一、鋼筋工程
鋼筋一般在鋼筋加工車間或工地鋼筋棚內(nèi)加工，然后運至現(xiàn)場綁扎或焊接。鋼筋的加工過程一般包括冷拉、冷拔、調(diào)直、剪切、鐓頭、彎曲成型、綁扎、焊接等，取決于成品種類。
(一)鋼筋冷拔
冷拔是使Φ6～Φ9的光圓鋼筋通過鎢合金的拔絲模進行強力冷拔。鋼筋通過拔絲模時，受到拉伸與壓縮兼有的作用，使鋼筋內(nèi)部晶格變形而產(chǎn)生塑性變形，因而抗拉強度提高，塑性降低，呈硬鋼性質(zhì)。光圓鋼筋經(jīng)冷拔后稱“冷拔低碳鋼絲”。鋼筋冷拔的工藝過程是：軋頭一剝殼+通過潤滑劑進入拔絲模，如鋼筋需連接則在冷拔前用對焊連接。
鋼筋表面常有一硬渣層，易損壞拔絲模，并使鋼筋表面產(chǎn)生溝紋，因而冷拔前要進行剝殼，方法是使鋼筋通過3--6個上下排列的輥子以剝除渣殼。潤滑劑常用石灰、動植物油、肥皂、白蠟和水按一定配比制成。
冷拔用的拔絲機有立式(圖17-3-2)和臥式兩種，其鼓簡直徑一般為500mm，冷拔速度約為0.2—0.3m／s，速度過大易斷絲。
影響冷拔低碳鋼絲質(zhì)量的主要因素，是原材料的質(zhì)量和冷拔總壓縮率。
冷拔低碳鋼絲都是用普通低碳熱軋光圓鋼筋拔制的，按國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，光圓鋼筋是用1--3號乙類鋼軋制的，因而強度變化較大，直接影響冷拔低碳鋼絲的質(zhì)量，為此，應(yīng)嚴(yán)格控制原材料。冷拔低碳鋼絲分甲、乙兩級，對主要用作預(yù)應(yīng)力筋的甲級冷拔低碳鋼絲，宜用符合I級鋼標(biāo)準(zhǔn)的3號鋼圓盤條進行拔制。
冷拔總壓縮率(β)是光圓鋼筋拔成冷拔鋼絲時的橫截面縮減串。若原材料光圓鋼筋直徑為do，冷拔后成品鋼絲直徑為d，則總壓縮率β=（d2o-d2）/ d2o。總壓縮率越大，則抗拉強度提高越多，而塑性降低越多?？倝嚎s率不宜過大，直徑5mm的冷拔低碳鋼絲，宜用直徑8mm的圓盤條拔制；直徑4mm和小于4mm者，宜用直徑6.5mm的圓盤條拔制。
冷拔低碳鋼絲有時是經(jīng)多次冷拔而成，不一定是一次冷拔就達到總壓縮率。每次冷拔的壓縮率不宜太大，否則拔絲機的功率要大，拔絲模易損耗，且易斷絲。
(二)鋼筋連接
鋼筋連接有三種常用的連接方法：綁軋連接、焊接連接、機械連接(擠壓連接和螺紋套管連接)
1．綁扎連接
綁扎連接是鋼筋連接的主要手段之一。鋼筋綁扎時，鋼筋交叉點用鋼絲扎牢；板和墻的鋼筋網(wǎng)，除外圍兩行鋼筋的相交點全部扎牢外，中間部分交叉點可相隔交錯扎牢，保證受力鋼筋位置不產(chǎn)生偏移；梁和柱的箍筋應(yīng)與受力鋼筋垂直設(shè)置，彎鉤疊合處應(yīng)沿受力鋼筋方向錯開設(shè)置。受拉鋼筋和受壓鋼筋接頭的搭接長度及接頭位置應(yīng)符合施工及驗收規(guī)范的規(guī)定。
2．焊接連接
除個別情況(如不準(zhǔn)出現(xiàn)明火)應(yīng)盡量采用焊接連接，以保證質(zhì)量、提高效率和節(jié)約鋼材。鋼筋焊接分為壓焊和熔焊兩種形式，壓焊包括閃光對焊、電阻點焊和氣壓焊，熔焊包括電弧焊和電渣壓力焊。此外，鋼筋與預(yù)埋件T形接頭的焊接應(yīng)采用埋弧壓力焊，也可用電弧焊或穿孔塞焊，但焊接電流不宜大，以防燒傷鋼筋。
鋼筋的焊接質(zhì)量與鋼材的可焊性、焊接工藝有關(guān)?？珊感耘c含碳量、合金元素的數(shù)量有關(guān)，含碳、錳數(shù)量增加，則可焊性差；而含適量的鈦可改善可焊性。焊接工藝(焊接參數(shù)與操作水平)亦影響焊接質(zhì)量，即使可焊性差的鋼材，若焊接工藝合宜，亦可獲有良好的焊接質(zhì)量。當(dāng)環(huán)境溫度低于-50C，即為鋼筋低溫焊接，此時應(yīng)調(diào)整焊接工藝參數(shù)，使焊縫和熱影響區(qū)緩慢冷卻。風(fēng)力超過4級時，應(yīng)有擋風(fēng)措施，環(huán)境溫度低于—200C時不得進行焊接。
(1)閃光對焊
閃光對焊廣泛用于鋼筋縱向連接及預(yù)應(yīng)力鋼筋與螺絲端桿的焊接。熱軋鋼筋的焊接宜優(yōu)先用光焊，不可能時才用電弧焊。
鋼筋閃光對焊的原理是利用對焊機使兩段鋼筋接觸，通過低電壓的強電流，待鋼筋加熱到一定溫度變軟后，進行軸向加壓頂鍛，形成對焊接頭。
鋼筋閃光對焊工藝常用的有連續(xù)閃光焊、預(yù)熱閃光焊和閃光。預(yù)熱—閃光焊。對Ⅳ級鋼筋有時在焊接后還進行通電熱處理。
1)連續(xù)閃光焊
這種焊接的工藝過程是待鋼筋夾緊在電極鉗口上后，閉合電源，使兩鋼筋端面輕微接觸。由于鋼筋端部不平，開始只有一點或數(shù)點接觸，接觸面小而電流密度和接觸電阻很大，接觸點很快熔化并產(chǎn)生金屬蒸汽飛濺，形成閃光現(xiàn)象。閃光一開始就徐徐移動鋼筋，使形成連續(xù)閃光過程，同時接頭也被加熱。待接頭燒平、閃去雜質(zhì)和氧化膜、白熱熔化時，隨即施加軸向壓力迅速進行頂鍛，使兩根鋼筋焊牢。
連續(xù)閃光焊宜于焊接直徑25mm以內(nèi)的I一Ⅲ級鋼筋，焊接直徑較小的鋼筋最適宜。
2)預(yù)熱閃光焊
鋼筋直徑較大，端面比較平整時宜用預(yù)熱閃光焊。與連續(xù)閃光焊不同之處，在于前者增加一個預(yù)熱時間，先使大直徑鋼筋預(yù)熱后再連續(xù)閃光燒化進行加壓頂鍛。
3)閃光—預(yù)熱-閃光焊
端面不平整的大直徑鋼筋連接采用半自動或自動的150型對焊機焊接，大直徑鋼筋宜采用閃光，預(yù)熱-閃光焊。這種焊接的工藝過程是進行連續(xù)閃光，使鋼筋端部燒化平整；再使接頭處作周期性閉合和斷開，形成斷續(xù)閃光使鋼筋加熱；接著再是連續(xù)閃光，最后進行加壓頂鍛。
對于Ⅳ級鋼筋，因碳、錳、硅含量較高和鈦、釩的存在，對氧化、淬火、過熱比較敏感，易產(chǎn)生氧化缺陷和脆性組織。為此，應(yīng)掌握焊接溫度，并使熱量擴散區(qū)加長，以防接頭局部過熱造成騰斷。Ⅳ級鋼筋中可焊性差的高強鋼筋，宜用強電流進行焊接，焊后再進行通電熱處理。通電熱處理的目的，是對焊接接頭進行一次退火或高溫回火處理，以消除熱影響區(qū)產(chǎn)生的脆性組織，改善接頭的塑性。
通電熱處理的方法，是焊畢稍冷卻后松開電極，將電極鉗口調(diào)至距離，重新夾住鋼筋，待接頭冷至暗黑色(焊后約20--30s)，進行脈沖式通電熱處理(頻率約2次／s，通電5—7s)，待鋼筋表面呈桔紅色并有微小氧化斑點出現(xiàn)時即可。
(2)電渣壓力焊
電渣壓力焊在建筑施工中多用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)豎向或斜向(傾斜度在4：1的范圍內(nèi))鋼筋的焊接接長，有自動與手工電渣壓力焊。與電弧焊比較，它工效高、成本低，我國在一些高層建筑施工中已取得很好的效果。
進行電渣壓力焊(所用的設(shè)備)夾具需靈巧、上下鉗口同心，否則不能保證規(guī)程規(guī)定的上下鋼筋的軸線應(yīng)盡量一致，其偏移不得超過0.1d，同時也不得大于2mm的要求。
焊接時，先將鋼筋端部約120mm范圍內(nèi)的鐵銹除盡，將夾具夾牢在下部鋼筋上，并將上部鋼筋扶直夾牢于活動電極中，自動電渣壓力焊還在上下鋼筋間放引弧用的鋼絲圈等。再裝上藥盒(直徑90—l00mm)和裝滿焊藥，接通電路，用手柄使電弧引燃(引弧)。然后穩(wěn)定一定時間，使之形成渣池并使鋼筋熔化(穩(wěn)弧)，隨著鋼筋的熔化，用手柄使上部鋼筋緩緩下送。當(dāng)穩(wěn)弧達到規(guī)定時間后，在斷電同時用手柄進行加壓頂鍛(頂鍛)，以排除夾渣和氣泡，形成接頭。待冷卻一定時間后，即拆除藥盒、回收焊藥、拆除夾具和清除焊渣。引弧、穩(wěn)弧、頂鍛三個過程連續(xù)進行。
電渣壓力焊的工藝參數(shù)為焊接電流、渣池電壓和通電時間，根據(jù)鋼筋直徑選擇，鋼筋直徑不同時，根據(jù)較小直徑的鋼筋選擇參數(shù)。電渣壓力焊的接頭，亦應(yīng)按規(guī)程規(guī)定的方法檢查外觀質(zhì)量和進行試件拉伸試驗。
(3)氣壓焊
氣壓焊接鋼筋是利用乙炔—氧混合氣體燃燒的高溫火焰對已有初始壓力的兩根鋼筋端面接合處加熱，使鋼筋端部產(chǎn)生塑性變形，并促使鋼筋端面的金屬原子互相擴散，當(dāng)鋼筋加熱至約1250～13500C時進行加壓頂鍛，使鋼筋內(nèi)的原子得以再結(jié)晶而焊接在一起。
鋼筋加熱前的初始壓力約30--40MPa，加壓頂鍛時的壓應(yīng)力約34--40MPa。
3．鋼筋機械連接
鋼筋機械連接包括擠壓連接和螺紋套管連接。
鋼筋擠壓連接亦稱鋼筋套筒冷壓連接，適用于豎向、橫向及其他方向的較大直徑變形鋼筋的連接，與焊接相比，具有節(jié)省電能、不受鋼筋可焊性好壞影響、不受氣候影響、無明火、施工簡便和接頭可靠度高等特點。
螺紋套管連接具有施工速度快、不受氣候影響、質(zhì)量穩(wěn)定、易對中等特點，在我國應(yīng)用廣泛。螺紋套管連接又分錐螺紋連接和直螺紋連接兩種。根據(jù)規(guī)范要求，當(dāng)前錐螺紋連接已基本不再使用，主要采用直螺紋連接。
鋼筋一般在鋼筋加工車間或工地鋼筋棚內(nèi)加工，然后運至現(xiàn)場綁扎或焊接。鋼筋的加工過程一般包括冷拉、冷拔、調(diào)直、剪切、鐓頭、彎曲成型、綁扎、焊接等，取決于成品種類。
(一)鋼筋冷拔
冷拔是使Φ6～Φ9的光圓鋼筋通過鎢合金的拔絲模進行強力冷拔。鋼筋通過拔絲模時，受到拉伸與壓縮兼有的作用，使鋼筋內(nèi)部晶格變形而產(chǎn)生塑性變形，因而抗拉強度提高，塑性降低，呈硬鋼性質(zhì)。光圓鋼筋經(jīng)冷拔后稱“冷拔低碳鋼絲”。鋼筋冷拔的工藝過程是：軋頭一剝殼+通過潤滑劑進入拔絲模，如鋼筋需連接則在冷拔前用對焊連接。
鋼筋表面常有一硬渣層，易損壞拔絲模，并使鋼筋表面產(chǎn)生溝紋，因而冷拔前要進行剝殼，方法是使鋼筋通過3--6個上下排列的輥子以剝除渣殼。潤滑劑常用石灰、動植物油、肥皂、白蠟和水按一定配比制成。
冷拔用的拔絲機有立式(圖17-3-2)和臥式兩種，其鼓簡直徑一般為500mm，冷拔速度約為0.2—0.3m／s，速度過大易斷絲。
影響冷拔低碳鋼絲質(zhì)量的主要因素，是原材料的質(zhì)量和冷拔總壓縮率。
冷拔低碳鋼絲都是用普通低碳熱軋光圓鋼筋拔制的，按國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，光圓鋼筋是用1--3號乙類鋼軋制的，因而強度變化較大，直接影響冷拔低碳鋼絲的質(zhì)量，為此，應(yīng)嚴(yán)格控制原材料。冷拔低碳鋼絲分甲、乙兩級，對主要用作預(yù)應(yīng)力筋的甲級冷拔低碳鋼絲，宜用符合I級鋼標(biāo)準(zhǔn)的3號鋼圓盤條進行拔制。
冷拔總壓縮率(β)是光圓鋼筋拔成冷拔鋼絲時的橫截面縮減串。若原材料光圓鋼筋直徑為do，冷拔后成品鋼絲直徑為d，則總壓縮率β=（d2o-d2）/ d2o。總壓縮率越大，則抗拉強度提高越多，而塑性降低越多?？倝嚎s率不宜過大，直徑5mm的冷拔低碳鋼絲，宜用直徑8mm的圓盤條拔制；直徑4mm和小于4mm者，宜用直徑6.5mm的圓盤條拔制。
冷拔低碳鋼絲有時是經(jīng)多次冷拔而成，不一定是一次冷拔就達到總壓縮率。每次冷拔的壓縮率不宜太大，否則拔絲機的功率要大，拔絲模易損耗，且易斷絲。
(二)鋼筋連接
鋼筋連接有三種常用的連接方法：綁軋連接、焊接連接、機械連接(擠壓連接和螺紋套管連接)
1．綁扎連接
綁扎連接是鋼筋連接的主要手段之一。鋼筋綁扎時，鋼筋交叉點用鋼絲扎牢；板和墻的鋼筋網(wǎng)，除外圍兩行鋼筋的相交點全部扎牢外，中間部分交叉點可相隔交錯扎牢，保證受力鋼筋位置不產(chǎn)生偏移；梁和柱的箍筋應(yīng)與受力鋼筋垂直設(shè)置，彎鉤疊合處應(yīng)沿受力鋼筋方向錯開設(shè)置。受拉鋼筋和受壓鋼筋接頭的搭接長度及接頭位置應(yīng)符合施工及驗收規(guī)范的規(guī)定。
2．焊接連接
除個別情況(如不準(zhǔn)出現(xiàn)明火)應(yīng)盡量采用焊接連接，以保證質(zhì)量、提高效率和節(jié)約鋼材。鋼筋焊接分為壓焊和熔焊兩種形式，壓焊包括閃光對焊、電阻點焊和氣壓焊，熔焊包括電弧焊和電渣壓力焊。此外，鋼筋與預(yù)埋件T形接頭的焊接應(yīng)采用埋弧壓力焊，也可用電弧焊或穿孔塞焊，但焊接電流不宜大，以防燒傷鋼筋。
鋼筋的焊接質(zhì)量與鋼材的可焊性、焊接工藝有關(guān)?？珊感耘c含碳量、合金元素的數(shù)量有關(guān)，含碳、錳數(shù)量增加，則可焊性差；而含適量的鈦可改善可焊性。焊接工藝(焊接參數(shù)與操作水平)亦影響焊接質(zhì)量，即使可焊性差的鋼材，若焊接工藝合宜，亦可獲有良好的焊接質(zhì)量。當(dāng)環(huán)境溫度低于-50C，即為鋼筋低溫焊接，此時應(yīng)調(diào)整焊接工藝參數(shù)，使焊縫和熱影響區(qū)緩慢冷卻。風(fēng)力超過4級時，應(yīng)有擋風(fēng)措施，環(huán)境溫度低于—200C時不得進行焊接。
(1)閃光對焊
閃光對焊廣泛用于鋼筋縱向連接及預(yù)應(yīng)力鋼筋與螺絲端桿的焊接。熱軋鋼筋的焊接宜優(yōu)先用光焊，不可能時才用電弧焊。
鋼筋閃光對焊的原理是利用對焊機使兩段鋼筋接觸，通過低電壓的強電流，待鋼筋加熱到一定溫度變軟后，進行軸向加壓頂鍛，形成對焊接頭。
鋼筋閃光對焊工藝常用的有連續(xù)閃光焊、預(yù)熱閃光焊和閃光。預(yù)熱—閃光焊。對Ⅳ級鋼筋有時在焊接后還進行通電熱處理。
1)連續(xù)閃光焊
這種焊接的工藝過程是待鋼筋夾緊在電極鉗口上后，閉合電源，使兩鋼筋端面輕微接觸。由于鋼筋端部不平，開始只有一點或數(shù)點接觸，接觸面小而電流密度和接觸電阻很大，接觸點很快熔化并產(chǎn)生金屬蒸汽飛濺，形成閃光現(xiàn)象。閃光一開始就徐徐移動鋼筋，使形成連續(xù)閃光過程，同時接頭也被加熱。待接頭燒平、閃去雜質(zhì)和氧化膜、白熱熔化時，隨即施加軸向壓力迅速進行頂鍛，使兩根鋼筋焊牢。
連續(xù)閃光焊宜于焊接直徑25mm以內(nèi)的I一Ⅲ級鋼筋，焊接直徑較小的鋼筋最適宜。
2)預(yù)熱閃光焊
鋼筋直徑較大，端面比較平整時宜用預(yù)熱閃光焊。與連續(xù)閃光焊不同之處，在于前者增加一個預(yù)熱時間，先使大直徑鋼筋預(yù)熱后再連續(xù)閃光燒化進行加壓頂鍛。
3)閃光—預(yù)熱-閃光焊
端面不平整的大直徑鋼筋連接采用半自動或自動的150型對焊機焊接，大直徑鋼筋宜采用閃光，預(yù)熱-閃光焊。這種焊接的工藝過程是進行連續(xù)閃光，使鋼筋端部燒化平整；再使接頭處作周期性閉合和斷開，形成斷續(xù)閃光使鋼筋加熱；接著再是連續(xù)閃光，最后進行加壓頂鍛。
對于Ⅳ級鋼筋，因碳、錳、硅含量較高和鈦、釩的存在，對氧化、淬火、過熱比較敏感，易產(chǎn)生氧化缺陷和脆性組織。為此，應(yīng)掌握焊接溫度，并使熱量擴散區(qū)加長，以防接頭局部過熱造成騰斷。Ⅳ級鋼筋中可焊性差的高強鋼筋，宜用強電流進行焊接，焊后再進行通電熱處理。通電熱處理的目的，是對焊接接頭進行一次退火或高溫回火處理，以消除熱影響區(qū)產(chǎn)生的脆性組織，改善接頭的塑性。
通電熱處理的方法，是焊畢稍冷卻后松開電極，將電極鉗口調(diào)至距離，重新夾住鋼筋，待接頭冷至暗黑色(焊后約20--30s)，進行脈沖式通電熱處理(頻率約2次／s，通電5—7s)，待鋼筋表面呈桔紅色并有微小氧化斑點出現(xiàn)時即可。
(2)電渣壓力焊
電渣壓力焊在建筑施工中多用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)豎向或斜向(傾斜度在4：1的范圍內(nèi))鋼筋的焊接接長，有自動與手工電渣壓力焊。與電弧焊比較，它工效高、成本低，我國在一些高層建筑施工中已取得很好的效果。
進行電渣壓力焊(所用的設(shè)備)夾具需靈巧、上下鉗口同心，否則不能保證規(guī)程規(guī)定的上下鋼筋的軸線應(yīng)盡量一致，其偏移不得超過0.1d，同時也不得大于2mm的要求。
焊接時，先將鋼筋端部約120mm范圍內(nèi)的鐵銹除盡，將夾具夾牢在下部鋼筋上，并將上部鋼筋扶直夾牢于活動電極中，自動電渣壓力焊還在上下鋼筋間放引弧用的鋼絲圈等。再裝上藥盒(直徑90—l00mm)和裝滿焊藥，接通電路，用手柄使電弧引燃(引弧)。然后穩(wěn)定一定時間，使之形成渣池并使鋼筋熔化(穩(wěn)弧)，隨著鋼筋的熔化，用手柄使上部鋼筋緩緩下送。當(dāng)穩(wěn)弧達到規(guī)定時間后，在斷電同時用手柄進行加壓頂鍛(頂鍛)，以排除夾渣和氣泡，形成接頭。待冷卻一定時間后，即拆除藥盒、回收焊藥、拆除夾具和清除焊渣。引弧、穩(wěn)弧、頂鍛三個過程連續(xù)進行。
電渣壓力焊的工藝參數(shù)為焊接電流、渣池電壓和通電時間，根據(jù)鋼筋直徑選擇，鋼筋直徑不同時，根據(jù)較小直徑的鋼筋選擇參數(shù)。電渣壓力焊的接頭，亦應(yīng)按規(guī)程規(guī)定的方法檢查外觀質(zhì)量和進行試件拉伸試驗。
(3)氣壓焊
氣壓焊接鋼筋是利用乙炔—氧混合氣體燃燒的高溫火焰對已有初始壓力的兩根鋼筋端面接合處加熱，使鋼筋端部產(chǎn)生塑性變形，并促使鋼筋端面的金屬原子互相擴散，當(dāng)鋼筋加熱至約1250～13500C時進行加壓頂鍛，使鋼筋內(nèi)的原子得以再結(jié)晶而焊接在一起。
鋼筋加熱前的初始壓力約30--40MPa，加壓頂鍛時的壓應(yīng)力約34--40MPa。
3．鋼筋機械連接
鋼筋機械連接包括擠壓連接和螺紋套管連接。
鋼筋擠壓連接亦稱鋼筋套筒冷壓連接，適用于豎向、橫向及其他方向的較大直徑變形鋼筋的連接，與焊接相比，具有節(jié)省電能、不受鋼筋可焊性好壞影響、不受氣候影響、無明火、施工簡便和接頭可靠度高等特點。
螺紋套管連接具有施工速度快、不受氣候影響、質(zhì)量穩(wěn)定、易對中等特點，在我國應(yīng)用廣泛。螺紋套管連接又分錐螺紋連接和直螺紋連接兩種。根據(jù)規(guī)范要求，當(dāng)前錐螺紋連接已基本不再使用，主要采用直螺紋連接。