3.1.4 鋼筋連接
鋼筋連接是在鋼筋與鋼筋接頭處使用的,用以延長鋼筋的一個部件,一般分成三種:綁扎、焊接、機械連接。
1.鋼筋綁扎
鋼筋綁扎是目前常用的一種鋼筋連接形式,其工藝簡單,效率高,不需要連接設備。受拉鋼筋和受壓鋼筋接頭的搭接長度及接頭位置應符合施工質量及驗收規范的規定,鋼筋的搭接長度一般是指鋼筋綁扎連接的搭接長度。
同一構件中相鄰縱向受力鋼筋的綁扎搭接接頭宜相互錯開。綁扎搭接接頭中鋼筋的橫向凈距不應小于鋼筋直徑,且不應小于25mm。鋼筋綁扎搭接接頭連接區段的長度為1.3倍搭接長度,凡搭接接頭中點位于該連接區段長度內的搭接接頭均屬于同一連接區段。同一連接區段內縱向鋼筋搭接接頭面積百分率為該區段內有搭接接頭的縱向鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值(如圖3-4所示)。

圖3-4 同一連接區段內縱向受拉鋼筋的綁扎搭接接頭
2.鋼筋焊接
鋼筋焊接是鋼筋連接的主要方法,焊接可改善鋼筋結構的受力性能,節約鋼材和提高工效。鋼筋焊接包括電阻點焊、閃光對焊、電弧焊、電渣壓力焊、氣壓焊、預埋件埋弧壓力焊,其適用范圍如表3-1所示。
表3-1 鋼筋焊接方法分類及適用范圍

續表

注:①對于幫條或搭接長度值,不帶括號的數值用于HPB300級鋼筋,括號中的數值用于HRB335級、HRB400級及RRB400級鋼筋;
②電阻電焊時,適用范圍內的鋼筋直徑系指較小鋼筋的直徑。
(1)電阻點焊
電阻點焊是將兩鋼筋安放成交叉疊接形式,壓緊于兩電極之間,利用電阻熱熔化母材金屬,加壓形成焊點的一種壓焊方法。混凝土結構中的鋼筋焊接骨架和鋼筋焊接網宜采用電阻點焊制作。它的生產率高,節約材料,應用廣泛。點焊通常采用搭接接頭和折邊接頭,可以由兩個或兩個以上等厚度或不等厚度的工件組成,如圖3-5所示。

圖3-5 點焊接頭形式
電阻點焊的工藝流程大致分為四個階段:預壓階段、通電加熱階段、維持階段、休止階段。
(2)閃光對焊
閃光對焊是將兩根鋼筋安放成對接形式,利用焊接電流通過兩根鋼筋接觸點產生的電阻熱,使接觸點金屬熔化,產生強烈飛濺,形成閃光,伴有刺激性氣味,釋放微量分子,迅速施加頂鍛力完成的一種壓焊方法。閃光對焊適用范圍廣,原則上能鑄造的金屬材料都可以用閃光對焊焊接。閃光對焊廣泛應用于焊接各種板件、管件、型材、實心件、刀具等,是一種經濟、高效率的焊接方法。鋼筋閃光對焊的焊接工藝可分為連續閃光焊、預熱閃光焊和閃光預熱閃光焊等,根據鋼筋品種、直徑、焊機功率、施焊部位等因素選用。
1)閃光對焊的基本程序
一般的閃光對焊的基本程序可以分成預熱、閃光(亦稱燒化)、頂鍛等階段,連續閃光對焊時無預熱階段。
①預熱階段
只有預熱閃光對焊才有預熱階段。預熱可以提高焊件的端面溫度,以便在較高的起始速度或較低的設備功率下順利地開始閃光,并減少閃光留量,節約材料。同時也可以使縱深溫度分布較緩慢,加熱區增寬,焊件冷卻速度減慢,以便減少頂鍛時產生的塑性變形并使液態金屬及其面上的氧化物較易排除,同時亦可減弱焊件的淬硬傾向。預熱閃光對焊是在閃光階段之前先以斷續的電流脈沖加熱焊件,利用短接時的快速加熱和間隙時的勻熱過程使焊件端面較均勻地加熱到預定溫度,然后進入閃光和頂鍛階段。
②閃光階段
閃光階段是閃光對焊加熱過程的核心。閃光階段的發熱和傳熱不但使焊件端面溫度均勻上升,還使焊件沿縱深加熱到合適且穩定的溫度分布狀態。
③頂鍛階段
頂鍛是實現焊接的最后階段,頂鍛封閉焊件端面的間隙,排除液態金屬層及其表面的氧化物雜質。頂鍛時對焊接區的金屬施加一定的壓力,使其獲得必要的塑性變形,從而使焊件界面消失,形成共同晶粒。頂鍛是一個快速的鍛擊過程。它的前期是封閉焊件端面的間隙,防止再氧化。這段時間愈快愈好,一般受焊機機械部分運動加速度的限制。常在頂鍛的初期繼續進行通電,稱為有電頂鍛,用以補充熱量。頂鍛留量包括間隙、爆破留下的凹坑、液態金屬層尺寸及變形量。加大頂鍛留量有利于徹底排除液態金屬和夾雜物,保證足夠的變形量。
2)閃光對焊的焊接工藝
焊接工藝方法選擇:當鋼筋直徑較小,鋼筋級別較低,可采用連續閃光焊。采用連續閃光焊所能焊接的最大鋼筋直徑應符合表3-2的規定。當鋼筋直徑較大,端面較平整時,宜采用預熱閃光焊;當端面不夠平整時,則應采用閃光-預熱閃光焊。
表3-2 連續閃光焊的鋼筋上限直徑

注:HRB500級鋼筋焊接時,無論直徑大小,均應采取預熱閃光焊或閃光-預熱閃光焊工藝。
①連續閃光焊的工藝過程:
先閉合一次電路,使兩鋼筋端面輕微接觸,此時端面的間隙中即射出火花般熔化的金屬微粒——閃光,接著徐徐移動鋼筋使兩端面仍保持輕微接觸,形成連續閃光,當閃光到預定長度,使鋼筋頭加熱到接近熔點時,就以一定的壓力迅速進行頂鍛(先帶電進行頂鍛,再無電頂鍛,到一定長度時停止)。焊接接頭即告完成。
②預熱閃光焊的工藝過程:
預熱、閃光和頂鍛過程中,施焊時先閉合電源,然后使兩鋼筋端面交替地接觸和分開,這時鋼筋端面的間隙中即發出連續的閃光,而形成預熱過程。當鋼筋達到預熱溫度后進入閃光階段,隨后頂鍛而成。焊接接頭即告完成。
③閃光-預熱閃光焊的工藝過程:
在一次閃光、預熱、二次閃光及頂鍛過程中,施焊時首先連續閃光,使鋼筋端部閃平,然后同預熱閃光焊。鋼筋直徑較粗時,宜采用預熱閃光焊和閃光-預熱閃光焊。
(3)電弧焊
電弧焊是以焊條作為一級,鋼筋作為另一極,利用焊接電流通過上傳產生的電弧熱進行焊接的一種熔焊方法,簡稱弧焊。其基本原理是利用電弧是在大電流(10~200A)以及低電壓(10~50V)條件下通過一電離氣體時放電所產生的熱量,來熔化焊條與工件使其在冷凝后形成焊縫。電弧焊按其自動化程度可分為手工電弧焊、半自動電弧焊、自動電弧焊;按其工藝可大致分為鎢極氣體保護電弧焊、熔化極氣體保護電弧焊、埋弧焊、等離子體電弧焊。
1)鋼筋電弧焊的工藝流程
檢查設備→選擇焊接參數→試焊、做模擬試件→送試→確定焊接參數→施焊→質量檢驗。
2)鋼筋電弧焊的施焊操作
①引弧:帶有墊板或幫條的接頭,引弧應在鋼板或幫條上進行;無鋼筋墊板或無幫條的接頭,引弧應在形成焊縫的部位進行,防止燒傷主筋。
②定位:焊接時應先焊定位點再施焊。
③運條:運條時的直線前進、橫向擺動和送進焊條三個動作要協調平穩。
④收弧:收弧時應將熔池填滿,拉滅電弧時應將熔池填滿,注意不要在工作表面造成電弧擦傷。
⑤多層焊:當鋼筋直徑較大,需要進行多層施焊時,應分層間斷施焊,每焊一層后,應清渣再焊接下一層。應保證焊縫的高度和長度。
⑥熔合:焊接過程中應有足夠的熔深。主焊縫與定位焊縫應結合良好,避免氣孔、夾渣和燒傷缺陷,并防止產生裂縫。
⑦平焊:平焊時要注意熔渣和鐵水混合不清的現象,防止熔渣流到鐵水前面。熔池也應控制成橢圓形,一般采用右焊法,焊條與工作表面成70°。
⑧立焊:立焊時,鐵水與熔渣易分離。要防止熔池溫度過高,鐵水下墜形成焊瘤,操作時焊條與垂直面形成60°~80°角。使電弧略向上,吹向熔池中心。焊第一道時,應壓住電弧向上運條,同時做較小的橫向擺動,其余各層用半圓形橫向擺動加挑弧法向上焊接。
⑨橫焊;焊條傾斜70°~80°,防止鐵水受自重作用墜到廠坡口上。運條到上坡口處不做運弧停頓,迅速帶到下坡口根部做微小橫拉穩弧動作,依次均速進行焊接。
⑩仰焊:仰焊時宜用小電流短弧焊接,熔池宜薄,且應確保與母材熔合良好。第一層焊縫用短電弧做前后推拉動作,焊條與焊接方向成8°~90°角。其余各層焊條橫擺,并在坡口側略停頓穩弧,保證兩側熔合。
3)鋼筋電弧焊的接頭形式
鋼筋電弧焊包括幫條焊、搭接焊、坡口焊、熔槽幫條焊、窄間隙焊、預埋件T形接頭、鋼筋與鋼板搭接焊等接頭形式。
①幫條焊
幫條焊是將兩根待焊的鋼筋對正,使兩端頭離開2~5mm,然后用短幫條,幫在外側,在與鋼筋接觸部分,焊接一面或兩面,稱為幫條焊。它分為單面焊縫和雙面焊縫,如圖3-6所示。若采用雙面焊,接頭中應力傳遞對稱、平衡,受力性能好;若采用單面焊,則受力情況差。因此,應盡量可能采用雙面焊,而只有在受施工條件限制不能進行雙面焊時,才采用單面焊。

圖3-6 幫條焊接頭
幫條焊適用于直徑為10~40mm的HPB235級、HRB400級鋼筋和直徑為10~25mm的余熱處理HRB400級鋼筋。本工藝不需特殊設備,操作工藝簡單,技術易于掌握,可用于各種形狀鋼筋和工作場所焊接,質量可靠,施工費用較低。幫條焊宜采用與主筋同級別、同直徑的鋼筋制作。
a.H PB235級鋼筋單面焊L ≥8d(d為被焊鋼筋直徑),雙面焊L ≥4d;HRB335級、HRB400級鋼筋單面焊L≥10d,雙面焊L≥5d。幫條長度L應符合表3-3的規定。當幫條鋼筋級別與主筋相同時,幫條直徑可與主筋相同或小一個規格;當幫條直徑與主筋相同時,幫條鋼筋級別可與主筋相同或低一個級別。
表3-3 鋼筋幫條長度

注:d為被焊鋼筋直徑(mm)。
b.幫條的總截面面積:當被焊接的鋼筋為HPB235級時,應不小于被焊接鋼筋截面面積的1.2倍;當被焊接的鋼筋為HRB335級、HRB400級時,應不小于被焊接鋼筋截面面積的1.5倍。
c.幫條焊接頭的焊縫厚度s應不小于0.3d;焊縫寬度b不小于0.7d,如圖3-7所示。幫條焊時,兩主筋端面的間隙應為2~5mm。

圖3-7 幫條焊接頭的焊縫尺寸
b—焊縫寬度;s—焊縫厚度;d—鋼筋直徑
d.焊接時,引弧應在墊板或幫條上,不得燒傷主筋;焊接地線與鋼筋應緊密接觸;焊接過程中應及時清查,焊縫表面應光滑,焊縫余高平緩過渡,引吭應填滿。
②搭接焊
搭接焊是把鋼筋端部彎曲一定角度疊合起來,在鋼筋接觸面上焊接形成焊縫,又稱搭接接頭,它分為雙面焊縫和單面焊縫。適用于焊接直徑為10~40mm的HPB235級、HPB335級鋼筋。搭接焊宜采用雙面焊縫[如圖3-8(a)所示],不能進行雙面焊縫時,也可采用單面焊縫[如圖3-8(b)所示]。

圖3-8 鋼筋搭接焊接頭
搭接焊的搭接長度L及焊縫高度s、焊縫寬度b同幫條焊。
③坡口焊
坡口焊是指為了使焊接的兩塊金屬鋼材連接起來,為了讓坡口焊中被焊的接口部位更加完美地融合,在兩塊金屬鋼材邊緣先打完各種不同幾何形狀的坡口斜面,再進行端面焊接的加工方法。坡口焊又叫剖口焊,鋼筋坡口焊接頭可分為坡口立焊接頭和坡口平焊接頭兩種,如圖3-9所示。

圖3-9 鋼筋坡口焊接頭
坡口焊適用于直徑為16~40mm的HPB235級、HRB335級、HRB400級鋼筋及RRB400級鋼筋,主要用于裝配式結構節點的焊接。
鋼筋坡口平焊采用V形坡口,坡口夾角為55°~65°,兩根鋼筋的根部空隙為3~5mm,下墊鋼板長度為40~60mm,厚度為4~6mm,鋼墊板寬度為鋼筋直徑加10mm。鋼筋坡口立焊采用40°~55°坡口。
④鋼筋熔槽幫條焊
鋼筋熔槽幫條焊適用于直徑大于或等于25mm的鋼筋現場安裝焊接。操作時把兩鋼筋水平放置,將一角鋼作墊模。焊接時應加角鋼作墊板模。接頭形式(如圖3-10所示)、角鋼尺寸和焊接工藝應符合下列要求:

圖3-10 熔槽幫條焊的接頭形式
(c:焊縫余高,指焊縫表面焊趾連線上的那部分金屬的高度)
a.角鋼邊長宜為40~60mm;
b.鋼筋端頭應加工平整;
c.從接縫處墊板引弧后應連續施焊,并使鋼筋端部熔合,防止未焊透、氣孔或夾渣;
⑤窄間隙焊
窄間隙焊是厚板焊接領域的一項先進技術。與普通坡口的埋弧焊相比,窄間隙焊具有無可比擬的優越性。如坡口窄、焊縫金屬填充量少,可以節省大量的焊材和焊接工時;窄間隙焊時熱輸入量較低,使焊縫金屬和熱影響區的組織明顯細化,從而提高其力學性能,特別是塑性和韌性。窄間隙焊適用于直徑16mm及以上鋼筋的現場水平連接。焊接時,鋼筋端部應置于銅模中,并應留出一定間隙,用焊條連續焊接,熔化鋼筋端面和使熔敷金屬填充間隙,形成接頭(如圖3-11所示)。

圖3-11 鋼筋窄間隙焊接頭
⑥預埋件T形接頭
a.預埋件T形接頭電弧焊分為貼角焊和穿孔塞焊兩種,如圖3-12所示。

圖3-12 預埋件T形接頭
b.預埋件應采用HPB235級、HRB335級鋼筋焊接,錨固鋼筋直徑在18mm以下時,可選擇貼角焊,其焊腳k, HPB235級鋼不小于0.5d;HRB335級鋼不小于0.6d。錨固鋼筋直徑為18~22mm時,應選擇穿孔塞焊,預埋件鋼板δ不小于0.6d,并不小于6mm,施焊時電流不宜過大,操作要保持焊腳寬度與焊腳高度一致,避免電弧咬傷鋼筋。
⑦鋼筋與鋼板搭接焊
鋼筋與鋼板搭接焊時,接頭形式如圖3-13所示。H PB235級鋼筋的搭接長度L不小于4d, HRB335級鋼筋的搭按長度L 不小于5d,焊縫寬度b不小于0.5d,焊縫厚度h不小于0.35d。

圖3-13 鋼筋與鋼板搭接接頭
(4)電渣壓力焊
電渣壓力焊是將兩鋼筋安放成豎向或斜向(傾斜度在4∶1的范圍內)對接形式,利用焊接電流通過兩鋼筋間隙,在焊劑層下形成電弧過程和電渣過程,產生電弧熱和電阻熱,熔化鋼筋,加壓完成的一種壓焊方法。它是利用電流通過液體熔渣所產生的電阻熱進行焊接的一種熔焊方法。但與電弧焊相比,它工效高、成本低,在我國一些高層建筑施工中已取得很好的效果。電渣焊適用于厚板的焊接,根據使用的電極形狀,可分為絲極電渣焊、板極電渣焊、熔嘴電渣焊等。
電渣壓力焊的焊接過程包括四個階段:引弧過程、電弧過程、電渣過程和頂壓過程。
1)操作工藝流程
檢查設備、電源→鋼筋端頭制備→選擇焊接參數→安裝焊接夾具和鋼筋→安放鐵絲環(也可省去)→安放焊劑罐、填裝焊劑→試焊、制作試件→確定焊接參數→施焊→回收焊劑→卸下夾具→質量檢查。
2)施焊操作要點
①閉合回路、引弧:通過操縱桿或操縱盒上的開關,先后接通焊機的焊接電流回路和電源的輸入回路,在鋼筋端面之間引燃電弧,開始焊接。
②電弧過程:引燃電弧后,應控制電壓值。借助操縱桿使上下鋼筋端面之間保持一定的間距,進行電弧過程的延時,使焊劑不斷熔化而形成必要深度的渣池。
③電渣過程:隨后逐漸下送鋼筋,使上鋼筋端部插入渣池,電弧熄滅,進入電渣過程的延時,使鋼筋全斷面加速熔化。
④擠壓斷電:電渣過程結束,迅速下送上鋼筋,使其端面與下鋼筋端面相互接觸,趁熱排除熔渣和熔化金屬。同時切斷焊接電源。
⑤接頭焊絲:應停歇20~30s后(在寒冷地區施焊時,停歇時間應適當延長),才可回收焊劑和卸下焊接夾具。
3)應注意的質量問題
在鋼筋電渣壓力焊生產中,應重視焊接全過程中的任何一個環節。接頭部位應清理干凈;鋼筋安裝應上下同心;夾具緊固,嚴防晃動;引弧過程力求可靠;電弧過程延時充分;電渣過程短而穩定;擠壓過程壓力適當。若出現異常現象,應參照表3-4查找原因,及時清除。電渣壓力焊可在負溫條件下進行,但當環境溫度低于-20℃時,則不宜進行施焊。雨天、雪天不宜進行施焊,必須施焊時,應采取有效的遮蔽措施。焊后未冷卻的接頭應避免碰到冰雪。
表3-4 鋼筋電渣壓力焊接頭焊接缺陷與防止措施

(5)氣壓焊
用氧氣、乙炔火焰加熱鋼筋接頭,溫度達到塑性狀態時施加壓力,使鋼筋接頭壓接在一起的工藝就是氣壓焊。鋼筋氣壓焊適合于現場焊接梁、板、柱的HRB335級、HRB400級直徑為12~40mm的鋼筋。不同直徑的鋼筋也可焊接,但直徑差不大于7mm。鋼筋彎曲的地方不能焊。
鋼筋氣壓焊的工藝過程包括頂壓、加熱與壓接過程。氣壓焊時,應根據鋼筋直徑和焊接設備等具體參數和條件用等壓法、二次加壓法或三次加壓法來焊接。
下面以25鋼筋為例介紹氣壓焊施焊要點。
①兩鋼筋安裝后,預壓頂緊。預壓力宜為10MPa,鋼筋之間局部縫隙不得大于3mm。
②鋼筋加熱初期應采用碳化焰(還原焰),對準兩鋼筋接縫處集中加熱,并使其淡白色羽狀內焰包住縫隙或伸入縫隙內,并始終不離開接縫,以防止壓焊而產生氧化。待接縫處鋼筋紅黃,隨即對鋼筋加第二次壓,直至焊口縫隙完全閉合。應注意:碳化焰若呈黃色,說明乙炔過多,必須適當減少乙炔量。不得使用碳化焰外焰加熱,嚴禁用氣化過剩的氧化加熱。
③在確認兩鋼筋的縫隙完全黏合后,應改用中性焰,在壓焊面中1~2倍鋼筋直徑的長度范圍內,均勻擺動往返加熱。
④當鋼筋表面變成熾白色,氧化物變成芝麻粒大小的灰白色球狀物,斷而聚成泡沫并開始隨加熱的擺動方向移動時,則可邊加熱邊第三次加壓,先慢后快,達到30MPa~40MPa,使用接縫處隆起的直徑為1.4~1.6倍母材直徑、變形長度為母材直徑1.2~1.5倍的鼓包。
⑤壓接后,當鋼筋火紅消失,即溫度為600~650℃時,才能解除壓接器上的卡具。
⑥在加熱過程中,如果火焰突然中斷發生在鋼筋接縫已完全閉合以后,即可繼續加熱加壓,直至完成全部壓接過程;如果火焰突然中斷發生在鋼筋接縫完全閉合以前,則應切掉接頭部分,重新壓接。
3.鋼筋機械連接
鋼筋機械連接是一項新型鋼筋連接工藝,被稱為繼綁扎、電焊之后的“第三代鋼筋接頭”。鋼筋機械連接是指通過鋼筋與連接件的機械咬合作用或鋼筋端面的承壓作用,將一根鋼筋中的力傳遞至另一根鋼筋的連接方法。它具有接頭強度高于鋼筋母材、速度比電焊快5倍、無污染、節省鋼材20%等優點。鋼筋機械連接接頭試件實測抗拉強度應不小于被連接鋼筋抗拉強度標準值,且具有高延性及反復拉壓性能。
(1)機械連接接頭的類型
常用的鋼筋機械連接接頭類型如下:
1)套筒冷擠壓連接接頭:通過擠壓力使連接件鋼套筒塑性變形與帶肋鋼筋緊密咬合形成的接頭,有兩種形式,即徑向擠壓連接和軸向擠壓連接。軸向擠壓連接現場施工不方便及接頭質量不夠穩定,沒有得到推廣;而徑向擠壓連接接頭得到了大面積推廣使用。現在工程中使用的套筒擠壓連接接頭都是徑向擠壓連接。由于其優良的質量,套筒擠壓連接接頭在我國從20世紀90年代初至今被廣泛應用于建筑工程中。
2)錐螺紋連接接頭:通過鋼筋端頭特制的錐形螺紋和連接件錐形螺紋咬合形成的接頭。錐螺紋連接技術的誕生克服了套筒擠壓連接技術存在的不足。錐螺紋絲頭完全是提前預制,現場連接占用工期短,只需用力矩扳手操作,不需搬動設備和拉扯電線,深受各施工單位的好評。但是錐螺紋連接接頭質量不夠穩定。加工螺紋的小徑削弱了母材的橫截面積,從而降低了接頭強度,一般只能達到母材實際抗拉強度的85%~95%。我國的錐螺紋連接技術和國外相比還存在一定差距,最突出的一個問題就是螺距單一,直徑16~40mm鋼筋均采用2.5mm螺距,而2.5mm螺距最適合于直徑22mm鋼筋的連接,太粗或太細鋼筋連接的強度都不理想,尤其是直徑為36mm,40mm鋼筋的錐螺紋連接,很難達到母材實際抗拉強度的90%。許多生產單位自稱達到鋼筋母材標準強度,是利用了鋼筋母材超強的性能,即鋼筋實際抗拉強度大于鋼筋抗拉強度的標準值。錐螺紋連接技術具有施工速度快、接頭成本低的特點,自20世紀90年代初推廣以來也得到了較大范圍的推廣使用,但由于存在的缺陷較大,逐漸被直螺紋連接接頭所代替。
3)直螺紋連接接頭:等強度直螺紋連接接頭是20世紀90年代鋼筋連接的國際最新潮流,接頭質量穩定可靠,連接強度高,可與套筒擠壓連接接頭相媲美,又具有錐螺紋接頭施工方便、速度快的特點,因此直螺紋連接技術的出現給鋼筋連接技術帶來了質的飛躍。目前我國直螺紋連接技術呈現出百花齊放的景象,出現了多種直螺紋連接形式。
①直螺紋連接接頭的優點
直螺紋連接接頭是粗鋼筋接頭的一種新的連接技術,具有以下優點:
a.接頭強度高,接頭強度大于鋼筋母材強度;
b.性能穩定,接頭性能不受扭緊力矩影響,少擰2~3扣,均不會對接頭強度造成明顯損害;
c.連接速度快,直螺紋連接套筒比錐螺紋短40%左右,且絲扣螺距大,不必使用扭力扳手,方便施工;
d.應用范圍廣,在使用彎折鋼筋、固定鋼筋、鋼筋籠等不能轉動鋼筋的場合,可不受限制地方便使用;
e.經濟效益好,直螺紋接頭比套筒擠壓接頭省鋼70%左右,比錐螺紋接頭省鋼35%左右;
f.便于管理,省去了用扭力扳手檢測這道工序,對勞工素質及檢測工具的依賴性明顯減小。
②直螺紋連接接頭的分類
直螺紋連接接頭主要有鐓粗直螺紋連接接頭和滾壓直螺紋連接接頭。這兩種工藝采用不同的加工方式,增強鋼筋端頭螺紋的承載能力,達到接頭與鋼筋母材等強的目的。
a.鐓粗直螺紋連接接頭:通過鋼筋端頭鐓粗后制作的直螺紋和連接件螺紋咬合形成的接頭。其工藝是:先將鋼筋端頭通過鐓粗設備鐓粗,再加工出螺紋,其螺紋小徑不小于鋼筋母材直徑,使接頭與母材達到等強。國外鐓粗直螺紋連接接頭的鋼筋端頭既有熱鐓粗又有冷鐓粗。熱鐓粗主要是消除鐓粗過程中產生的內應力,但加熱設備投入費用高。我國的鐓粗直螺紋連接接頭的鋼筋端頭主要是冷鐓粗,對鋼筋的延性要求高,對延性較低的鋼筋,鐓粗質量較難控制,易產生脆斷現象。
鐓粗直螺紋連接接頭的優點是強度高,現場施工速度快,工人勞動強度低,鋼筋直螺紋絲頭全部提前預制,現場連接為裝配作業。其不足之處在于鐓粗過程中易出現鐓偏現象,一旦鐓偏必須切掉重鐓;鐓粗過程中產生內應力,鋼筋鐓粗部分延性降低,易產生脆斷現象,螺紋加工需要兩道工序、兩套設備完成。
b.滾壓直螺紋連接接頭:通過鋼筋端頭直接滾壓或擠(碾)壓肋滾壓或剝肋后滾壓制作的直螺紋和連接件螺紋咬合形成的接頭。其基本原理是利用了金屬材料塑性變形后冷作硬化能增強金屬材料強度的特性,而僅在金屬表層發生塑性變形、冷作硬化,金屬內部仍保持原金屬的性能,因而使鋼筋接頭與母材達到等強。
目前,國內常見的滾壓直螺紋連接接頭有三種類型:直接滾壓螺紋、擠(碾)壓肋滾壓螺紋、剝肋滾壓螺紋。這三種形式連接接頭獲得的螺紋精度及尺寸不同,接頭質量也存在一定差異。
(2)機械連接接頭的對比分析
以下是常見的鋼筋機械連接接頭的對比分析,如表3-5所示。
表3-5 常見的鋼筋機械連接接頭的對比分析

綜上所述,可以看出,鋼筋剝肋滾壓直螺紋連接接頭的綜合優勢比較強,不僅接頭連接強度高,質量穩定可靠,施工速度快,接頭綜合成本低,而且絲頭制作簡單,工人施工方便。