细晶粒钢筋为什么不能焊接

A. 在建筑工程中，钢筋的搭接有哪三种方法

首先，钢筋搭接的方法有三种，①绑扎搭接、②焊接连接、③机械连接

另外，钢筋连接方式选择的正确是否直接关系到工程质量的优劣，现结合规范、标准对三种常见的钢筋连接方式进行分析对比：①绑扎搭接、②焊接连接、③机械连接，以方便工程设计和施工人员正确选用。

一、绑扎搭接钢筋绑扎连接应满足国标GB50010《混凝土结构设计规范》的相应要求。

1、适用和不适用范围全部适用，没有规定不可用的范围。

2、优点一般钢筋工在任何环境条件下均可操作，施工速度最快，可连续无限接长，传力性能最好，超强连接，质量稳定且最好。

3、缺点与不足费用较贵。

费用分析：

1）绑扎连接的费用最便宜，但实际只使用在直径不大于14的钢筋中；2）焊接连接的施工费用居中；3）直螺纹接头的施工费用最贵，贵在套筒成品价格较高上。

结论建议，1）除机械连接接头外各种接头均有各自的适用范围，应注意不可超范围使用；2）钢筋直螺纹连接虽价格最贵但因质量最优和操作简便而使用最广；3）焊接连接虽价格居中和推荐使用但因操作要求高、能耗大、质量不能完全受控而市场份额逐渐减小。

B. 钢筋焊接规程最新标准是否是JGJ18-2003

JGJ18―2003《钢筋焊接及验收规程》当前是行业中的现行标准，但并非最新的版本。新修订的规程在多方面进行了调整，其中包括：

1. 增加了“焊接安全”章节，强调了焊接过程中的安全问题。

2. 新增了对新型细晶粒钢筋HRBF400在各种焊接方法中的应用说明。

3. 将电渣焊的焊接直径下限从之前的直径扩大到了12mm，气压焊的焊接直径下限也从之前的直径扩大到了10mm。

4. 在质量验收部分，按照合格、复检、不合格三个标准进行分类，使得质量判定更加清晰。

5. 增加了“埋弧螺柱焊”的相关内容，补充了新的焊接技术。

该规程的“报批稿”在2010年10月完成定型，但JGJ18-2010钢筋焊接及验收规程目前仍在报批阶段。待经过批准和公示后，还将有一个具体的发布日期和实施日期。通常情况下，实施日期会比发布日期晚大约半年。

C. 钢筋焊接及验收规程

介绍行业标准JGJ18—2012中主要修订内容的技术背景，解读大家关注的第五章“质量检查与验收”。希望土建专业人员学习和贯彻好JJG18-2012，确保钢筋焊接质量。

行业标准《钢筋焊接及验收规范》JGJ18—2012由住房和城乡建设部批准发布，自2012年8月1日起实施。其中，第3.0.6、4.1.3、5.1.7、5.1.8、6.0.1和7.0.4条为强制性条文，必须严格执行。原行业标准《钢筋焊接及验收规范》JGJ18—2003同时废止。1)焊接细晶粒热轧钢筋

细晶热轧钢筋定义为热轧过程中通过控制轧制和控制冷却工艺形成的细晶热轧钢筋。其金相组织主要是铁素体加珠光体，不能存在其他可能影响使用性能的组织(如基圆上的回火马氏体组织)。晶粒度不厚于9级。

冶金和建筑研究机构对细晶粒钢筋的焊接做了大量的试验。在本标准的评审会上，专家考虑到钢筋气动焊接和钢筋电渣压力焊接的大线能量会对接头热影响区的金相组织和晶粒尺寸产生较大影响，因此在表4.1.1中，这两种焊接方法中未包括含F的细晶粒热轧钢筋，专家同意将细晶粒热轧钢筋的适用范围限定为线能量相对较小的电弧焊和闪光对焊。因此，要求施工单位多加注意，区别对待；同时，希望钢厂轧制钢材时，在细晶粒钢筋表面轧制出F亮痕。

2)钢筋电渣压力焊的钢筋直径下限从14mm延伸到12mm。

钢筋电渣压力焊在土木工程中应用广泛。从2009年开始，来自陕西、重庆、四川、河南等地的多家施工单位纷纷来信来电，有的还带着检测数据。经过分析比较，要求将JGJ18—2003中规定的电渣压力焊用钢筋的下限直径由14mm延长至12mm，以便用于钢筋混凝土柱、墙中，既方便施工，又节省钢材和人力。在本标准的修订中，进行了实验和试用，在效果良好的基础上，对原标准进行了修改，如上述规定。

3)“箍筋闪光对焊”单独分段。

箍筋闪光对焊最早始于贵州，十几年来在四川、陕西、广东、北京等地推广应用，取得了良好的技术经济效果。在本次标准修订中，将箍筋闪光对焊列在原“钢筋闪光对焊”中，补充了技术内容，提高了箍筋的刚度，节省了弯钩钢筋，提高了生产效率，促进了该技术更快更好的发展。

4)增加钢筋的CO2气体保护焊。

CO2气体保护焊具有许多优点，在钢结构制造中已应用多年，但在钢筋工程中的应用才刚刚开始。该技术被添加到本标准中以促进其应用。

5)增加半自动钢筋固态压力焊和钢筋氧气液化石油气熔融态压力焊新技术。

宁波从国外引进半自动钢筋固态气动焊接设备，并在梅山跨海大桥、杭州湾跨海二桥、象山港大桥等工程中推广应用，取得了良好的技术经济效果。2010年3月，在技术论证会上，专家们肯定了成果，同时提出了设备国产化的建议。经过两年多的努力，研制出了国产设备，试用效果良好。获得“半自动钢筋固态气动焊接成套设备”和“一种钢筋常温直角切割刀片”两项国家实用新型专利。

2010年4月，贵州省科技厅在贵阳召开“钢氧液化石油气实验研究及工程应用”科技成果鉴定会。专家鉴定，采用上述工艺设备后，焊接成本明显降低，符合国家节能环保政策，具有良好的经济效益和社会效益。在贵阳，90%以上的钢筋都是通过这种技术进行热连接的，每年的接头数量在1000万个以上。

6)增加了钢筋埋弧螺柱焊。

将埋弧焊和螺柱焊很好地结合起来，提出了埋入式T型接头钢筋埋弧焊螺柱焊新工艺。在北京鸟巢工程和上海世博会中国馆工程中应用于32mm钢筋，取得了非常好的技术经济效益，并获得了国家发明专利。

7)提高接头的外观质量。

各种钢筋焊接接头的外观质量要求很多，其中有两点是共同的:①接头轴线偏差(偏心)；②关节弯曲角度。这两个项目的指标在本次标准修订中进行了修订:

(1)原规程JGJ18—2003规定钢筋焊接接头轴线偏差不大于钢筋直径的0.1倍，且不大于2mm。新修订的JGJ18—2012中规定接头处的轴线偏差不大于钢筋直径的0.1倍，且不大于1mm。与以上相比，1mm的差异增加了对焊工(尤其是焊工)的要求和难度；但这对防止钢筋焊接接头在拉伸试验中发生脆性断裂有很大帮助。如果画两张图，假设钢筋直径为20mm，一张图中有两个中心偏心距为2mm的重叠圆，另一张图中有两个中心偏心距为1mm的重叠圆。通过对比可以看出，后者的两个圆的面积加起来要比前者大得多。

②原规程规定，接头弯曲角度不得大于3°。新修订的《JGJ18-2012》中规定，接头处的弯曲角度不得大于2°，与上述规定类似。一度之差，增加了对焊工(焊工)的要求和难度。但这对于防止焊接接头在拉伸试验中发生脆性断裂是很有帮助的。画两个图，假设钢筋直径为20mm，一个是接头处弯曲角度为2°，一个是弯曲角度为3°。可以看出，钢筋焊接接头进行拉伸试验时，弯曲角度为3°的试样一侧提前达到屈服点，然后开裂；而弯曲角度为2°的试样两侧受力更均匀。

8)增加了“焊接安全”规定。

在钢筋焊接施工现场，焊接火花飞溅，造成火灾事故和重大损失的情况屡见不鲜。本标准修订中增加了“焊接安全”一章，将焊接作业区域的消防安全列为强制性条文，非常重要。建设单位应采取措施严加防范。

JGJ18—2012中的第5章是“质量检查与验收”，这是施工检测、施工监理等相关单位非常关注的一项技术内容。

1)取消了1.1倍的规定。

在JGJ18—2003的注释5.1.7中，有1.1倍的规定，在本规程的修订中取消了。原因:钢筋闪光对焊和电渣压力焊中，焊缝面积与钢筋截面积相同；焊缝金属的抗拉强度与补强后的母材一致；此外，HRB400钢筋逐渐成为施工现场的主导钢筋，其实际抗拉强度并不比国标中540MPa的标准值高多少。所以焊接工程师问，如何使焊接接头获得钢母材抗拉强度标准值的1.1倍？

2)修订的核心是控制脆性断裂。

中国是一个多地震的国家。结构工程师要求钢筋焊接接头在荷载作用下尽可能避免脆性破坏。因此，这次修订质量检验规定的指导思想是控制焊接接头的脆性断裂。虽然5.1.72条中列出了“另外两个试样在焊缝或热影响区断裂，呈脆性断裂”，但应进行复验，此处未规定脆性断裂试样的抗拉强度。看似是放宽了复验的条件，但实际上规定作为复验的结果，6个试件的抗拉强度均达到母材抗拉强度的标准值，且有4个及以上试件在母材中断裂，呈韧性断裂，应评定为复验合格。相反，如果有三处脆性断裂，无论多强，复检都会评定为不合格。这一要求相当严格，它限制了标准中脆性断裂的发生。

3)关键是提高焊接操作技术。

要通过钢筋焊接接头的拉伸试验或复验，关键是提高焊接操作技术，精心操作。首先是减少钢筋轴线的偏差(偏心)，尽量使两根钢筋的弯曲角度最小，最好完全在一条直线上。

除上述两项指标外，还应注意其他焊接缺陷的发生，如咬边、裂纹、夹渣、氧化膜、过卷等。我们应该分析缺陷产生的原因，并采取相应的预防措施。

4)接头拉伸试验不合格。

钢焊接接头首次抽样检验结果，3个试样均在焊缝处断裂，呈脆性断裂，L个试样抗拉强度小于钢母材抗拉强度标准值。自然，该检验批的钢筋焊接接头拉伸试验应评定为不合格。或者，复验结果为6个试件中有1个试件抗拉强度未达到钢材母材抗拉强度标准值，或3个试件发生脆性断裂，则该检验批钢筋焊接接头拉伸试验复验评定为不合格。

在这种情况下，施工单位应组织焊工，在有经验的焊接工程技术人员的指导下，加强技术培训，交流新老焊工技术，进行焊工考试，努力提高焊工的整体操作技术水平。

5)测试无效

在《规范》第5.1.7条的解释中，最后一段写道:如果一个试件在钢筋的母材中断裂，它是脆性的；或试样在母材中断裂，其抗拉强度小于母材抗拉强度标准值时，该试验应视为无效，应检验母材的化学成分和力学性能。

可以清楚地看到，以上两种情况并不是焊接工艺不好造成的，而是与钢母材的化学成分和力学性能密切相关。因此，本次检测应视为无效，同时通知建设单位或施工单位检查钢厂出厂合格证上的钢筋品牌，是否错将HRBF钢筋作为HRB钢筋使用；仔细检查钢筋母材的化学成分和机械性能是否在国家标准范围内。如果钢材母材质量合格，应重新进行钢筋焊接接头的拉伸试验。

D. 钢筋焊接及验收规程的背景及要点

本文介绍了行业标准JGJ18—2012中主要修订内容的技术背景，并对大家关注的第5章“质量检验与验收”进行解读。希望土建专业技术人员学习并实施好JGJ18—2012，确保钢筋焊接质量 。
行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ18—2012经住房和城乡建设部批准发布，已于2012年8月1日起实施。其中，第3.0.6、4．1.3、5.1.7、5.1.8、6.0.1、7.0.4条为强制性条文，必须严格执行。原行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ18—2003同时废止。 1)细晶粒热轧钢筋焊接
细晶粒热轧钢筋的定义是：在热轧过程中，通过控轧控冷工艺形成的细晶粒热轧钢筋。其金相组织主要是铁素体加珠光体，不得有影响使用性能的其他组织(如基圆上出现的回火马氏体组织)存在，晶粒度不粗于9级。
冶金和建筑科研单位对细晶粒钢筋焊接做了大量试验。在本标准审查会上，专家们考虑到钢筋气压焊、钢筋电渣压力焊的热输入较大，会对接头热影响区金相组织和晶粒度产生较大影响，故在表4.1.1中，未将带F的细晶粒热轧钢筋列入这两种焊接方法中，专家们同意将细晶粒热轧钢筋的适用范围限于热输入相对较小的电弧焊和闪光对焊。因此要求施工单位多加关注，区别对待；同时，希望钢厂轧钢时，在细晶粒钢筋表面上轧有F鲜明标记。
2)钢筋电渣压力焊的钢筋直径下限，从14mm延伸至12mm
钢筋电渣压力焊在土建工程中应用十分广泛，2009年起，陕西、重庆、四川、河南等很多施工单位来信来电来人，有的携带试验资料，并经分析比较，要求将JGJ18—2003中规定的钢筋电渣压力焊钢筋下限直径从14mm延伸至12mm，这样可以在钢筋混凝土柱、墙中使用，既方便施工，又节省钢材和人力。在本标准修订中，进行了试验、试用，在取得良好效果的基础上，对原标准做了修改，如上述规定。
3)“箍筋闪光对焊”单独成节
箍筋闪光对焊最早始于贵州，十几年来，先后在四川、陕西、广东、北京等地推广应用，取得良好技术经济效果。本次标准修订中，将箍筋闪光对焊从原来“钢筋闪光对焊”中列出，补充技术内容，提高箍筋的刚度，节省弯钩钢筋，提高生产效率，促进该项技术更快更好发展。
4)增加钢筋C02气体保护电弧焊
C02气体保护电弧焊有很多优点，在钢结构制造中应用多年，但在钢筋工程应用还是刚刚开始；在本标准中增列这项技术，起到推广应用的作用。
5)增加半自动钢筋固态气压焊和钢筋氧液化石油气熔态气压焊新技术
在宁波，从国外引进半自动钢筋固态气压焊设备，在梅山跨海大桥、杭州湾第2跨海大桥、象山港大桥工程中推广应用，取得良好技术经济效果。2010年3月，在技术论证会上，专家们肯定了成绩，同时提出了设备国产化的建议。之后经两年多努力，研制出国产设备，经试用效果良好，取得“半自动钢筋固态气压焊成套设备”和“一种钢筋常温直角切断机刀片”两项国家实用新型专利。
2010年4月贵州省科学技术厅在贵阳召开“钢筋氧液化石油气熔态气压焊试验研究及在工程中应用”科技成果鉴定会。专家鉴定采用上述工艺设备使焊接成本明显降低，符合国家节能环保政策，具有良好经济效益和社会效益。在贵阳地区，钢筋热连接90%以上采用该项技术，接头数每年在l000万个以上。
6)增加了钢筋埋弧螺柱焊
将埋弧焊与螺柱焊很好结合，提出了预埋件T形接头钢筋埋弧螺柱焊新技术，在北京鸟巢工程和上海世博会中国馆工程的Φ32mm钢筋应用，取得十分良好的技术经济效益，并获得了国家发明专利。
7)提高了接头外观质量的规定
各种钢筋焊接接头有多项外观质量要求，其中两项带有共性：①接头轴线偏移(偏心)；②接头弯折角。这两个项目的指标，在本次标准修订中，作了修改：
①原规程JGJ18—2003中规定，钢筋焊接接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm。在新修订的JGJ18—2012中规定为，在接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于1mm。以上相比，1mm之差，对焊接工作者(特别是焊工)的要求提高了，难度提高了；但是对于钢筋焊接接头在拉伸试验中防止脆断有很大帮助。如果绘2个简图，假设钢筋直径为20mm，在一个图上有2个重叠圆，其中心偏心为2mm，另一个图上也有2个重叠圆，其中心偏心为1mm。从比较可以看出，后者的两个圆的结合面积要比前者大很多。
②原规程中规定，接头处的弯折角不得大于3。在新修订的JGJ18—2012中规定，接头处的弯折角不得大于2，与以上规定类似，一度之差，对焊接工作者(焊工)的要求和难度也相应提高了；但是对于焊接接头在拉伸试验中防止脆性断裂有很大帮助。再绘两个简图，假设钢筋直径为20mm，一个是接头处弯折角为2，另一个是弯折角为3。可以看出，当钢筋焊接接头受到拉伸试验时，弯折角为3的试件，其一侧提前到达屈服点，然后发生开裂；而弯折角为2的试件其两侧受力比较均匀些。
8)增加了“焊接安全”的规定
在钢筋焊接施工现场，由于焊接火花飞溅，引起火灾事故，造成重大损失屡见不鲜。本标准在修订中对于“焊接安全”增列一章，并且对焊接作业区防火安全列为强制性条文，十分重要，施工单位应采取措施严加防范。
在JGJ18—2012中第5章为“质量检验与验收”，是施工检测、建设监理和其他有关单位十分关心的技术内容。
1)取消了1.1倍的规定
在JGJ18—2003的5.1.7条注中，有1.1倍的规定，这次《规程》修订中取消了。理由是：在钢筋闪光对焊、钢筋电渣压力焊中焊缝面积与钢筋截面积相同；焊缝金属的抗拉强度与钢筋母材一致；另外，HRB400钢筋逐渐成为施工现场的主导钢筋，其实际抗拉强度比国标中抗拉强度标准值540MPa高出不多。因此焊接工程师提问，如何使焊接接头获得钢筋母材抗拉强度标准值的1.1倍?
2)修订的核心是控制脆性断裂
我国是多地震国家，结构工程师要求在载荷作用下钢筋焊接接头尽可能避免脆性破坏，所以这次质量检验条文修订的指导思想是控制焊接接头的脆性断裂。虽然，在5.1.7条2中列有“另2个试件断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂”，应进行复验，这里对脆性断裂试件的抗拉强度未作规定。看起来，似乎放宽了允许复验的条件，但是实际上规定：复验结果，6个试件抗拉强度全部达到钢筋母材抗拉强度标准值，并且有4个或4个以上试件断于钢筋母材，呈延性断裂，应评定复验合格。相反，若脆性断裂有3根，不论强度有多大，均评定为复验不合格，这样要求是相当严格的，它在标准规定上限制了脆性断裂的发生。
3)关键是提高焊接操作技术
要做到钢筋焊接接头一次拉伸试验合格，或者复验合格，关键是提高焊接操作技术，做到精心操作。首先是减小钢筋轴线偏移(偏心)和力求做到两根钢筋弯折角减至最低，最好完全成一条直线。
除以上两项指标外，还应关注其它焊接缺陷的产生，例如：咬边、裂纹、夹渣、氧化膜、过绕等等，要分析缺陷产生原因，采取相应防治措施。
4)接头拉伸试验不合格
钢筋焊接接头第一次抽样检验结果，3根试件全部断于焊缝，呈脆性断裂，并且其中l根试件抗拉强度小于钢筋母材抗拉强度标准值，理所当然，应评定该检验批钢筋焊接接头拉伸试验不合格。或者，复验结果在6根试件中有一根试件抗拉强度未达到钢筋母材抗拉强度标准值，或有3根试件发生脆性断裂，均应评定该检验批钢筋焊接接头拉伸试验复验不合格。
在这样情况下，施工单位应组织焊工，在有经验的焊接工程师、焊接技师指导下，加强技术培训，新老焊工技术交流，进行焊工考试，努力提高整体焊工操作技术水平。
5)试验无效
在《规程》5.1.7条的条文说明中，最后一段文字：若有一个试件断于钢筋母材，且呈脆性断裂；或有一个试件断于钢筋母材，其抗拉强度又小于钢筋母材抗拉强度标准值，应视该项试验为无效，并检验钢筋母材的化学成分和力学性能。
可以明显看出，上述两种情况均非焊接工艺技术不佳所造成而是与钢筋母材的化学成分和力学性能有密切关连。所以，应视本次试验为无效，同时告知施工单位或者建设单位，检查钢厂出厂质量证明书上钢筋牌号，是否将HRBF钢筋误当HRB钢筋使用；认真检验钢筋母材的化学成分和力学性能是否在国家标准规定范围之内。若钢筋母材质量合格，重新做钢筋焊接接头的拉伸检验。