋼筋氣動焊接和鋼筋電渣壓力焊接的大線能量會對接頭熱影響區的金相組織和晶粒尺寸產生較大影響，因此在表4.1.1中，這兩種焊接方法中未包括含F的細晶粒熱軋鋼筋，專家同意將細晶粒熱軋鋼筋的適用范圍限定為線能量相對較小的電弧焊和閃光對焊。因此，要求施工單位多加註意，區別對待；同時，希望鋼廠軋制鋼材時，在細晶粒鋼筋表面軋制出F亮痕。

2)鋼筋電渣壓力焊的鋼筋直徑下限從14mm延伸到12mm。

鋼筋電渣壓力焊在土木工程中應用廣泛。從2009年開始，來自陝西、重慶、四川、河南等地的多家施工單位紛紛來信來電，有的還帶著檢測數據。經過分析比較，要求將JGJ18—2003中規定的電渣壓力焊用鋼筋的下限直徑由14mm延長至12mm，以便用於鋼筋混凝土柱、牆中，既方便施工，又節省鋼材和人力。在本標準的修訂中，進行了實驗和試用，在效果良好的基礎上，對原標准進行了修改，如上述規定。

3)「箍筋閃光對焊」單獨分段。

箍筋閃光對焊最早始於貴州，十幾年來在四川、陝西、廣東、北京等地推廣應用，取得了良好的技術經濟效果。在本次標准修訂中，將箍筋閃光對焊列在原「鋼筋閃光對焊」中，補充了技術內容，提高了箍筋的剛度，節省了彎鉤鋼筋，提高了生產效率，促進了該技術更快更好的發展。

4)增加鋼筋的CO2氣體保護焊。

CO2氣體保護焊具有許多優點，在鋼結構製造中已應用多年，但在鋼筋工程中的應用才剛剛開始。該技術被添加到本標准中以促進其應用。

5)增加半自動鋼筋固態壓力焊和鋼筋氧氣液化石油氣熔融態壓力焊新技術。

寧波從國外引進半自動鋼筋固態氣動焊接設備，並在梅山跨海大橋、杭州灣跨海二橋、象山港大橋等工程中推廣應用，取得了良好的技術經濟效果。2010年3月，在技術論證會上，專家們肯定了成果，同時提出了設備國產化的建議。經過兩年多的努力，研製出了國產設備，試用效果良好。獲得「半自動鋼筋固態氣動焊接成套設備」和「一種鋼筋常溫直角切割刀片」兩項國家實用新型專利。

2010年4月，貴州省科技廳在貴陽召開「鋼氧液化石油氣實驗研究及工程應用」科技成果鑒定會。專家鑒定，採用上述工藝設備後，焊接成本明顯降低，符合國家節能環保政策，具有良好的經濟效益和社會效益。在貴陽，90%以上的鋼筋都是通過這種技術進行熱連接的，每年的接頭數量在1000萬個以上。

6)增加了鋼筋埋弧螺柱焊。

將埋弧焊和螺柱焊很好地結合起來，提出了埋入式T型接頭鋼筋埋弧焊螺柱焊新工藝。在北京鳥巢工程和上海世博會中國館工程中應用於32mm鋼筋，取得了非常好的技術經濟效益，並獲得了國家發明專利。

7)提高接頭的外觀質量。

各種鋼筋焊接接頭的外觀質量要求很多，其中有兩點是共同的:①接頭軸線偏差(偏心)；②關節彎曲角度。這兩個項目的指標在本次標准修訂中進行了修訂:

(1)原規程JGJ18—2003規定鋼筋焊接接頭軸線偏差不大於鋼筋直徑的0.1倍，且不大於2mm。新修訂的JGJ18—2012中規定接頭處的軸線偏差不大於鋼筋直徑的0.1倍，且不大於1mm。與以上相比，1mm的差異增加了對焊工(尤其是焊工)的要求和難度；但這對防止鋼筋焊接接頭在拉伸試驗中發生脆性斷裂有很大幫助。如果畫兩張圖，假設鋼筋直徑為20mm，一張圖中有兩個中心偏心距為2mm的重疊圓，另一張圖中有兩個中心偏心距為1mm的重疊圓。通過對比可以看出，後者的兩個圓的面積加起來要比前者大得多。

②原規程規定，接頭彎曲角度不得大於3°。新修訂的《JGJ18-2012》中規定，接頭處的彎曲角度不得大於2°，與上述規定類似。一度之差，增加了對焊工(焊工)的要求和難度。但這對於防止焊接接頭在拉伸試驗中發生脆性斷裂是很有幫助的。畫兩個圖，假設鋼筋直徑為20mm，一個是接頭處彎曲角度為2°，一個是彎曲角度為3°。可以看出，鋼筋焊接接頭進行拉伸試驗時，彎曲角度為3°的試樣一側提前達到屈服點，然後開裂；而彎曲角度為2°的試樣兩側受力更均勻。

8)增加了「焊接安全」規定。

在鋼筋焊接施工現場，焊接火花飛濺，造成火災事故和重大損失的情況屢見不鮮。本標准修訂中增加了「焊接安全」一章，將焊接作業區域的消防安全列為強制性條文，非常重要。建設單位應採取措施嚴加防範。

JGJ18—2012中的第5章是「質量檢查與驗收」，這是施工檢測、施工監理等相關單位非常關注的一項技術內容。

1)取消了1.1倍的規定。

在JGJ18—2003的注釋5.1.7中，有1.1倍的規定，在本規程的修訂中取消了。原因:鋼筋閃光對焊和電渣壓力焊中，焊縫面積與鋼筋截面積相同；焊縫金屬的抗拉強度與補強後的母材一致；此外，HRB400鋼筋逐漸成為施工現場的主導鋼筋，其實際抗拉強度並不比國標中540MPa的標准值高多少。所以焊接工程師問，如何使焊接接頭獲得鋼母材抗拉強度標准值的1.1倍？

2)修訂的核心是控制脆性斷裂。

中國是一個多地震的國家。結構工程師要求鋼筋焊接接頭在荷載作用下盡可能避免脆性破壞。因此，這次修訂質量檢驗規定的指導思想是控制焊接接頭的脆性斷裂。雖然5.1.72條中列出了「另外兩個試樣在焊縫或熱影響區斷裂，呈脆性斷裂」，但應進行復驗，此處未規定脆性斷裂試樣的抗拉強度。看似是放寬了復驗的條件，但實際上規定作為復驗的結果，6個試件的抗拉強度均達到母材抗拉強度的標准值，且有4個及以上試件在母材中斷裂，呈韌性斷裂，應評定為復驗合格。相反，如果有三處脆性斷裂，無論多強，復檢都會評定為不合格。這一要求相當嚴格，它限制了標准中脆性斷裂的發生。

3)關鍵是提高焊接操作技術。

要通過鋼筋焊接接頭的拉伸試驗或復驗，關鍵是提高焊接操作技術，精心操作。首先是減少鋼筋軸線的偏差(偏心)，盡量使兩根鋼筋的彎曲角度最小，最好完全在一條直線上。

除上述兩項指標外，還應注意其他焊接缺陷的發生，如咬邊、裂紋、夾渣、氧化膜、過卷等。我們應該分析缺陷產生的原因，並採取相應的預防措施。

4)接頭拉伸試驗不合格。

鋼焊接接頭首次抽樣檢驗結果，3個試樣均在焊縫處斷裂，呈脆性斷裂，L個試樣抗拉強度小於鋼母材抗拉強度標准值。自然，該檢驗批的鋼筋焊接接頭拉伸試驗應評定為不合格。或者，復驗結果為6個試件中有1個試件抗拉強度未達到鋼材母材抗拉強度標准值，或3個試件發生脆性斷裂，則該檢驗批鋼筋焊接接頭拉伸試驗復驗評定為不合格。

在這種情況下，施工單位應組織焊工，在有經驗的焊接工程技術人員的指導下，加強技術培訓，交流新老焊工技術，進行焊工考試，努力提高焊工的整體操作技術水平。

5)測試無效

在《規范》第5.1.7條的解釋中，最後一段寫道:如果一個試件在鋼筋的母材中斷裂，它是脆性的；或試樣在母材中斷裂，其抗拉強度小於母材抗拉強度標准值時，該試驗應視為無效，應檢驗母材的化學成分和力學性能。

可以清楚地看到，以上兩種情況並不是焊接工藝不好造成的，而是與鋼母材的化學成分和力學性能密切相關。因此，本次檢測應視為無效，同時通知建設單位或施工單位檢查鋼廠出廠合格證上的鋼筋品牌，是否錯將HRBF鋼筋作為HRB鋼筋使用；仔細檢查鋼筋母材的化學成分和機械性能是否在國家標准范圍內。如果鋼材母材質量合格，應重新進行鋼筋焊接接頭的拉伸試驗。

D. 鋼筋焊接及驗收規程的背景及要點

本文介紹了行業標准JGJ18—2012中主要修訂內容的技術背景，並對大家關注的第5章「質量檢驗與驗收」進行解讀。希望土建專業技術人員學習並實施好JGJ18—2012，確保鋼筋焊接質量 。
行業標准《鋼筋焊接及驗收規程》JGJ18—2012經住房和城鄉建設部批准發布，已於2012年8月1日起實施。其中，第3.0.6、4．1.3、5.1.7、5.1.8、6.0.1、7.0.4條為強制性條文，必須嚴格執行。原行業標准《鋼筋焊接及驗收規程》JGJ18—2003同時廢止。 1)細晶粒熱軋鋼筋焊接
細晶粒熱軋鋼筋的定義是：在熱軋過程中，通過控軋控冷工藝形成的細晶粒熱軋鋼筋。其金相組織主要是鐵素體加珠光體，不得有影響使用性能的其他組織(如基圓上出現的回火馬氏體組織)存在，晶粒度不粗於9級。
冶金和建築科研單位對細晶粒鋼筋焊接做了大量試驗。在本標准審查會上，專家們考慮到鋼筋氣壓焊、鋼筋電渣壓力焊的熱輸入較大，會對接頭熱影響區金相組織和晶粒度產生較大影響，故在表4.1.1中，未將帶F的細晶粒熱軋鋼筋列入這兩種焊接方法中，專家們同意將細晶粒熱軋鋼筋的適用范圍限於熱輸入相對較小的電弧焊和閃光對焊。因此要求施工單位多加關注，區別對待；同時，希望鋼廠軋鋼時，在細晶粒鋼筋表面上軋有F鮮明標記。
2)鋼筋電渣壓力焊的鋼筋直徑下限，從14mm延伸至12mm
鋼筋電渣壓力焊在土建工程中應用十分廣泛，2009年起，陝西、重慶、四川、河南等很多施工單位來信來電來人，有的攜帶試驗資料，並經分析比較，要求將JGJ18—2003中規定的鋼筋電渣壓力焊鋼筋下限直徑從14mm延伸至12mm，這樣可以在鋼筋混凝土柱、牆中使用，既方便施工，又節省鋼材和人力。在本標准修訂中，進行了試驗、試用，在取得良好效果的基礎上，對原標准做了修改，如上述規定。
3)「箍筋閃光對焊」單獨成節
箍筋閃光對焊最早始於貴州，十幾年來，先後在四川、陝西、廣東、北京等地推廣應用，取得良好技術經濟效果。本次標准修訂中，將箍筋閃光對焊從原來「鋼筋閃光對焊」中列出，補充技術內容，提高箍筋的剛度，節省彎鉤鋼筋，提高生產效率，促進該項技術更快更好發展。
4)增加鋼筋C02氣體保護電弧焊
C02氣體保護電弧焊有很多優點，在鋼結構製造中應用多年，但在鋼筋工程應用還是剛剛開始；在本標准中增列這項技術，起到推廣應用的作用。
5)增加半自動鋼筋固態氣壓焊和鋼筋氧液化石油氣熔態氣壓焊新技術
在寧波，從國外引進半自動鋼筋固態氣壓焊設備，在梅山跨海大橋、杭州灣第2跨海大橋、象山港大橋工程中推廣應用，取得良好技術經濟效果。2010年3月，在技術論證會上，專家們肯定了成績，同時提出了設備國產化的建議。之後經兩年多努力，研製出國產設備，經試用效果良好，取得「半自動鋼筋固態氣壓焊成套設備」和「一種鋼筋常溫直角切斷機刀片」兩項國家實用新型專利。
2010年4月貴州省科學技術廳在貴陽召開「鋼筋氧液化石油氣熔態氣壓焊試驗研究及在工程中應用」科技成果鑒定會。專家鑒定採用上述工藝設備使焊接成本明顯降低，符合國家節能環保政策，具有良好經濟效益和社會效益。在貴陽地區，鋼筋熱連接90%以上採用該項技術，接頭數每年在l000萬個以上。
6)增加了鋼筋埋弧螺柱焊
將埋弧焊與螺柱焊很好結合，提出了預埋件T形接頭鋼筋埋弧螺柱焊新技術，在北京鳥巢工程和上海世博會中國館工程的Φ32mm鋼筋應用，取得十分良好的技術經濟效益，並獲得了國家發明專利。
7)提高了接頭外觀質量的規定
各種鋼筋焊接接頭有多項外觀質量要求，其中兩項帶有共性：①接頭軸線偏移(偏心)；②接頭彎折角。這兩個項目的指標，在本次標准修訂中，作了修改：
①原規程JGJ18—2003中規定，鋼筋焊接接頭處的軸線偏移不得大於鋼筋直徑的0.1倍，且不得大於2mm。在新修訂的JGJ18—2012中規定為，在接頭處的軸線偏移不得大於鋼筋直徑的0.1倍，且不得大於1mm。以上相比，1mm之差，對焊接工作者(特別是焊工)的要求提高了，難度提高了；但是對於鋼筋焊接接頭在拉伸試驗中防止脆斷有很大幫助。如果繪2個簡圖，假設鋼筋直徑為20mm，在一個圖上有2個重疊圓，其中心偏心為2mm，另一個圖上也有2個重疊圓，其中心偏心為1mm。從比較可以看出，後者的兩個圓的結合面積要比前者大很多。
②原規程中規定，接頭處的彎折角不得大於3。在新修訂的JGJ18—2012中規定，接頭處的彎折角不得大於2，與以上規定類似，一度之差，對焊接工作者(焊工)的要求和難度也相應提高了；但是對於焊接接頭在拉伸試驗中防止脆性斷裂有很大幫助。再繪兩個簡圖，假設鋼筋直徑為20mm，一個是接頭處彎折角為2，另一個是彎折角為3。可以看出，當鋼筋焊接接頭受到拉伸試驗時，彎折角為3的試件，其一側提前到達屈服點，然後發生開裂；而彎折角為2的試件其兩側受力比較均勻些。
8)增加了「焊接安全」的規定
在鋼筋焊接施工現場，由於焊接火花飛濺，引起火災事故，造成重大損失屢見不鮮。本標准在修訂中對於「焊接安全」增列一章，並且對焊接作業區防火安全列為強制性條文，十分重要，施工單位應採取措施嚴加防範。
在JGJ18—2012中第5章為「質量檢驗與驗收」，是施工檢測、建設監理和其他有關單位十分關心的技術內容。
1)取消了1.1倍的規定
在JGJ18—2003的5.1.7條注中，有1.1倍的規定，這次《規程》修訂中取消了。理由是：在鋼筋閃光對焊、鋼筋電渣壓力焊中焊縫面積與鋼筋截面積相同；焊縫金屬的抗拉強度與鋼筋母材一致；另外，HRB400鋼筋逐漸成為施工現場的主導鋼筋，其實際抗拉強度比國標中抗拉強度標准值540MPa高出不多。因此焊接工程師提問，如何使焊接接頭獲得鋼筋母材抗拉強度標准值的1.1倍?
2)修訂的核心是控制脆性斷裂
我國是多地震國家，結構工程師要求在載荷作用下鋼筋焊接接頭盡可能避免脆性破壞，所以這次質量檢驗條文修訂的指導思想是控制焊接接頭的脆性斷裂。雖然，在5.1.7條2中列有「另2個試件斷於焊縫或熱影響區，呈脆性斷裂」，應進行復驗，這里對脆性斷裂試件的抗拉強度未作規定。看起來，似乎放寬了允許復驗的條件，但是實際上規定：復驗結果，6個試件抗拉強度全部達到鋼筋母材抗拉強度標准值，並且有4個或4個以上試件斷於鋼筋母材，呈延性斷裂，應評定復驗合格。相反，若脆性斷裂有3根，不論強度有多大，均評定為復驗不合格，這樣要求是相當嚴格的，它在標准規定上限制了脆性斷裂的發生。
3)關鍵是提高焊接操作技術
要做到鋼筋焊接接頭一次拉伸試驗合格，或者復驗合格，關鍵是提高焊接操作技術，做到精心操作。首先是減小鋼筋軸線偏移(偏心)和力求做到兩根鋼筋彎折角減至最低，最好完全成一條直線。
除以上兩項指標外，還應關注其它焊接缺陷的產生，例如：咬邊、裂紋、夾渣、氧化膜、過繞等等，要分析缺陷產生原因，採取相應防治措施。
4)接頭拉伸試驗不合格
鋼筋焊接接頭第一次抽樣檢驗結果，3根試件全部斷於焊縫，呈脆性斷裂，並且其中l根試件抗拉強度小於鋼筋母材抗拉強度標准值，理所當然，應評定該檢驗批鋼筋焊接接頭拉伸試驗不合格。或者，復驗結果在6根試件中有一根試件抗拉強度未達到鋼筋母材抗拉強度標准值，或有3根試件發生脆性斷裂，均應評定該檢驗批鋼筋焊接接頭拉伸試驗復驗不合格。
在這樣情況下，施工單位應組織焊工，在有經驗的焊接工程師、焊接技師指導下，加強技術培訓，新老焊工技術交流，進行焊工考試，努力提高整體焊工操作技術水平。
5)試驗無效
在《規程》5.1.7條的條文說明中，最後一段文字：若有一個試件斷於鋼筋母材，且呈脆性斷裂；或有一個試件斷於鋼筋母材，其抗拉強度又小於鋼筋母材抗拉強度標准值，應視該項試驗為無效，並檢驗鋼筋母材的化學成分和力學性能。
可以明顯看出，上述兩種情況均非焊接工藝技術不佳所造成而是與鋼筋母材的化學成分和力學性能有密切關連。所以，應視本次試驗為無效，同時告知施工單位或者建設單位，檢查鋼廠出廠質量證明書上鋼筋牌號，是否將HRBF鋼筋誤當HRB鋼筋使用；認真檢驗鋼筋母材的化學成分和力學性能是否在國家標准規定范圍之內。若鋼筋母材質量合格，重新做鋼筋焊接接頭的拉伸檢驗。