鋼筋十字形等強度焊接接頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鋼筋十字形等強度焊接接頭，包括兩根呈十字形交叉的、直徑D相等的鋼筋條，其特征在于：兩根鋼筋條采用電阻壓接焊焊接，兩根鋼筋條相互壓入的深度P大于直徑D的50%；焊接接頭橫向抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到鋼筋條母材極限拉力的90%。本發(fā)明的焊接接頭，兩根鋼筋條相互壓入的深度達到50%，形成牢固的連接結(jié)構(gòu)；焊接接頭平均拉斷力達到母材極限拉力，甚至達到母材極限拉力，在母材斷裂時，焊接接頭仍然完整；具有優(yōu)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。
【專利說明】鋼筋十字形等強度焊接接頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種呈十字形交叉的兩根鋼筋之間通過焊接進行連接的焊接接頭，尤其是鋼筋十字形等強度焊接接頭。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]目前在建筑工程領(lǐng)域，兩根鋼筋十字型焊接基本僅用于焊接鋼筋網(wǎng)片，采用的焊接工藝為電阻點焊，目的僅僅是鋼筋定位和固定，兩根直徑相同鋼筋相互的壓入深度一般不達到30%，國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)用焊接鋼筋網(wǎng)片》規(guī)定最終形成的焊接接頭經(jīng)抗剪試驗，拉力僅需要達到鋼筋母材極限拉力的70%。對于兩根直徑不相同鋼筋，相互的壓入深度一般為較小鋼筋直徑的18%?25%。該種電阻電焊的焊接接頭，其相關(guān)力學性能指標，遠遠低于鋼筋母材，其焊接接頭部位是一個爆弱環(huán)節(jié)，相關(guān)力學性能指標較低或很低，不能滿足建筑物的需要。
[0004]在名稱為“全電阻電焊復合箍筋”、申請?zhí)枮閆L201220183297.6的實用新型專利申請文件中，公開了在網(wǎng)格狀的箍筋的各個連接處采用點焊焊接構(gòu)成的復合箍筋結(jié)構(gòu)，而且點焊采用懸掛式電阻電焊機完成；該種復合箍筋結(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，而且能在工廠機械化生產(chǎn)，具有強度高、制作準確、施工方便等優(yōu)點；但，該焊接鋼筋網(wǎng)片(箍筋)焊點采用點焊，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(guān)力學性能指標，遠遠低于鋼筋母材。該種焊接網(wǎng)片鋼筋應用于樓板時，由于壓入深度較小，因此影響受壓區(qū)高度，對鋼筋混凝土構(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。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種橫向抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到母材極限拉力的90%的鋼筋十字形等強度焊接接頭。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種鋼筋十字形等強度焊接接頭，包括兩根呈十字形交叉的、直徑D相等的鋼筋條，其特征在于:兩根鋼筋條采用電阻壓接焊焊接，兩根鋼筋條相互壓入的深度P大于直徑D的50% ;焊接接頭橫向抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到母材極限拉力的90%。
[0008]一種鋼筋十字形等強度焊接接頭，包括兩根呈十字形交叉的、直徑分別為Dl、D2的鋼筋條，D1>D2，其特征在于:兩根鋼筋條采用電阻壓接焊焊接，直徑D2的鋼筋條壓入直徑Dl的鋼筋條的深度P大于D2的50% ;焊接接頭橫向抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到母材極限拉力的90%。[0009]進一步的特征是:兩根鋼筋相互壓入的深度P大于各自直徑D的80%。
[0010]直徑分別為Dl、D2的鋼筋條，D1>D2時，直徑小的鋼筋條(直徑D2的鋼筋條)壓入直徑大的鋼筋條(直徑Dl的鋼筋條)的深度大于D2的80%。
[0011]兩根鋼筋條焊接后焊接接頭的高度H=D。
[0012]兩根鋼筋條焊接后焊接接頭的高度H=D1。
[0013]兩根鋼筋條的相交角度為90度。
[0014]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的十字型等強度焊接接頭具有如下優(yōu)點:
1、兩根鋼筋條相互壓入的深度達到50%，形成牢固的連接結(jié)構(gòu)；
2、經(jīng)多次拉伸試驗，焊接接頭平均拉斷力達到母材極限拉力，甚至達到母材極限拉力，在母材斷裂時，焊接接頭仍然完整；
3、經(jīng)多次剪切試驗，焊接接頭最大拉斷力達到母材極限拉力的90%；
4、經(jīng)多次彎曲試驗，焊接接頭彎心直徑3D不出現(xiàn)裂紋；
5、本發(fā)明的電阻壓接焊，焊接的時間很短，通常不達到兩秒鐘，大幅度提高了功效。
[0015]焊接接頭與母材的強度基本相等，具有優(yōu)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。
[0016]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1-1、1-2、1_3是本發(fā)明十字形等強度焊接接頭第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2—1、2-2是本發(fā)明十字形等強度焊接接頭第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3-1、3-2是本發(fā)明電阻壓接焊操作示意圖；
圖4是本發(fā)明焊接接頭彎曲試驗結(jié)果示意圖；
圖5-1、5-2是本發(fā)明焊接接頭性能試驗結(jié)構(gòu)圖。
[0018]
【具體實施方式】
[0019]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0020]如圖1-1、1_2所示，本發(fā)明的鋼筋十字形等強度焊接接頭，包括兩根呈十字形交叉的、直徑D相等的鋼筋條1、2，兩根鋼筋條采用電阻壓接焊焊接，兩根鋼筋條相互壓入的深度P大于直徑D的50%，兩根鋼筋條焊接后焊接接頭的高度H為(1.0-1.5) D ;焊接接頭橫向抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到母材極限拉力的90% (大于或等于母材極限拉力的90%)。兩根鋼筋條相互壓入的深度P，可以選取的具體數(shù)值為:0.55 D、0.6 D、0.65 D、0.7 D、0.75 D、0.8 D、0.85 D、0.9 D、0.95 D、l.0 D，一般在大于0.5 D后，相關(guān)力學性能指標達到或接近等強度。焊接接頭高度H，可以選取的具體數(shù)值為:1.0 DU.05 DU.0 DU.20D、1.3 DU.4 DU.5D，而且在 Η=1.0 D 或H=L 5 D 時，更利于布置，更具有使用價值。
[0021]圖1-2中，壓入深度P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。圖1-3是，兩根呈十字形交叉的、直徑D相等的鋼筋條1、2垂直交叉焊接后形成的焊接接頭示意圖。
[0022]本發(fā)明的電阻壓接焊焊接，其焊接過程分為四段:預壓、通電、鍛壓和回火，相應的通電電流、通電時間根據(jù)鋼筋直徑、材質(zhì)以及壓入的深度等不同而相應調(diào)整，電極壓力要在
1.0 — 3.5MPa之間，并且有較強的隨動性。本發(fā)明的電阻壓接焊，焊接的時間很短，通常不到兩秒鐘，大幅度提高了功效。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，在此不做詳細的描述。
[0023]如圖2—1、2_2中，本發(fā)明一種鋼筋十字形等強度焊接接頭，包括兩根呈十字形交叉的、直徑分別為D1、D2的鋼筋條1、2，D1>D2，兩根鋼筋條采用電阻壓接焊焊接，直徑D2的鋼筋條壓入直徑Dl的鋼筋條的深度P大于D2的50%，兩根鋼筋條焊接后焊接接頭的高度H為1.0 Dl- ( 1.0 Dl+0.0T2)之間；焊接接頭橫向抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到鋼筋條母材極限拉力的90% (大于或等于母材極限拉力的90%)。兩根鋼筋條相互壓入的深度P，可以選取的具體數(shù)值為:0.55 D2、0.6 D2、0.65 D2、
0.7 D2、0.75 D2、0.8 D2、0.85 D2、0.9 D2、0.95 D2、1.0 D2，一般在大于0.5 D2后，相關(guān)力學性能指標達到或接近等強度。焊接接頭高度H，可以選取的具體數(shù)值為:1.0 D1U.05 DULI DlU.2 DlU.3 DlU.4 DlU.5 D1，而且在 H=L O Dl- ( 1.0 Dl+0.5D2)時，更利于布置，更具有使用價值。
[0024]如圖2-2中，壓入深度P〈 D2，為0.8 D2，焊接接頭的高度H為(1.0 Dl+0.2 D2)之間，直徑D2的鋼筋條2沒有全部壓入直徑Dl的鋼筋條I內(nèi)。
[0025]如圖3中，本發(fā)明電阻壓接焊焊接操作工藝示意圖，將呈十字形交叉布置的兩根鋼筋條1、2，設(shè)置在兩個電極之間，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)、通電時間、壓力等電阻壓接焊工藝參數(shù)，電極壓力要在1.0—3.5MPa之間，在通電后兩根鋼筋條1、2在很短的時間內(nèi)融化(軟化)，較高預鍛壓力作用兩個電極上，兩個電極再作用在兩根鋼筋條1、2上，推動兩根鋼筋條1、2相互靠攏并壓入，兩根鋼筋條相互壓入的深度P大于直徑D的50%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性能。
[0026]如圖4中，對本發(fā)明的焊接接頭進行彎曲試驗，對焊接接頭部位的一根鋼筋條彎曲90°，結(jié)果在焊接區(qū)域(稍大于焊接接頭搭接長度的區(qū)域)無斷裂、開裂，試驗結(jié)果非常滿意，表明本發(fā)明的焊接接頭強度等力學性能指標接近、甚至不低于母材的相關(guān)指標，實現(xiàn)了等強度焊接，形成了等強度焊接接頭。
[0027]如圖5-1、5_2所示，對本發(fā)明的十字形焊接接頭進行抗彎、抗拉等性能試驗；本發(fā)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(shù)據(jù)，試驗結(jié)論為:通過調(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，抗剪試驗最大拉斷力最多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40%左右時，抗剪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50%或以上時，抗剪試驗最大拉斷力能達到母材極限拉力，即兩根母材的鋼筋條被拉斷，而焊接接頭沒有被拉斷，平均拉斷力能達到母材極限拉力的90%。焊接接頭橫向抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到母材極限拉力的90%。
[0028]本發(fā)明的鋼筋十字形等強度焊接接頭，焊接接頭與母材的強度基本相等，某些指標甚至達到母材，具有優(yōu)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。
[0029]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進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，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼筋十字形等強度焊接接頭，包括兩根呈十字形交叉的、直徑D相等的鋼筋條，其特征在于:兩根鋼筋條采用電阻壓接焊焊接，兩根鋼筋條相互壓入的深度P大于直徑D的50%;焊接接頭橫向抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到鋼筋條母材極限拉力的90%。
2.一種鋼筋十字形等強度焊接接頭，包括兩根呈十字形交叉的、直徑分別為Dl、D2的鋼筋條，D1>D2，其特征在于:兩根鋼筋條采用電阻壓接焊焊接，直徑D2的鋼筋條壓入直徑Dl的鋼筋條的深度P大于D2的50% ;焊接接頭橫向抗拉試驗拉斷力達到鋼筋條母材極限拉力，抗剪試驗拉斷力至少達到鋼筋條母材極限拉力的90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼筋十字形等強度焊接接頭，其特征在于:兩根鋼筋相互壓入的深度P大于各自直徑D的80%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述鋼筋十字形等強度焊接接頭，其特征在于:直徑D2的鋼筋條壓入直徑Dl的鋼筋條的深度大于D2的80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述鋼筋十字形等強度焊接接頭，其特征在于:兩根鋼筋條焊接后焊接接頭的高度H=D。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述鋼筋十字形等強度焊接接頭，其特征在于:兩根鋼筋條焊接后焊接接頭的高度H=Dl。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述鋼筋T形等強度焊接接頭，其特征在于:兩根鋼筋條的相交角度為90度。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述鋼筋T形等強度焊接接頭，其特征在于:兩根鋼筋條的相交角度為90度。
【文檔編號】B23K33/00GK103624413SQ201310697135
【公開日】2014年3月12日 申請日期: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 申請人:中冶建工集團有限公司