簡介AWS D1.4鋼筋銲接規範

劉澤山 技師

鋼筋續接的方法有搭接、續接器以及銲接。在業界由於對銲接規定不熟悉，除特殊狀況下(如搭接長度不足、無法施作錨定彎鉤)才採用銲接，因此，本文特將美國銲接學會AWS D1.4鋼筋銲接規範[1]的規定，提供參考。

銲接作業在接頭的處理，有併接或銲接兩種(如圖1)。其中以鋼筋與鋼筋直接對接，可達最好效果(圖2)，但因接頭固定不易，及該方式需進行全滲透的銲道檢測，檢測上的不方便性，因此現場採用者不多。以業界而言，還是以併接為主。然而鋼筋的併接與搭接一樣，都面臨鋼筋軸線偏心的問題。其中又因銲接較搭接短，造成偏心影響更大，因此AWS D1.4規定：除了橫向鋼筋加強，並要求只能使用於D19鋼筋以下。

另外也常見SRC接合為滿足規範要求的錨碇長度，以銲接處理錨定彎鉤。嚴格地說，這種方式是有問題的!原因在於AWS D 1.4規定，鋼筋在彎曲時，須離開彎曲點兩倍直徑以上才能銲接(如圖3)；另錨碇彎鉤延伸段長度 (如表4，12db或6db)，建議應該如AWS所示(如圖4)﹝2﹞，銲在端部才是正確方式。

而銲接方式則有手工電銲(SMAW)及半自動電銲(GMAW或FCAW)三種。由圖1可知，併接鋼筋在表面銲滿時，其有效銲喉為0.4S(S為鋼筋半徑)；鋼筋互銲則有效銲喉為0.3S。銲道允許強度的規定如表1、銲條規定如表2。其中值得一提的是：SD420W鋼筋應搭配80ksi等級(E80XX)強度的銲條；而SD420鋼筋則需要搭配90ksi等級的銲條。業界常誤以為70ksi等級的銲條即可滿足SD420W鋼筋，此乃單位換算的觀念所誤導(因70ksi=70×60=4,200kg/cm²)。然而銲條強度為Fu，而鋼筋強度是Fy，兩者的物理意義是不同。

而鋼筋銲接前必須預熱，預熱規定如表3所示。預熱的溫度與鋼筋材質有關，也就是碳當量。碳當量的計算方式有下列兩種：

C.E=%C+%Mn/6                                      (公式1)

C.E=%C+%Mn/6+%Cu/40+%Ni//20+%Cr/10-%Mo/50-%V/10   (公式2)

公式1針對一般鋼筋；公式2針對A706的鋼筋，也就是可銲鋼筋。根據CNS 560規定，SD420W或SD280W的碳當量小於0.55，所以以一般的SD420W或SD280W鋼筋銲接可以不必預熱。SD420的鋼筋其碳當量規定為0.59以下，銲接前應依鋼筋號數大小按照表規定預熱至40℃或90℃。但CNS之SD280鋼筋並未規定碳當量，而對於未規定碳當量或化學成分未知的鋼筋，AWS D1.4則另外規定了150度(#6筋及以下)和250度(其他鋼筋)的預熱溫度。

鋼筋銲接的品質要求與一般鋼構銲接類似，需全部作目視檢驗(VT)，而其他檢驗方式則視需求另訂，並未有強制性要求。惟因鋼筋表面竹節的關係，若採用超音波檢測(UT)，易有探頭接觸不良的困擾，因此建議就銲道檢測，宜使用放射性檢測(RT)為妥。鋼筋銲道目試檢驗的標準如下，外觀上與鋼構銲道相同，請參考筆者另篇「鋼結構的銲道目試檢測」一文﹝3﹞。鋼筋銲接的允許標準為：

1.   銲道不得有裂縫或搭疊(Overlap)。

2.   每道銲道與母材間必須充分融合。

3.   銲池必須填滿。

4.   銲蝕(undercut)深度不得超過1mm。

5.   填角銲道若有氣孔，在25mm的銲道內氣孔長徑的和，不得超過10mm；且在150mm的銲道內氣孔長徑的和，不得超過14mm。

6.   銲道長度在頭尾端尺寸不足的部分，不得計入。

7.   當使用放射線檢測(RT)時，其允收標準如表5。

至於銲接程序與銲工考試，亦與鋼構銲接類似，分為1~4G的位置，與全滲透或半滲透的幾種接頭類型。但由於篇幅的關係，讀者請另參考規範或另待日後撰文介紹。

鋼筋續接的方式中，銲接是合法的方式，同時也是需要長度最短的一種方式。若能了解使用的規定，在面對施工問題的對策上也多了一份選擇。

參考文獻

﹝1﹞「Structural Welding Code—Reinforcing Steel」AWS D1.4，2011

﹝2﹞「Structural Welding Code—Steel」AWS D1.1，2010

﹝3﹞「鋼結構的銲道目試檢測」劉澤山 技師報 1014期 105年5月

圖1　鋼筋併接銲接[1]		圖2　鋼筋對接銲接(例)[1]
圖3　鋼筋彎曲後銲接位置[1]		圖4  鋼筋銲接接頭圖(AWS D1.1 Fig 3.3)

表1  鋼筋銲接之容許強度

表2  銲接使用的銲條(Table 5.1節錄)

  註:X代表通用

表3  鋼筋銲接預熱需求

表4  鋼筋標準彎鉤長度表

表5  放射線檢測的合格標準

註:小於25mm直徑鋼筋之允收標準由工程司指定