專利名稱：鋼筋連續(xù)連接中閃光對(duì)焊接頭的一種新型處理方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼筋的連接技術(shù)，特別涉及鋼筋連續(xù)連接中閃光對(duì)焊接頭的一種新型處理方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，可以在高應(yīng)力部位設(shè)置接頭，接頭在梁端，柱端，箍筋加密區(qū)無法避開時(shí)，應(yīng)采用I級(jí)接頭或II級(jí)接頭，但同一連接區(qū)段內(nèi)受力鋼筋接頭百分率不應(yīng)大于50％。按照設(shè)計(jì)要求，對(duì)于某一過渡結(jié)構(gòu)，接頭位置有嚴(yán)格的限制，這樣，在使用時(shí)，因購進(jìn)的鋼筋有一定長度(每根12m)，所以就會(huì)產(chǎn)生大量的短料。通常鋼筋連接采用焊接接頭，也有的采用鋼筋剝肋滾軋直螺紋連接技術(shù)。它是將連接鋼筋端的縱肋和橫肋用切削的方法剝掉一部分，然后連接滾軋的普通直螺紋后，用特制的直螺紋套筒連接起來，形成鋼筋的連接。接頭性能達(dá)到了《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)范》JGJ107-2003中A級(jí)接頭的各項(xiàng)指標(biāo)。
無論采用哪種加工方法，根據(jù)《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定對(duì)接頭的要求，都會(huì)產(chǎn)生大量的不能再使用的短料，即鋼筋頭。目前，在建筑及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，使用的鋼筋為1.5億噸。按產(chǎn)生2％的鋼筋頭來計(jì)算，每年浪費(fèi)的鋼筋頭即達(dá)到3000噸，按每噸價(jià)格3000元來計(jì)算，就會(huì)浪費(fèi)9百萬～1億元人民幣。如何消除鋼筋頭，目前對(duì)鋼筋制造及使用者都是一個(gè)很重要的課題。國外，例如日本神鋼采用鋼坯焊接進(jìn)行連焊連軋。我國東北大學(xué)也對(duì)此進(jìn)行了研究。但我國還沒有達(dá)到這種生產(chǎn)技術(shù)要求，因此，急需對(duì)現(xiàn)有鋼筋進(jìn)行等強(qiáng)度連接技術(shù)，使鋼筋連接處進(jìn)行加工處理后，接頭處達(dá)到與母材基體金屬等強(qiáng)度，長度可以無限延伸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供鋼筋連續(xù)連接中閃光對(duì)焊接頭的一種新型處理方法和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)接頭處與鋼筋的外觀及尺寸一致連續(xù)鋼筋的連接加工。鋼筋等強(qiáng)度連接經(jīng)加工處理后，根據(jù)技術(shù)需要進(jìn)行定尺寸的切斷，消除在鋼筋加工中的鋼筋頭的浪費(fèi)。
鋼筋連續(xù)連接中閃光對(duì)焊接頭的一種新型處理方法，包括以下步驟
(1)鋼筋閃光對(duì)焊；(2)在熱態(tài)下去除接頭的毛刺；(3)在接縫兩側(cè)進(jìn)行加熱，使溫度達(dá)850℃以上；(4)用成型胎模擠壓成型，同時(shí)把縱肋處的多余部分去掉。
上述步驟(2)中以鋼筋縱肋尺寸為外徑去除毛刺，接頭處成為以縱肋尺寸為直徑的圓形。
上述步驟(3)中加熱的范圍為接縫兩側(cè)鋼筋的半經(jīng)再加2.5-5毫米范圍內(nèi)。
上述加熱方式為火焰加熱或高頻加熱。
鋼筋連續(xù)連接中閃光對(duì)焊接頭的一種新型處理設(shè)備，該裝置包括閃光對(duì)焊機(jī)、液壓去毛刺機(jī)、火焰或高頻加熱裝置、成型模具、液壓沖壓機(jī)床、傳動(dòng)裝置等。
其中成型模具是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的熱軋帶肋鋼筋的尺寸和允許偏差進(jìn)行設(shè)計(jì)的。成型模具的形狀和結(jié)構(gòu)為對(duì)稱的上模和下模。從鋼筋的截面形狀可以看出，以鋼筋縱肋中心線分，上下兩部分形狀和尺寸是一樣的，因而以鋼筋縱肋中心面為分模面，將成型模具分為上模和下模。在分模面與成型面的連接處留有與鋼筋縱肋外形和尺寸基本相同的縱肋槽；在擠壓成型時(shí)，被擠壓出的金屬，都從模具縱肋成型的兩側(cè)擠出，保證了縱肋成型尺寸，多余部分在縱肋成型的同時(shí)切除；橫肋槽將成型部分對(duì)稱地分為兩部分；橫肋槽的形狀和尺寸與鋼筋橫肋的形狀和尺寸基本相同；并考慮到擠壓成型后金屬的回彈。成型部分的寬度尺寸為鋼筋的半經(jīng)再加2.5-5毫米。在擠壓成型時(shí)，被擠壓出的金屬，都從模具縱肋成型的兩側(cè)擠出，保證了縱肋成型尺寸，多余部分在縱肋成型的同時(shí)切除。
為了防止鋼筋接頭處在擠壓成型時(shí)產(chǎn)生彎曲變形，需要對(duì)擠壓成型處的兩側(cè)壓緊，因而模具成型部分以外的尺寸根據(jù)鋼筋的公稱直徑來定，并具有一定的寬度，保證在鋼筋接頭擠壓成型時(shí)不產(chǎn)生彎曲變形。
將成型模具的上模和下模分別用模架連接固定在液壓沖壓機(jī)床的上壓頭和床面上，在模具的上模和下模上設(shè)計(jì)了導(dǎo)柱和導(dǎo)孔。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)對(duì)處理后的鋼筋接頭進(jìn)行了金相組織觀察，經(jīng)處理后的鋼筋接頭金相組織比未經(jīng)處理的閃光對(duì)焊的鋼筋接頭金相組織更加細(xì)化。其原因是由于接頭處理時(shí)，接頭加熱到850℃以上，相當(dāng)于對(duì)閃光對(duì)焊接頭進(jìn)行了一次再結(jié)晶熱處理，同時(shí)在沖壓成型時(shí)又對(duì)閃光對(duì)焊接頭進(jìn)行鍛造，使得接頭金相組織更加細(xì)小，因而保證了鋼筋接頭的力學(xué)性能。
(2)經(jīng)以上成型后，接頭處外觀和尺寸基本與鋼筋一致。最后，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所需尺寸進(jìn)行定尺寸的切斷，實(shí)現(xiàn)了工廠化加工，從而消除了鋼筋頭的浪費(fèi)。


圖1成型模具結(jié)構(gòu)2等強(qiáng)度連接后的鋼筋；圖3閃光對(duì)焊的鋼筋接頭金相組織照片；圖4等強(qiáng)度連接后鋼筋接頭金相組織照片；圖5鋼筋金相組織照片圖6等強(qiáng)度連接后鋼筋接頭抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)試件；圖7等強(qiáng)度連接后鋼筋接頭彎曲試驗(yàn)試件；具體實(shí)施方式
以HRB335φ25mm的鋼筋為例，在此實(shí)施方式中，當(dāng)鋼筋閃光對(duì)焊后，在接頭處由于預(yù)鍛的原因，會(huì)產(chǎn)生毛刺，即接頭擠壓凸起部分，必須在熱態(tài)下立即去除毛刺。根據(jù)對(duì)閃光對(duì)焊接頭焊后溫度立即實(shí)際測(cè)量，其接頭毛刺處的溫度在850℃以上，立即用液壓去毛刺機(jī)將毛刺去除。因鋼筋有月牙筋和縱肋，根據(jù)實(shí)際尺寸，以縱肋尺寸為鋼筋的外徑去除毛刺，接頭處成為以縱肋尺寸為直徑的圓形。為焊接下一個(gè)接頭，鋼筋在去除毛刺后向前送進(jìn)，到達(dá)接頭處理工位，在焊接下一個(gè)接頭的同時(shí)用已設(shè)計(jì)的鋼筋接頭處理的成型模具，采用專用75～100t沖壓機(jī)床，對(duì)已去毛刺的接頭進(jìn)行擠(沖)壓成型。但在鋼筋送進(jìn)的過程中閃光對(duì)焊接頭處的溫度已經(jīng)降低，為了保證接頭在熱態(tài)下成型，因而要對(duì)接頭處進(jìn)行加熱，使其溫度達(dá)到850℃以上，加熱方法采用火焰加熱或高頻加熱，加熱范圍以HRB335φ25mm的鋼筋為例，為30mm范圍內(nèi)。經(jīng)以上成型后，接頭處外觀和尺寸基本與鋼筋一致，形成了等強(qiáng)度連接鋼筋。最后，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所需尺寸進(jìn)行定尺寸的切斷，實(shí)現(xiàn)了工廠化加工，并消除了鋼筋頭的浪費(fèi)。
經(jīng)以上處理的鋼筋，經(jīng)天津市建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心天津市質(zhì)量檢驗(yàn)站第二十四站測(cè)試，全部達(dá)到了JGJ18-2003標(biāo)準(zhǔn)中的各項(xiàng)指標(biāo)。檢測(cè)結(jié)果見表1、表2。
表1鋼材焊接性能檢驗(yàn)報(bào)告

表2鋼材焊接性能檢驗(yàn)報(bào)告

對(duì)照?qǐng)D3、圖4和圖5可以看出，處理后的鋼筋接頭金相組織比未經(jīng)處理的閃光對(duì)焊的鋼筋接頭金相組織更加細(xì)化，經(jīng)處理后的鋼筋接頭金相組織比鋼筋原來的組織也要細(xì)小。其原因是由于接頭處理時(shí)，接頭加熱到850℃以上，相當(dāng)于對(duì)閃光對(duì)焊接頭進(jìn)行了一次再結(jié)晶熱處理，同時(shí)在沖壓成型時(shí)又對(duì)閃光對(duì)焊接頭進(jìn)行鍛造，使得接頭金相組織更加細(xì)小，因而保證了鋼筋接頭的力學(xué)性能與母材等強(qiáng)度。
對(duì)照?qǐng)D6可以看出，試件破壞是在遠(yuǎn)離接頭的母材上，說明經(jīng)處理后的鋼筋接頭抗拉強(qiáng)度符合JGJ18-2003標(biāo)準(zhǔn)的要求。
對(duì)照?qǐng)D7可以看出，彎曲90°后接頭處無裂紋產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.鋼筋連續(xù)連接中閃光對(duì)焊接頭的一種新型處理方法，其特征在于包括以下步驟(1)鋼筋閃光對(duì)焊；(2)在熱態(tài)下去除接頭的毛刺；(3)在接縫兩側(cè)進(jìn)行加熱，使溫度達(dá)850℃以上；(4)用成型胎膜沖(擠)壓成型，同時(shí)把縱肋處的多余部分去掉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼筋連續(xù)連接中閃光對(duì)焊接頭的一種新型處理方法，其特征在步驟(2)中以鋼筋縱肋尺寸為外徑去除毛刺，接頭處成為以縱肋尺寸為直徑的圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼筋連續(xù)連接中閃光對(duì)焊接頭的一種新型處理方法，其特征在步驟(3)中加熱的范圍為接縫兩側(cè)鋼筋的半經(jīng)再加2.5-5毫米范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼筋連續(xù)連接中閃光對(duì)焊接頭的一種新型處理方法，其特征在步驟(3)中加熱方式為火焰加熱或高頻加熱。
5.鋼筋連續(xù)連接中閃光對(duì)焊接頭的一種新型處理裝置，其特征在于該裝置包括一個(gè)成型模具，其特征在于所述成型模具以鋼筋縱肋中心線分為上下兩部分形狀和尺寸相同的上模和下模；上下模成型部分外徑等于鋼筋的內(nèi)徑；在分模面與成型面的連接處留有與鋼筋縱肋外形和尺寸基本相同的縱肋槽；在擠壓成型時(shí)，被擠壓出的金屬，都從模具縱肋成型的兩側(cè)擠出，保證了縱肋成型尺寸，多余部分在縱肋成型的同時(shí)切除；橫肋槽將成型部分對(duì)稱地分為兩部分；橫肋槽的形狀和尺寸與鋼筋橫肋的形狀和尺寸基本相同；模具成型部分以外的尺寸根據(jù)鋼筋的公稱直徑來定，并具有一定的寬度，保證在鋼筋接頭擠壓成型時(shí)不產(chǎn)生彎曲變形；在模具的上模和下模上設(shè)計(jì)了導(dǎo)柱和導(dǎo)孔；成型模具的上模和下模分別用模架連接固定在液壓沖壓機(jī)床的上壓頭和床面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋼筋連續(xù)連接中閃光對(duì)焊接頭的一種新型處理方法和設(shè)備。該處理方法，包括以下步驟(1)鋼筋閃光對(duì)焊；(2)在熱態(tài)下去除接頭的毛刺；(3)在接縫兩側(cè)進(jìn)行加熱，使溫度達(dá)850℃以上；(4)用成型胎模擠壓成型，同時(shí)把縱肋處的多余部分去掉。該處理設(shè)備包括一處理模具，所述成型模具以鋼筋縱肋中心線分為上下兩部分形狀和尺寸相同的上模和下模。對(duì)處理后的鋼筋接頭進(jìn)行了金相組織觀察，經(jīng)處理后的鋼筋接頭金相組織比未經(jīng)處理的閃光對(duì)焊的鋼筋接頭金相組織更加細(xì)化；經(jīng)以上成型后，接頭處外觀和尺寸基本與鋼筋一致。
文檔編號(hào)B21C25/02GK101069940SQ20071005761
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月13日
發(fā)明者韓國明, 安雅, 劉景鵬 申請(qǐng)人:天津大學(xué), 天津市亞天商貿(mào)有限公司