鋼筋對(duì)接等強(qiáng)度焊接接頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種鋼筋對(duì)接等強(qiáng)度焊接接頭，包括兩根平行設(shè)置的、直徑D相等的鋼筋條，或者一根直徑D的鋼筋條彎曲后的兩端頭，其特征在于：兩根鋼筋條相對(duì)應(yīng)的兩端頭，或者一根鋼筋條彎曲后的兩端頭，采用電阻壓接焊焊接，兩根鋼筋條相互壓入的深度大于直徑D的80%，兩個(gè)端頭的搭接長(zhǎng)度L為（0.5-1.5）D；焊接接頭抗拉試驗(yàn)拉斷力達(dá)到鋼筋條母材極限拉力。本發(fā)明的焊接接頭：相比于電弧焊接頭，本發(fā)明兩根鋼筋條搭接長(zhǎng)度很短，最小僅需0.5倍鋼筋直徑長(zhǎng)度，就能形成牢固的連接結(jié)構(gòu)；焊接接頭平均拉斷力達(dá)到母材極限拉力，甚至超過(guò)母材極限拉力，在母材斷裂時(shí)，焊接接頭仍然完整；具有優(yōu)異的力學(xué)性能，能作為箍筋應(yīng)用在混凝土梁、柱上，滿足建筑物的需要。
【專利說(shuō)明】鋼筋對(duì)接等強(qiáng)度焊接接頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平行排列的兩根鋼筋之間通過(guò)焊接進(jìn)行連接的焊接接頭，尤其是鋼筋對(duì)接等強(qiáng)度焊接接頭。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]目前在建筑工程領(lǐng)域，兩根鋼筋對(duì)接焊，常用焊接工藝包括:閃光對(duì)焊、電弧焊、電渣壓力焊、氣壓焊、電阻對(duì)焊等。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》均有較成熟的工藝要求。
[0004]電弧焊接頭為人工采用焊條在鋼筋搭接段兩側(cè)采用電弧焊的形式形成的焊接接頭。缺點(diǎn):質(zhì)量不穩(wěn)定、搭接長(zhǎng)度較長(zhǎng)、兩根鋼筋不在同一直線上，接頭受力不利，容易撕裂。
[0005]閃光對(duì)焊接頭系采用閃光對(duì)焊工藝實(shí)現(xiàn)的對(duì)接接頭。缺點(diǎn):鋼筋對(duì)中偏差和閃光燒蝕程度不易控制，對(duì)接頭抗拉強(qiáng)度影響較大，特別是小直徑鋼筋，不容易實(shí)現(xiàn)鋼筋接頭強(qiáng)度與母材等強(qiáng)。
[0006]在名稱為“組合焊接復(fù)合箍筋”、申請(qǐng)?zhí)枮閆L201220183296.1的實(shí)用新型專利申請(qǐng)文件中，公開(kāi)了外圍箍筋的接頭采用對(duì)焊焊接、內(nèi)部箍筋的連接點(diǎn)采用電焊焊接、外圍箍筋與內(nèi)部箍筋之間采用電焊焊接構(gòu)成的復(fù)合箍筋結(jié)構(gòu)，而且對(duì)焊采用對(duì)焊機(jī)、點(diǎn)焊采用懸掛式電阻電焊機(jī)完成；該種復(fù)合箍筋結(jié)構(gòu)，能節(jié)省傳統(tǒng)箍筋需要的90度或135度彎鉤的鋼筋，最高能節(jié)省25%左右的鋼筋，而且能在工廠機(jī)械化生產(chǎn)，具有強(qiáng)度高、制作準(zhǔn)確、施工方便等優(yōu)點(diǎn)；但，該焊接鋼筋網(wǎng)片(箍筋)采用的對(duì)焊以及點(diǎn)焊，焊點(diǎn)的壓入深度過(guò)小，不能保證焊點(diǎn)的抗剪力，其焊接接頭相關(guān)力學(xué)性能指標(biāo)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼筋母材。該種焊接網(wǎng)片鋼筋應(yīng)用于樓板時(shí)，由于壓入深度較小，因此影響受壓區(qū)高度，對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件不利；而且，該種焊接網(wǎng)片鋼筋一般僅應(yīng)用于建筑物的墻、板，不能作為箍筋應(yīng)用在混凝土梁、柱上，因?yàn)槠浜附咏宇^力學(xué)性能要求不高。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種抗拉試驗(yàn)拉斷力達(dá)到鋼筋條母材極限拉力的鋼筋對(duì)接等強(qiáng)度焊接接頭。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種鋼筋對(duì)接等強(qiáng)度焊接接頭，包括兩根平行設(shè)置的、直徑D相等的鋼筋條，或者一根直徑D的鋼筋條彎曲后的兩端頭，其特征在于:兩根鋼筋條相對(duì)應(yīng)的兩端頭，或者一根鋼筋條彎曲后的兩端頭，采用電阻壓接焊焊接，兩根鋼筋條相互壓入的深度大于直徑D的80%，兩個(gè)端頭的搭接長(zhǎng)度L為(0.5-1.5)D ；焊接接頭抗拉試驗(yàn)拉斷力達(dá)到鋼筋條母材極限拉力。
[0010]進(jìn)一步的特征是:相對(duì)應(yīng)的兩端頭，相互壓入的深度為直徑D，焊接接頭高度H=D，兩個(gè)端頭的搭接長(zhǎng)度L=D。
[0011]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的鋼筋對(duì)接等強(qiáng)度焊接接頭具有如下優(yōu)點(diǎn): 1、相比于電弧焊接頭，本發(fā)明兩根鋼筋條搭接長(zhǎng)度很短，最小僅需0.5倍鋼筋直徑長(zhǎng)度，就能形成牢固的連接結(jié)構(gòu)。
[0012]2、相比于閃光對(duì)焊接頭，不受對(duì)中影響和閃光燒蝕程度影響，質(zhì)量穩(wěn) 定，并且焊接功率小，電網(wǎng)要求低，更節(jié)能環(huán)保且易于推廣。
[0013]3、經(jīng)多次拉伸試驗(yàn)，焊接接頭平均拉斷力達(dá)到母材極限拉力，甚至超過(guò)母材極限拉力，在母材斷裂時(shí)，焊接接頭仍然完整；
4、本發(fā)明的電阻壓接焊，焊接的時(shí)間很短，通常不超過(guò)兩秒鐘，大幅度提高了功效。
[0014]焊接接頭與母材的強(qiáng)度相等(或基本相等)，具有優(yōu)異的力學(xué)性能，不但應(yīng)用于建筑物的墻、板，更能作為箍筋應(yīng)用在混凝土梁、柱上，滿足建筑物的需要。
[0015]
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1一1、1-2是本發(fā)明鋼筋對(duì)接等強(qiáng)度焊接接頭結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明電阻對(duì)接焊操作示意圖；
圖3本發(fā)明電阻對(duì)接焊操作示意圖；
圖4-1、4-2、4-3、4-4是本發(fā)明對(duì)接焊接接頭的幾種常見(jiàn)形式；
圖5是本發(fā)明焊接接頭的彎曲試驗(yàn)所得結(jié)果圖；
圖6、7是本發(fā)明焊接接頭的性能試驗(yàn)結(jié)構(gòu)圖。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0019]如圖1-1、1_2所示，本發(fā)明的鋼筋對(duì)接等強(qiáng)度焊接接頭，包括兩根平行設(shè)置的、直徑D相等的鋼筋條1、2，或者一根直徑D的鋼筋條彎曲后的兩端頭，其特征在于:兩根鋼筋條相對(duì)應(yīng)的兩端頭，或者一根鋼筋條彎曲后的兩端頭，采用電阻壓接焊焊接，兩根鋼筋條相互壓入的深度大于直徑D的80%，兩根鋼筋條焊接后焊接接頭的高度H為(1.0-1.2) D，兩個(gè)端頭的搭接長(zhǎng)度L為(0.5-1.5)D ;焊接接頭抗拉試驗(yàn)拉斷力達(dá)到鋼筋條母材極限拉力。搭接長(zhǎng)度L具體可以為0.5 D、0.6D、0.8 D、0.9D、1.0 DU.2 DU.4 DU.5 D等，都能瞞著本發(fā)明需要。
[0020]圖1-2中，一根鋼筋條彎曲后的兩端頭，壓入深度與直徑D相等，焊接接頭的高度H與直徑D相等，鋼筋條1、2相互全部壓入，兩個(gè)端頭的搭接長(zhǎng)度L=D，焊接接頭的焊縫3是一個(gè)斜面(是相貫線，在平面上一條直線)。
[0021]本發(fā)明的電阻壓接對(duì)接焊技術(shù)，工藝過(guò)程分為三段:預(yù)熱、焊接和回火，相應(yīng)的焊接電流、焊接時(shí)間、預(yù)鍛壓力根據(jù)鋼筋直徑和材質(zhì)不同，而相應(yīng)變化。本發(fā)明采用的電阻壓接對(duì)接焊，不是本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠選擇相關(guān)參數(shù)以實(shí)現(xiàn)該工藝，在此不做詳細(xì)的描述。
[0022]如圖2、3中，本發(fā)明電阻壓接對(duì)接焊操作工藝示意圖，將兩根平行設(shè)置的、直徑D相等的鋼筋條1、2，或者一根直徑D的鋼筋條彎曲后的兩端頭，設(shè)置在兩個(gè)電極之間，根據(jù)鋼筋直徑、材質(zhì)以及壓入的深度等參數(shù)，選取合適的通電電流(電壓)、通電時(shí)間、預(yù)鍛壓力等電阻對(duì)接焊工藝參數(shù)，電極壓力要在1.0-3.5MPa之間，先預(yù)熱，再通電使兩根鋼筋條1、2在很短的時(shí)間內(nèi)融化(軟化)，較高預(yù)鍛壓力作用在兩個(gè)電極上，兩個(gè)電極再作用在兩根鋼筋條1、2的端頭上，推動(dòng)兩根鋼筋條1、2的端頭相互靠攏并壓入，兩根鋼筋條端頭(或者一根直徑鋼筋條彎曲后的兩端頭)相互壓入的深度大于直徑D的80%并符合工藝要求后停止加壓；然后回火調(diào)質(zhì)，改善焊接接頭的力學(xué)性能。本發(fā)明的電阻壓接焊，焊接的時(shí)間很短，通常不超過(guò)兩秒鐘，大幅度提高了功效；而且熔融狀態(tài)的兩端頭能快速融合，充分融合。本發(fā)明采用的電阻壓接焊焊接，不是本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)，在此不做詳細(xì)的描述。
[0023]如圖4-1、4-2、4-3、4_4所示，在兩個(gè)電極上設(shè)置不同結(jié)構(gòu)的模具，就可以相應(yīng)形成不同的對(duì)接焊焊接接頭結(jié)構(gòu)，滿足不同工藝要求的強(qiáng)度等性能指標(biāo)；圖4-1是平行搭接形成的圓柱形焊接頭，在電極上設(shè)有圓柱成型槽，在壓接焊時(shí)多余的金屬流入該圓柱成型槽(模具)內(nèi)，形成圓柱形焊接接頭，可增加焊頭強(qiáng)度；圖4-2是平行搭接焊形成的橢圓形焊接頭，在電極上設(shè)有橢圓成型槽，在壓接焊時(shí)多余的金屬流入該橢圓成型槽(模具)內(nèi)，形成橢圓形焊接接頭，可增加焊頭強(qiáng)度，適應(yīng)橢圓形接頭應(yīng)用部位的需要；圖4-3是平行搭接焊形成的矩形焊接頭，在電極上設(shè)有矩形成型槽，在壓接焊時(shí)多余的金屬流入該矩形成型槽(模具)內(nèi)，形成矩形焊接接頭，可增加焊頭強(qiáng)度，適應(yīng)矩形接頭應(yīng)用部位的需要；圖4-4是在壓接焊(搭接焊)后，用專門裝置(如切削刀具、剪切、沖切等裝置)，去除焊接接頭外側(cè)流出的多余金屬料(在焊接接頭外側(cè)形成的“耳朵”)，形成光滑焊頭，與母材的直徑相等的光滑焊接接頭，形成直管，外觀較好，看不到明顯的焊縫，適應(yīng)直條焊接接頭應(yīng)用部位的需要。
[0024]如圖5中，對(duì)本發(fā)明的焊接接頭進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，對(duì)焊接接頭彎曲90°，結(jié)果在焊接區(qū)域(稍大于焊接接頭搭接長(zhǎng)度的區(qū)域)無(wú)斷裂、開(kāi)裂，試驗(yàn)結(jié)果非常滿意，表明本發(fā)明的焊接接頭強(qiáng)度等力學(xué)性能指標(biāo)達(dá)到、甚至超過(guò)母材的相關(guān)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了等強(qiáng)度焊接，形成了等強(qiáng)度焊接接頭。
[0025]如圖6、7所示，對(duì)本發(fā)明的對(duì)接焊接接頭進(jìn)行抗彎、抗拉等性能試驗(yàn)；
本發(fā)明的焊接接頭， 申請(qǐng)人:做了上千次對(duì)比試驗(yàn)，獲得了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)論為:通過(guò)調(diào)節(jié)電阻壓接焊接工藝參數(shù)，使得鋼筋壓入深度在30%左右時(shí)，試驗(yàn)最大拉斷力都能達(dá)到母材極限拉力(即母材被拉斷時(shí)的拉力值)的70%，平均拉斷力僅能達(dá)到母材極限拉力的50% ;鋼筋壓入深度在50%左右時(shí)，試驗(yàn)最大拉斷力最多能達(dá)到母材極限拉力的90%，平均拉斷力僅能達(dá)到母材極限拉力的70% ;鋼筋壓入深度在80%左右時(shí)，試驗(yàn)最大拉斷力能達(dá)到母材極限拉力、甚至超過(guò)母材極限拉力，即兩根母材的鋼筋條被拉斷(斷裂部位出現(xiàn)在兩根母材的鋼筋條上)，而焊接接頭沒(méi)有被拉斷。焊接接頭抗拉試驗(yàn)拉斷力達(dá)到鋼筋條母材極限拉力。
[0026]本發(fā)明的鋼筋對(duì)接等強(qiáng)度焊接接頭，焊接接頭與母材的強(qiáng)度相等，某些指標(biāo)甚至超過(guò)母材，具有優(yōu)異的力學(xué)性能，不但應(yīng)用于建筑物的墻、板，更能作為箍筋應(yīng)用在混凝土梁、柱上，滿足建筑物的需要。
[0027]最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼筋對(duì)接等強(qiáng)度焊接接頭，包括兩根平行設(shè)置的、直徑D相等的鋼筋條，或者一根直徑D的鋼筋條彎曲后的兩端頭，其特征在于:兩根鋼筋條相對(duì)應(yīng)的兩端頭，或者一根鋼筋條彎曲后的兩端頭，采用電阻壓接焊焊接，兩根鋼筋條相互壓入的深度大于直徑D的80%，兩個(gè)端頭的搭接長(zhǎng)度L為(0.5-1.5) D ;焊接接頭抗拉試驗(yàn)拉斷力達(dá)到鋼筋條母材極限拉力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼筋對(duì)接等強(qiáng)度焊接接頭，其特征在于:相對(duì)應(yīng)的兩端頭，相互壓入的深度為直徑D，焊接接頭高度H=D，兩個(gè)端頭的搭接長(zhǎng)度L=D。
【文檔編號(hào)】B23K11/00GK103624384SQ201310697139
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】李智能, 魏奇科, 汪建, 宋春芳, 狄佳, 李青楓 申請(qǐng)人:中冶建工集團(tuán)有限公司