專利名稱：鋼筋連續(xù)連接中閃光對焊接頭的一種新型處理方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋼筋的連接技術，特別涉及鋼筋連續(xù)連接中閃光對焊接頭的一種新型處理方法和設備。
背景技術：
《鋼筋機械連接通用技術規(guī)范》規(guī)定，可以在高應力部位設置接頭，接頭在梁端，柱端，箍筋加密區(qū)無法避開時，應采用I級接頭或II級接頭，但同一連接區(qū)段內受力鋼筋接頭百分率不應大于50％。按照設計要求，對于某一過渡結構，接頭位置有嚴格的限制，這樣，在使用時，因購進的鋼筋有一定長度(每根12m)，所以就會產生大量的短料。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。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。接頭性能達到了《鋼筋機械連接通用技術規(guī)范》JGJ107-2003中A級接頭的各項指標。
無論采用哪種加工方法，根據《鋼筋機械連接通用技術規(guī)范》規(guī)定對接頭的要求，都會產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構中，使用的鋼筋為1.5億噸。按產生2％的鋼筋頭來計算，每年浪費的鋼筋頭即達到3000噸，按每噸價格3000元來計算，就會浪費9百萬～1億元人民幣。如何消除鋼筋頭，目前對鋼筋制造及使用者都是一個很重要的課題。國外，例如日本神鋼采用鋼坯焊接進行連焊連軋。我國東北大學也對此進行了研究。但我國還沒有達到這種生產技術要求，因此，急需對現有鋼筋進行等強度連接技術，使鋼筋連接處進行加工處理后，接頭處達到與母材基體金屬等強度，長度可以無限延伸。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供鋼筋連續(xù)連接中閃光對焊接頭的一種新型處理方法和設備，實現接頭處與鋼筋的外觀及尺寸一致連續(xù)鋼筋的連接加工。鋼筋等強度連接經加工處理后，根據技術需要進行定尺寸的切斷，消除在鋼筋加工中的鋼筋頭的浪費。
鋼筋連續(xù)連接中閃光對焊接頭的一種新型處理方法，包括以下步驟
(1)鋼筋閃光對焊；(2)在熱態(tài)下去除接頭的毛刺；(3)在接縫兩側進行加熱，使溫度達850℃以上；(4)用成型胎模擠壓成型，同時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鋼筋的半經再加2.5-5毫米范圍內。
上述加熱方式為火焰加熱或高頻加熱。
鋼筋連續(xù)連接中閃光對焊接頭的一種新型處理設備，該裝置包括閃光對焊機、液壓去毛刺機、火焰或高頻加熱裝置、成型模具、液壓沖壓機床、傳動裝置等。
其中成型模具是根據國家標準規(guī)定的熱軋帶肋鋼筋的尺寸和允許偏差進行設計的。成型模具的形狀和結構為對稱的上模和下模。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，被擠壓出的金屬，都從模具縱肋成型的兩側擠出，保證了縱肋成型尺寸，多余部分在縱肋成型的同時切除；橫肋槽將成型部分對稱地分為兩部分；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再加2.5-5毫米。在擠壓成型時，被擠壓出的金屬，都從模具縱肋成型的兩側擠出，保證了縱肋成型尺寸，多余部分在縱肋成型的同時切除。
為了防止鋼筋接頭處在擠壓成型時產生彎曲變形，需要對擠壓成型處的兩側壓緊，因而模具成型部分以外的尺寸根據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不產生彎曲變形。
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床的上壓頭和床面上，在模具的上模和下模上設計了導柱和導孔。
本發(fā)明相對于現有技術，具有如下優(yōu)點(1)對處理后的鋼筋接頭進行了金相組織觀察，經處理后的鋼筋接頭金相組織比未經處理的閃光對焊的鋼筋接頭金相組織更加細化。其原因是由于接頭處理時，接頭加熱到850℃以上，相當于對閃光對焊接頭進行了一次再結晶熱處理，同時在沖壓成型時又對閃光對焊接頭進行鍛造，使得接頭金相組織更加細小，因而保證了鋼筋接頭的力學性能。
(2)經以上成型后，接頭處外觀和尺寸基本與鋼筋一致。最后，根據建筑結構和鋼筋混凝土結構所需尺寸進行定尺寸的切斷，實現了工廠化加工，從而消除了鋼筋頭的浪費。


圖1成型模具結構2等強度連接后的鋼筋；圖3閃光對焊的鋼筋接頭金相組織照片；圖4等強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等強度連接后鋼筋接頭抗拉強度試驗試件；圖7等強度連接后鋼筋接頭彎曲試驗試件；具體實施方式
以HRB335φ25mm的鋼筋為例，在此實施方式中，當鋼筋閃光對焊后，在接頭處由于預鍛的原因，會產生毛刺，即接頭擠壓凸起部分，必須在熱態(tài)下立即去除毛刺。根據對閃光對焊接頭焊后溫度立即實際測量，其接頭毛刺處的溫度在850℃以上，立即用液壓去毛刺機將毛刺去除。因鋼筋有月牙筋和縱肋，根據實際尺寸，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。為焊接下一個接頭，鋼筋在去除毛刺后向前送進，到達接頭處理工位，在焊接下一個接頭的同時用已設計的鋼筋接頭處理的成型模具，采用專用75～100t沖壓機床，對已去毛刺的接頭進行擠(沖)壓成型。但在鋼筋送進的過程中閃光對焊接頭處的溫度已經降低，為了保證接頭在熱態(tài)下成型，因而要對接頭處進行加熱，使其溫度達到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。經以上成型后，接頭處外觀和尺寸基本與鋼筋一致，形成了等強度連接鋼筋。最后，根據建筑結構和鋼筋混凝土結構所需尺寸進行定尺寸的切斷，實現了工廠化加工，并消除了鋼筋頭的浪費。
經以上處理的鋼筋，經天津市建筑工程質量檢測中心天津市質量檢驗站第二十四站測試，全部達到了JGJ18-2003標準中的各項指標。檢測結果見表1、表2。
表1鋼材焊接性能檢驗報告

表2鋼材焊接性能檢驗報告

對照圖3、圖4和圖5可以看出，處理后的鋼筋接頭金相組織比未經處理的閃光對焊的鋼筋接頭金相組織更加細化，經處理后的鋼筋接頭金相組織比鋼筋原來的組織也要細小。其原因是由于接頭處理時，接頭加熱到850℃以上，相當于對閃光對焊接頭進行了一次再結晶熱處理，同時在沖壓成型時又對閃光對焊接頭進行鍛造，使得接頭金相組織更加細小，因而保證了鋼筋接頭的力學性能與母材等強度。
對照圖6可以看出，試件破壞是在遠離接頭的母材上，說明經處理后的鋼筋接頭抗拉強度符合JGJ18-2003標準的要求。
對照圖7可以看出，彎曲90°后接頭處無裂紋產生。
權利要求
1.鋼筋連續(xù)連接中閃光對焊接頭的一種新型處理方法，其特征在于包括以下步驟(1)鋼筋閃光對焊；(2)在熱態(tài)下去除接頭的毛刺；(3)在接縫兩側進行加熱，使溫度達850℃以上；(4)用成型胎膜沖(擠)壓成型，同時把縱肋處的多余部分去掉。
2.根據權利要求1所述鋼筋連續(xù)連接中閃光對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.根據權利要求1所述鋼筋連續(xù)連接中閃光對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鋼筋的半經再加2.5-5毫米范圍內。
4.根據權利要求1所述鋼筋連續(xù)連接中閃光對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)連接中閃光對焊接頭的一種新型處理裝置，其特征在于該裝置包括一個成型模具，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，被擠壓出的金屬，都從模具縱肋成型的兩側擠出，保證了縱肋成型尺寸，多余部分在縱肋成型的同時切除；橫肋槽將成型部分對稱地分為兩部分；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不產生彎曲變形；在模具的上模和下模上設計了導柱和導孔；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)連接中閃光對焊接頭的一種新型處理方法和設備。該處理方法，包括以下步驟(1)鋼筋閃光對焊；(2)在熱態(tài)下去除接頭的毛刺；(3)在接縫兩側進行加熱，使溫度達850℃以上；(4)用成型胎模擠壓成型，同時把縱肋處的多余部分去掉。該處理設備包括一處理模具，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。對處理后的鋼筋接頭進行了金相組織觀察，經處理后的鋼筋接頭金相組織比未經處理的閃光對焊的鋼筋接頭金相組織更加細化；經以上成型后，接頭處外觀和尺寸基本與鋼筋一致。
文檔編號B21C25/02GK101069940SQ20071005761
公開日2007年11月14日 申請日期2007年6月13日 優(yōu)先權日2007年6月13日
發(fā)明者韓國明, 安雅, 劉景鵬 申請人:天津大學, 天津市亞天商貿有限公司