鋼筋對接等強度焊接接頭的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種鋼筋對接等強度焊接接頭，包括兩根平行設置的、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：兩根鋼筋條相對應的兩端頭，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%，兩個端頭的搭接長度L為（0.5-1.5）D；焊接接頭抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力。本發明的焊接接頭：相比于電弧焊接頭，本發明兩根鋼筋條搭接長度很短，最小僅需0.5倍鋼筋直徑長度，就能形成牢固的連接結構；焊接接頭平均拉斷力達到母材極限拉力，甚至超過母材極限拉力，在母材斷裂時，焊接接頭仍然完整；具有優異的力學性能，能作為箍筋應用在混凝土梁、柱上，滿足建筑物的需要。
【專利說明】鋼筋對接等強度焊接接頭
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種平行排列的兩根鋼筋之間通過焊接進行連接的焊接接頭，尤其是鋼筋對接等強度焊接接頭。
[0002]
【背景技術】
[0003]目前在建筑工程領域，兩根鋼筋對接焊，常用焊接工藝包括:閃光對焊、電弧焊、電渣壓力焊、氣壓焊、電阻對焊等。行業標準《鋼筋焊接及驗收規程》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采用電弧焊的形式形成的焊接接頭。缺點:質量不穩定、搭接長度較長、兩根鋼筋不在同一直線上，接頭受力不利，容易撕裂。
[0005]閃光對焊接頭系采用閃光對焊工藝實現的對接接頭。缺點:鋼筋對中偏差和閃光燒蝕程度不易控制，對接頭抗拉強度影響較大，特別是小直徑鋼筋，不容易實現鋼筋接頭強度與母材等強。
[0006]在名稱為“組合焊接復合箍筋”、申請號為ZL201220183296.1的實用新型專利申請文件中，公開了外圍箍筋的接頭采用對焊焊接、內部箍筋的連接點采用電焊焊接、外圍箍筋與內部箍筋之間采用電焊焊接構成的復合箍筋結構，而且對焊采用對焊機、點焊采用懸掛式電阻電焊機完成；該種復合箍筋結構，能節省傳統箍筋需要的90度或135度彎鉤的鋼筋，最高能節省25%左右的鋼筋，而且能在工廠機械化生產，具有強度高、制作準確、施工方便等優點；但，該焊接鋼筋網片(箍筋)采用的對焊以及點焊，焊點的壓入深度過小，不能保證焊點的抗剪力，其焊接接頭相關力學性能指標，遠遠低于鋼筋母材。該種焊接網片鋼筋應用于樓板時，由于壓入深度較小，因此影響受壓區高度，對鋼筋混凝土構件不利；而且，該種焊接網片鋼筋一般僅應用于建筑物的墻、板，不能作為箍筋應用在混凝土梁、柱上，因為其焊接接頭力學性能要求不高。
[0007]
【發明內容】
[0008]針對現有技術存在的上述問題，本發明提供一種抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力的鋼筋對接等強度焊接接頭。
[0009]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:一種鋼筋對接等強度焊接接頭，包括兩根平行設置的、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:兩根鋼筋條相對應的兩端頭，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%，兩個端頭的搭接長度L為(0.5-1.5)D ；焊接接頭抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力。
[0010]進一步的特征是:相對應的兩端頭，相互壓入的深度為直徑D，焊接接頭高度H=D，兩個端頭的搭接長度L=D。
[0011]相比現有技術，本發明的鋼筋對接等強度焊接接頭具有如下優點: 1、相比于電弧焊接頭，本發明兩根鋼筋條搭接長度很短，最小僅需0.5倍鋼筋直徑長度，就能形成牢固的連接結構。
[0012]2、相比于閃光對焊接頭，不受對中影響和閃光燒蝕程度影響，質量穩 定，并且焊接功率小，電網要求低，更節能環保且易于推廣。
[0013]3、經多次拉伸試驗，焊接接頭平均拉斷力達到母材極限拉力，甚至超過母材極限拉力，在母材斷裂時，焊接接頭仍然完整；
4、本發明的電阻壓接焊，焊接的時間很短，通常不超過兩秒鐘，大幅度提高了功效。
[0014]焊接接頭與母材的強度相等(或基本相等)，具有優異的力學性能，不但應用于建筑物的墻、板，更能作為箍筋應用在混凝土梁、柱上，滿足建筑物的需要。
[0015]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1一1、1-2是本發明鋼筋對接等強度焊接接頭結構示意圖；
圖2是本發明電阻對接焊操作示意圖；
圖3本發明電阻對接焊操作示意圖；
圖4-1、4-2、4-3、4-4是本發明對接焊接接頭的幾種常見形式；
圖5是本發明焊接接頭的彎曲試驗所得結果圖；
圖6、7是本發明焊接接頭的性能試驗結構圖。
[0017]
【具體實施方式】
[0018]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0019]如圖1-1、1_2所示，本發明的鋼筋對接等強度焊接接頭，包括兩根平行設置的、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:兩根鋼筋條相對應的兩端頭，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，兩個端頭的搭接長度L為(0.5-1.5)D ;焊接接頭抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力。搭接長度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，兩個端頭的搭接長度L=D，焊接接頭的焊縫3是一個斜面(是相貫線，在平面上一條直線)。
[0021]本發明的電阻壓接對接焊技術，工藝過程分為三段:預熱、焊接和回火，相應的焊接電流、焊接時間、預鍛壓力根據鋼筋直徑和材質不同，而相應變化。本發明采用的電阻壓接對接焊，不是本發明的技術要點，本領域的技術人員能夠選擇相關參數以實現該工藝，在此不做詳細的描述。
[0022]如圖2、3中，本發明電阻壓接對接焊操作工藝示意圖，將兩根平行設置的、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，設置在兩個電極之間，根據鋼筋直徑、材質以及壓入的深度等參數，選取合適的通電電流(電壓)、通電時間、預鍛壓力等電阻對接焊工藝參數，電極壓力要在1.0-3.5MPa之間，先預熱，再通電使兩根鋼筋條1、2在很短的時間內融化(軟化)，較高預鍛壓力作用在兩個電極上，兩個電極再作用在兩根鋼筋條1、2的端頭上，推動兩根鋼筋條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；然后回火調質，改善焊接接頭的力學性能。本發明的電阻壓接焊，焊接的時間很短，通常不超過兩秒鐘，大幅度提高了功效；而且熔融狀態的兩端頭能快速融合，充分融合。本發明采用的電阻壓接焊焊接，不是本發明的技術要點，在此不做詳細的描述。
[0023]如圖4-1、4-2、4-3、4_4所示，在兩個電極上設置不同結構的模具，就可以相應形成不同的對接焊焊接接頭結構，滿足不同工藝要求的強度等性能指標；圖4-1是平行搭接形成的圓柱形焊接頭，在電極上設有圓柱成型槽，在壓接焊時多余的金屬流入該圓柱成型槽(模具)內，形成圓柱形焊接接頭，可增加焊頭強度；圖4-2是平行搭接焊形成的橢圓形焊接頭，在電極上設有橢圓成型槽，在壓接焊時多余的金屬流入該橢圓成型槽(模具)內，形成橢圓形焊接接頭，可增加焊頭強度，適應橢圓形接頭應用部位的需要；圖4-3是平行搭接焊形成的矩形焊接頭，在電極上設有矩形成型槽，在壓接焊時多余的金屬流入該矩形成型槽(模具)內，形成矩形焊接接頭，可增加焊頭強度，適應矩形接頭應用部位的需要；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)，去除焊接接頭外側流出的多余金屬料(在焊接接頭外側形成的“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，適應直條焊接接頭應用部位的需要。
[0024]如圖5中，對本發明的焊接接頭進行彎曲試驗，對焊接接頭彎曲90°，結果在焊接區域(稍大于焊接接頭搭接長度的區域)無斷裂、開裂，試驗結果非常滿意，表明本發明的焊接接頭強度等力學性能指標達到、甚至超過母材的相關指標，實現了等強度焊接，形成了等強度焊接接頭。
[0025]如圖6、7所示，對本發明的對接焊接接頭進行抗彎、抗拉等性能試驗；
本發明的焊接接頭， 申請人:做了上千次對比試驗，獲得了大量的實驗數據，試驗結論為:通過調節電阻壓接焊接工藝參數，使得鋼筋壓入深度在30%左右時，試驗最大拉斷力都能達到母材極限拉力(即母材被拉斷時的拉力值)的70%，平均拉斷力僅能達到母材極限拉力的50% ;鋼筋壓入深度在50%左右時，試驗最大拉斷力最多能達到母材極限拉力的90%，平均拉斷力僅能達到母材極限拉力的70% ;鋼筋壓入深度在80%左右時，試驗最大拉斷力能達到母材極限拉力、甚至超過母材極限拉力，即兩根母材的鋼筋條被拉斷(斷裂部位出現在兩根母材的鋼筋條上)，而焊接接頭沒有被拉斷。焊接接頭抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力。
[0026]本發明的鋼筋對接等強度焊接接頭，焊接接頭與母材的強度相等，某些指標甚至超過母材，具有優異的力學性能，不但應用于建筑物的墻、板，更能作為箍筋應用在混凝土梁、柱上，滿足建筑物的需要。
[0027]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種鋼筋對接等強度焊接接頭，包括兩根平行設置的、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:兩根鋼筋條相對應的兩端頭，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%，兩個端頭的搭接長度L為(0.5-1.5) D ;焊接接頭抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力。
2.根據權利要求1所述鋼筋對接等強度焊接接頭，其特征在于:相對應的兩端頭，相互壓入的深度為直徑D，焊接接頭高度H=D，兩個端頭的搭接長度L=D。
【文檔編號】B23K11/00GK103624384SQ201310697139
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】李智能, 魏奇科, 汪建, 宋春芳, 狄佳, 李青楓 申請人:中冶建工集團有限公司