專利名稱：一種中碳鋼、低合金鋼的鋼絲格柵焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在道橋工程、建筑工程的水泥混凝土、浙青混凝土中作鋪裝層的金屬加強(qiáng)件，或水利提壩、隧道、路基、地面等軟基礎(chǔ)中作防沉降的雙向加強(qiáng)筋的焊接方法，具體的說，是涉及加筋用的鋼絲或鋼筋格柵網(wǎng)的焊接工藝。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)鋼絲格柵的固定方法是在縱、橫鋼筋上各自按網(wǎng)孔距軋出凹坑，橫鋼筋跳穿在縱鋼筋奇偶數(shù)間凹坑處編織就位，俗稱撥花網(wǎng)。由于縱、橫鋼筋十字交叉處只靠鋼筋上很淺的凹坑相互撥靠，網(wǎng)面松散，所以撥花網(wǎng)只能用于網(wǎng)孔距小的網(wǎng)片。對于編制方法的改進(jìn)是人工擲扎，將縱、橫鋼筋按網(wǎng)孔距尺寸要求于平面上排列擺放，然后在交叉點處使用細(xì)軟鋼絲，由人工擲扎的方法固定。但是其缺陷在于，人工擲扎鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)孔不均勻，網(wǎng)面松散，時有漏擲錯擲現(xiàn)象，費工費料，現(xiàn)場混亂，質(zhì)量不能夠保證，特別是縱、橫筋間的剝離力很小，單筋抗拉強(qiáng)度只有320Mpa，縱、橫筋間剝離力為200N。之后低碳鋼絲焊接格柵改善了混凝土結(jié)構(gòu)性能，提高了工程質(zhì)量。低碳鋼絲焊接格柵是通過專用焊機(jī)對縱鋼絲、橫鋼絲十字交叉處進(jìn)行電阻焊接，格間距準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)牢固、 工廠化生產(chǎn)、無人工漏綁錯綁現(xiàn)象、整體性強(qiáng)，不產(chǎn)生大的變形，混凝土保護(hù)層厚度均勻易于控制，明顯提高工程質(zhì)量。低碳焊接鋼絲格柵單絲抗拉強(qiáng)度為550Mpa，每延米抗拉屈服力為 50 150KN。但是隨著工程質(zhì)量指標(biāo)提升，尤其在特殊工程，如作為大型橋梁、高速路面混凝土鋪裝層、公路基礎(chǔ)防沉降墊層加筋時，低碳鋼絲焊接格柵的強(qiáng)度已不適應(yīng)。因此對鋼絲材質(zhì)和格柵的制作工藝提出新的要求。應(yīng)用中碳鋼、低合金鋼為母材的鋼絲格柵作混凝土夾筋可提高混凝土構(gòu)件強(qiáng)度和使用壽命、節(jié)約大量鋼材，加快工程進(jìn)度、降低工程造價。但是應(yīng)用中碳鋼、低合金鋼為母材其含碳量增高、使用工頻電阻焊一般工藝，由于冷速快致使焊接區(qū)奧氏體成分不均勻、在向低溫轉(zhuǎn)變時熱影響區(qū)產(chǎn)生脆硬的馬氏體組織冷裂紋，又由于硬度提高、塑性比降低、使焊接接點上疲勞強(qiáng)度降低而出現(xiàn)脆斷現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是應(yīng)用中碳鋼、低合金鋼為母材制作鋼絲格柵時，焊接點焊后脆斷的技術(shù)問題，提供一種中碳鋼、低合金鋼的鋼絲格柵焊接方法，利用本方法焊接而成的鋼絲格柵每延米抗拉屈服強(qiáng)度提高、焊點抗剝離力增強(qiáng)，能夠有效避免焊接點焊后脆斷。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種中碳鋼、低合金鋼的鋼絲格柵焊接方法，該方法按照以下步驟進(jìn)行a.將母材為中碳鋼、低合金鋼，單絲抗拉強(qiáng)度為1200 1550Mpa的鋼絲按照格間距相互垂直交叉排列成格柵結(jié)構(gòu)；b.用電阻焊焊機(jī)的電極壓住鋼絲交叉點，并施加壓力24. 5 49. 5Mpa ；
c.鋼絲交叉點處進(jìn)行電阻焊，焊接時間為0.02 0. 12s，焊接電流為1. 0 9. 6KA，交流電壓為6. 0 8. 5V，以使鋼絲交叉點形成焊點溶核，其溫度達(dá)到1550 1600 0C ；c.自然冷卻 0. 02 0. k ；d.繼續(xù)用所述步驟(b)的電阻焊焊機(jī)進(jìn)行加熱，加熱時間為0. 1 1. 5s，加熱電流為2. 2 8. 6KA，交流電壓為6. 0 8. 5V，使焊點溫度達(dá)到550 600°C ；e.自然冷卻0.3 0.5s，使焊點溫度降至低于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度；f.用所述步驟(b)的電阻焊焊機(jī)進(jìn)行回火處理，回火時間為0. 5 1. 5s,回火電流為1. 0 2. 5KA，交流電壓為6. 0 8. 5V，以使焊點溫度達(dá)到550 560°C ；g.自然冷卻 0.3s;h.將所述步驟(b)的電阻焊焊機(jī)的電極提起，撤掉施加壓力，焊接完成。所述步驟(a)中的鋼絲直徑在2. 5-10. 5mm范圍內(nèi)。所述步驟(a)中的格間距在50_200mm之間。所述步驟(b)中電阻焊焊機(jī)為多點焊機(jī)。本發(fā)明的有益效果是(1)利用本方法焊接而成的鋼絲格柵結(jié)構(gòu)牢固，縱鋼絲和橫鋼絲十字交叉垂直處焊后整體性強(qiáng)，單絲抗拉強(qiáng)度IOOOMpa 1550Mpa，格柵每延米抗拉屈服力和焊點抗剪切力均有顯著提高。(2)本發(fā)明主要適用中碳鋼、低合金鋼為母材，表面狀態(tài)可以是光圓、帶肋或螺旋狀等，使用材料范圍廣；與低碳鋼比較其強(qiáng)度提高，節(jié)材降耗，降低工程造價成本。鋼絲格柵技術(shù)參數(shù)的比較表
規(guī)格中碳鋼絲格柵低碳鋼絲格柵手工綁扎格柵技術(shù)指#\Φ3Χ100Χ100Φ3Χ 100X 100Φ3Χ100Χ100鋼絲直徑(mm)333格間距(mm)100X100100X100100X100單絲抗拉強(qiáng)度(MPa)1200 1500550320每延米抗拉力(KN)11138. 922. 6焊接處抗剪力(KN)21. 17格柵寬度(m)2 2. 52 2. 5格柵長度(m)400SS12 (3)本焊接方法采用縱橫鋼絲十字交叉點焊成格柵狀結(jié)構(gòu)達(dá)到共同均勻受力，起粘結(jié)錨固的目的，增強(qiáng)與混凝土的握裹力，使所形成混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能得到改善，有效防止混凝裂縫的產(chǎn)生，提高混凝土的內(nèi)在質(zhì)量；在混凝土路面或橋面內(nèi)配置焊接中碳鋼絲格柵作鋪裝層，可有效減少由于荷載或溫度變化引起的混凝土表面龜裂，對于受彎板類混凝土構(gòu)件使用焊接中碳鋼絲格柵可以提高板構(gòu)件的鋼度和抗裂性能，有效減少裂
縫的產(chǎn)生。(4)利用本方法焊接而成的鋼絲格柵由于抗拉強(qiáng)度大，蠕變小及對土體有較強(qiáng)地嵌鎖、咬合作用，能有效地對軟土地基礎(chǔ)進(jìn)行處理，約束土地側(cè)向位移，克服土地的不均勻沉降，極大程度地增強(qiáng)地基的承載能力，提高基礎(chǔ)的整體性能。(5)利用本方法焊接而成的鋼絲格柵整體性強(qiáng)、剛度大、彈性好，澆注混凝土?xí)r鋼絲格柵不易局部彎折或變形，混凝土保護(hù)層厚度均勻，易于控制，提高工程質(zhì)量。(6)本方法便于工廠化生產(chǎn)，保證制作質(zhì)量，同時使施工現(xiàn)場工程進(jìn)度加快，提高工作效率，減少用工量，工程期縮短，節(jié)約施工排水費用，凈化施工環(huán)境，促進(jìn)文明施工，進(jìn)一步加強(qiáng)了質(zhì)量管理。(7)本發(fā)明可焊接成面積為200 800m2的鋼絲格柵，卷繞包裝，便于吊裝儲運，施工鋪設(shè)方便，省工省力，現(xiàn)場清潔，利于文明施工。(8)本發(fā)明焊接的鋼絲格柵長度片狀可達(dá)6-12m，卷狀可達(dá)200 400m，減少了焊接搭接量，不僅節(jié)材，并且尺寸準(zhǔn)確，誤差小。


附圖是本發(fā)明中碳鋼、低合金鋼的鋼絲格柵焊接、加熱和回火溫度變化曲線示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明披露了一種中碳鋼、低合金鋼的鋼絲格柵焊接方法，應(yīng)用中碳鋼、低合金鋼為母材的鋼絲格柵，對其格柵交叉點進(jìn)行焊接，焊接之后分別進(jìn)行加熱處理和回火處理。加熱處理是為了補充熱量，延緩熔核結(jié)晶和延緩焊接熱影響區(qū)的冷卻速度；回火處理能夠消除焊點內(nèi)應(yīng)力，解決焊接鋼絲焊點脆斷問題，以得到有一定強(qiáng)度和硬度，同時具有較高韌性的焊接點。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以下實施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。以下實施例均采用多點電阻焊焊機(jī)同時對格柵結(jié)構(gòu)同一排的多個鋼絲交叉點進(jìn)行操作實施例1將母材為30#鋼，鋼絲直徑為2. 5mm，單絲抗拉強(qiáng)度為1200Mpa的光圓中碳鋼絲按照100X IOOmm的格間距相互垂直交叉排列成格柵結(jié)構(gòu)。用電阻焊焊機(jī)的上下電極壓住鋼絲交叉點，并施加壓力24. 5Mpa ；然后在鋼絲交叉點處進(jìn)行電阻焊，焊接時間為0. 02s，焊接電流為1. 0 1. 1KA，交流電壓為6. 0V,以使鋼絲交叉點形成焊點溶核，其溫度達(dá)到1550°C。 停止加熱，第一次自然冷卻0. 02s。繼續(xù)利用上述電阻焊焊機(jī)對焊點進(jìn)行加熱，加熱時間為 0. ls，加熱電流為8. 6 9. 0ΚΑ，交流電壓為6. 0V，使焊點溫度達(dá)到550°C。之后再停止加熱，第二次自然冷卻0. 3s，使焊點溫度降至低于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms )。再繼續(xù)利用上述電阻焊焊機(jī)進(jìn)行回火處理，回火時間為0. 5s，回火電流為1. 0 1. 2KA，交流電壓為6. 0V，以使焊點溫度達(dá)到550°C。最后自然冷卻0. 3s，將電阻焊焊機(jī)的電極提起，撤掉施加壓力， 焊接完成。經(jīng)試驗，焊接后的鋼絲格柵焊點抗剪切力為1. ^KN,格柵每延米抗拉屈服力達(dá)到 66. 2KN0實施例2將母材為50#鋼，鋼絲直徑為3. 0mm，單絲抗拉強(qiáng)度為1350Mpa的光圓中碳鋼絲按照100X IOOmm的格間距相互垂直交叉排列成格柵結(jié)構(gòu)。用電阻焊焊機(jī)的上下電極壓住鋼絲交叉點，并施加壓力27. 5Mpa ；然后在鋼絲交叉點處進(jìn)行電阻焊，焊接時間為0. 02s, 焊接電流為1. 25 1. 32KA，交流電壓為6. 0V,以使鋼絲交叉點形成焊點溶核，其溫度達(dá)到 1550°C。停止加熱，第一次自然冷卻0.02s。繼續(xù)利用上述電阻焊焊機(jī)對焊點進(jìn)行加熱，加熱時間為0. 7s，加熱電流為1. 1 1. 3KA，交流電壓為6. 0V，使焊點溫度達(dá)到550°C。之后再停止加熱，第二次自然冷卻0. 4s，使焊點溫度降至低于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms )。再繼續(xù)利用上述電阻焊焊機(jī)進(jìn)行回火處理，回火時間為0. 7s,回火電流為1. 3 1. 4KA，交流電壓為6. 0V,以使焊點溫度達(dá)到550°C。最后自然冷卻0. 3s，將電阻焊焊機(jī)的電極提起，撤掉施加壓力，焊接完成。經(jīng)試驗，焊接后的鋼絲格柵焊點抗剪切力為2. 10KN，格柵每延米抗拉屈服力達(dá)到 95. 4KN。實施例3將母材為45#鋼，鋼絲直徑為4. 0mm，單絲抗拉強(qiáng)度為1450Mpa的光圓中碳鋼絲按照100X IOOmm的格間距相互垂直交叉排列成格柵結(jié)構(gòu)。用電阻焊焊機(jī)的上下電極壓住鋼絲交叉點，并施加壓力31. 3Mpa ；然后在鋼絲交叉點處進(jìn)行電阻焊，焊接時間為0. 04s，焊接電流為4. 1 4. 42KA，交流電壓為6. 0 6. 5V，以使鋼絲交叉點形成焊點溶核，其溫度達(dá)到 1550°C。停止加熱，第一次自然冷卻0.08s。繼續(xù)利用上述電阻焊焊機(jī)對焊點進(jìn)行加熱，加熱時間為0. 8s，加熱電流為1. 4 1. 5KA，交流電壓為6. 0 6. 5V，使焊點溫度達(dá)到570°C。 之后再停止加熱，第二次自然冷卻0. 4s，使焊點溫度降至低于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度MM230°C )。 再繼續(xù)利用上述電阻焊焊機(jī)進(jìn)行回火處理，回火時間為0. 8s,回火電流為1. 45 1. 55KA， 交流電壓為6. 0 6. 5V，以使焊點溫度達(dá)到550°C。最后自然冷卻0. 3s，將電阻焊焊機(jī)的電極提起，撤掉施加壓力，焊接完成。經(jīng)試驗，焊接后的鋼絲格柵焊點抗剪切力為3. 35KN，格柵每延米抗拉屈服力達(dá)到 182. 1KN。實施例4將母材為55#鋼，鋼絲直徑為5. Omm,單絲抗拉強(qiáng)度為1550Mpa的螺旋肋中碳鋼絲按照100X IOOmm的格間距相互垂直交叉排列成格柵結(jié)構(gòu)。用電阻焊焊機(jī)的上下電極壓住鋼絲交叉點，并施加壓力34. 2Mpa ；然后在鋼絲交叉點處進(jìn)行電阻焊，焊接時間為0. 06s，焊接電流為6. 1 6. 5KA，交流電壓為6. 0 6. 5V，以使鋼絲交叉點形成焊點溶核，其溫度達(dá)到1550°C。停止加熱，第一次自然冷卻0. Is。繼續(xù)利用上述電阻焊焊機(jī)對焊點進(jìn)行加熱，加熱時間為1.0s，加熱電流為1.6 1.7以，交流電壓為6.0 6. 5V，使焊點溫度達(dá)到580°C。 之后再停止加熱，第二次自然冷卻0. 4s，使焊點溫度降至低于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度MM230°C )。 再繼續(xù)利用上述電阻焊焊機(jī)進(jìn)行回火處理，回火時間為1. 4s,回火電流為1. 65 1. 85KA，交流電壓為6. 0 6. 5V，以使焊點溫度達(dá)到580°C。最后自然冷卻0. 3s，將電阻焊焊機(jī)的電極提起，撤掉施加壓力，焊接完成。經(jīng)試驗，焊接后的鋼絲格柵焊點抗剪切力為4. 52KN，格柵每延米抗拉屈服力達(dá)到 304. ^(N。實施例5將母材為30MnSi，鋼絲直徑為7. Imm,單絲抗拉強(qiáng)度為1420Mpa的螺旋肋低合金鋼絲按照100X IOOmm的格間距相互垂直交叉排列成格柵結(jié)構(gòu)。用電阻焊焊機(jī)的上下電極壓住鋼絲交叉點，并施加壓力37. 2Mpa ；然后在鋼絲交叉點處進(jìn)行電阻焊，焊接時間為0. 08s, 焊接電流為7. 2 7. 8KA，交流電壓為7. 0 7. 5V，以使鋼絲交叉點形成焊點溶核，其溫度達(dá)到1600°C。停止加熱，第一次自然冷卻0.15s。繼續(xù)利用上述電阻焊焊機(jī)對焊點進(jìn)行加熱，加熱時間為1.2s，加熱電流為1.8 1.95KA，交流電壓為7.0 7. 5V，使焊點溫度達(dá)到570°C。之后再停止加熱，第二次自然冷卻0. 5s，使焊點溫度降至低于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度M423(TC )。再繼續(xù)利用上述電阻焊焊機(jī)進(jìn)行回火處理，回火時間為1.5s，回火電流為
1.9 2. OKA,交流電壓為7. 0 7. 5V，以使焊點溫度達(dá)到580°C。最后自然冷卻0. 3s，將電阻焊焊機(jī)的電極提起，撤掉施加壓力，焊接完成。經(jīng)試驗，焊接后的鋼絲格柵焊點抗剪切力為7. 25KN，格柵每延米抗拉屈服力達(dá)到 561. 6KN。實施例6將母材為30MnSi，鋼絲直徑為10. 5mm,單絲抗拉強(qiáng)度為1420Mpa的螺旋肋低合金鋼絲按照100X IOOmm的格間距相互垂直交叉排列成格柵結(jié)構(gòu)。用電阻焊焊機(jī)的上下電極壓住鋼絲交叉點，并施加壓力49. 5Mpa ；然后在鋼絲交叉點處進(jìn)行電阻焊，焊接時間為 0. 12s，焊接電流為8. 0 9. 6KA，交流電壓為8. 0 8. 5V，以使鋼絲交叉點形成焊點溶核， 其溫度達(dá)到1600°C。停止加熱，第一次自然冷卻0.20s。繼續(xù)利用上述電阻焊焊機(jī)對焊點進(jìn)行加熱，加熱時間為1. 5s，加熱電流為2. 0 2. 5KA，交流電壓為8. 0 8. 5V，使焊點溫度達(dá)到600°C。之后再停止加熱，第二次自然冷卻0. 5s,使焊點溫度降至低于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度M423(TC )。再繼續(xù)利用上述電阻焊焊機(jī)進(jìn)行回火處理，回火時間為1.5s，回火電流為
2.0 2. 5KA，交流電壓為8. 0 8. 5V，以使焊點溫度達(dá)到600°C。最后自然冷卻0. 3s，將電阻焊焊機(jī)的電極提起，撤掉施加壓力，焊接完成。經(jīng)試驗，焊接后的鋼絲格柵焊點抗剪切力為15. ^KN,格柵每延米抗拉屈服力達(dá)到 1229KN。盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種中碳鋼、低合金鋼的鋼絲格柵焊接方法，其特征在于，該方法按照以下步驟進(jìn)行a.將母材為中碳鋼、低合金鋼，單絲抗拉強(qiáng)度為1200 1550Mpa的鋼絲按照格間距相互垂直交叉排列成格柵結(jié)構(gòu)；b.用電阻焊焊機(jī)的電極壓住鋼絲交叉點，并施加壓力24.5 49. 5Mpa ；c.鋼絲交叉點處進(jìn)行電阻焊，焊接時間為0.02 0. 12s，焊接電流為1. 0 9. 6KA，交流電壓為6. 0 8. 5V，以使鋼絲交叉點形成焊點溶核，其溫度達(dá)到1550 1600°C ；c.自然冷卻0.02 0. k ；d.繼續(xù)用所述步驟(b)的電阻焊焊機(jī)進(jìn)行加熱，加熱時間為0.1 1. 5s，加熱電流為 2. 2 8. 6KA，交流電壓為6. 0 8. 5V，使焊點溫度達(dá)到550 600°C ；e.自然冷卻0.3 0. 5s，使焊點溫度降至低于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度；f.用所述步驟(b)的電阻焊焊機(jī)進(jìn)行回火處理，回火時間為0.5 1.5s，回火電流為 1. 0 2. 5KA，交流電壓為6. 0 8. 5V，以使焊點溫度達(dá)到550 560°C ；g.自然冷卻0.3s;h.將所述步驟(b)的電阻焊焊機(jī)的電極提起，撤掉施加壓力，焊接完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中碳鋼、低合金鋼的鋼絲格柵焊接方法，其特征在于，所述步驟(a)中的鋼絲直徑在2. 5-10. 5mm范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中碳鋼、低合金鋼的鋼絲格柵焊接方法，其特征在于，所述步驟(a)中的格間距在50-200mm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中碳鋼、低合金鋼的鋼絲格柵焊接方法，其特征在于，所述步驟(b)中電阻焊焊機(jī)為多點焊機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中碳鋼、低合金鋼的鋼絲格柵焊接方法，該方法將母材為中碳鋼、低合金鋼的鋼絲按照格間距相互垂直交叉排列成格柵結(jié)構(gòu)；用電阻焊焊機(jī)的電極壓住鋼絲交叉點施加壓力，進(jìn)行電阻焊，然后第一次自然冷卻，再進(jìn)行加熱，之后進(jìn)行第二次自然冷卻，最后進(jìn)行回火處理，撤掉壓力完成焊接。本發(fā)明解決了焊接鋼絲焊點脆斷現(xiàn)象，提高鋼絲格柵單筋抗拉強(qiáng)度、增強(qiáng)格柵每延米抗拉屈服力，節(jié)約鋼材；具有適合工廠化生產(chǎn)、保證制作質(zhì)量，施工現(xiàn)場鋪設(shè)方便、節(jié)省勞力、提高工效、縮短工期凈化施工環(huán)境，促進(jìn)文明施工，降低工程造價成本等優(yōu)點。
文檔編號B23K11/00GK102328148SQ20111025118
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者李文龍, 王延昭 申請人:李文龍