一种钢筋端头加热镦粗加工方法
【专利摘要】本发明公开了钢筋端头加热镦粗加工方法，1、钢筋加热：在钢筋的该端头，设置第一、第二加热电极，并分别施加作用力，使第一加热电极的平面紧贴钢筋端头的端面、第二加热电极紧贴在钢筋的外表面上；启动第一、第二加热电极，对钢筋进行持续加热；2、钢筋保温：将第一加热电极从端头处移开，并保温一段时间使温度均匀化；3、钢筋端部镦粗，通过第一加热电极的平面对钢筋该端头施加沿钢筋长度方向的镦粗力，推挤钢筋端部沿长度方向变形移动，被推挤到镦粗夹具内成型形成扩大的镦粗头。本发明的镦粗加工方法，具有锚固刚度大、性能优异、加工快速、质量稳定、安装施工方便等优点；能保证节点位置混凝土施工质量，提高筋混凝土结构的相关性能。
【专利说明】
一种钢筋端头加热镦粗加工方法
技术领域
[0001]本发明属于钢筋的热加工处理技术领域，特别是一种钢筋端头加热镦粗加工方法。
【背景技术】
[0002]钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能是保证钢筋和混凝土共同工作的必要条件，因此必须保证钢筋有足够的锚固长度，才能保证钢筋混凝土结构的相关性能满足要求。但由于结构尺寸限制，直钢筋所需锚固长度通常很难满足，而传统端部带弯钩机械锚固形式虽具有制作简便、成本较低的优势，但因弯折段钢筋与平直钢筋相互干扰，造成钢筋绑扎困难，尤其是在大横截面上需要绑扎的钢筋、箍筋等多时，很容易产生位置干涉，现场绑扎更困难，大幅度降低了工人的绑扎效率;而且容易产生绑扎不牢等降低筋混凝土结构的相关性能的情况;还有，加大了混凝土的浇筑、振捣作业的浇筑、振捣作业的施工难度，很难保证节点位置混凝土施工质量。
[0003]在公开号为101352748的中国专利文献中，公开了带锚固部的钢筋的利记博彩app，其主要采用高频感应加热的方式加热，而且温度较高，大于1300°C (或1200°C)，镦粗模具30的成型面31按压在钢筋的端面上，在钢筋上施加轴线方向的压缩力P、压缩端部区域，使钢筋的端部区域进行塑形变形，外径扩大，形成镦粗头。该发明专利，首先是加热温度太高了，浪费了能源，而且在如此高的温度下钢筋的金相结构和力学性能会发生一定程度的改变，在轴线方向的压缩力P压缩端部区域时，很容易使钢筋端头产生弯曲、歪头、烂头等，影响镦粗头的成型质量。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术中的缺陷，提供一种钢筋端头加热镦粗加工方法。
[0005]本发明的技术方案:一种钢筋端头加热镦粗加工方法，其特征在于包括如下步骤:
(1)钢筋加热:
按照工艺要求，加热钢筋的一端;在钢筋的该端头，设置第一加热电极，在远离该端头一定距离处设置第二加热电极;对第一加热电极和第二加热电极，分别施加作用力，使第一加热电极的平面紧贴钢筋端头的端面，使第二加热电极紧贴在钢筋的外表面上；启动第一加热电极和第二加热电极，同时对钢筋进行持续加热至工艺要求控制温度;在第一加热电极和第二加热电极之间选择tm点作为温控点，该点的温度在500°C—1000°C之间；
(2)钢筋保温:
当温度达到工艺要求后，停止加热，将第一加热电极从端头处移开，并保温一段时间，使第一加热电极和第二加热电极之间的钢筋进行热传递，温度均匀化；
(3)钢筋端部镦粗
当温控点温度达到工艺要求后，停止保温;按照工艺要求，在第二加热电极之前设置镦粗夹具，对钢筋进行夹持;将第一加热电极的平面紧贴钢筋端头的端面，通过第一加热电极的平面对钢筋该端头施加沿钢筋长度方向的镦粗力;该镦粗力从钢筋端头沿长度方向作用在钢筋上，推挤钢筋端部沿长度方向变形移动，被推挤到镦粗夹具内成型，被镦粗变形形成扩大的镦粗头。
[0006]进一步的特征是:所述第二加热电极为左右对称设置的两块，分别呈内凹V形，加热合拢时两块第二加热电极中间形成矩形空腔，钢筋放置在该空腔内，每个电极的内凹V形的两条边分别与钢筋表面切向接触，两块第二加热电极与钢筋之间形成四点对称接触结构。
[0007]钢筋镦粗头直径为1.至3D。
[0008]钢筋镦粗头厚度为0.4D至1.0D。
[0009]其特征在于:所述的镦粗夹具，由对称设置的左右两块组成，合拢后形成一个圆形的成型腔，镦粗夹具前面的钢筋被推挤到该圆形的成型腔内，形成圆形的镦粗头;其中间的圆形空腔，与钢筋直径对应，供钢筋穿过。
[0010]所述的加热电极是浮动式设置，在第一加热电极后设置辅助顶紧装置，持续对加热电极产生推力。
[0011]本发明钢筋端头加热镦粗加工方法，相对于现有技术，具有如下特点:
本发明利用钢筋镦粗设备一次加工成型，使钢筋端部一次加工形成扩大镦粗头作为钢筋机械锚固部分，具有锚固刚度大、性能优异、加工快速、质量稳定、安装施工方便等优点；而且，便于现场施工时钢筋的绑扎，提高现场施工效率;能保证节点位置混凝土施工质量，提尚筋混凝土结构的相关性能;还有，在轴线方向的徵粗力压缩端部区域时，能有效防止钢筋端头产生弯曲、歪头、烂头等，保证镦粗头的强度、成型质量等各项性能指标符合要求。
【附图说明】
[0012]图1是钢筋在加热时第一加热电极I与第二加热电极2之间的温度分布曲线图；
图2是钢筋在保温时加热时第一加热电极I与第二加热电极2之间的温度分布曲线图； 图3是两块第二加热电极2与钢筋位置关系示意图；
图4是镦粗夹具结构主视图；
图5是图4的左视图；
图6是本发明第二加热电极2的第二种结构示意图；
图7是本发明第二加热电极2的第三种结构示意图；
图8是本发明镦粗加工后在钢筋端头形成的镦粗头结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0014]本发明一种钢筋端头加热镦粗加工方法，对钢筋一端进行加热后镦粗，使该端头形成扩大镦粗头，该端头扩大镦粗的钢筋主要作为钢筋混凝土结构的机械锚固方式，包括以下加工步骤:
1.钢筋加热:
按照工艺要求，加热钢筋的一端(端部区域)，通常通过电阻加热方式加热;在钢筋的该端头，设置第一加热电极I，在远离该端头一定距离处设置第二加热电极2;并对第一加热电极I和第二加热电极2，分别施加作用力，使第一加热电极I的平面紧贴钢筋端头的端面，使第二加热电极2紧贴在钢筋的外表面上，如是环形的第二加热电极2则环抱并紧贴在钢筋的外表面上；启动第一加热电极I和第二加热电极2，同时对钢筋进行加热；第一加热电极I和第二加热电极2之间的距离，按照工艺要求确定，考虑该钢筋的直径、获得的镦粗头的几何尺寸、加热温度、加热电压等因素而确定。
[0015]第一加热电极I与钢筋端头的端面相接触部位是平面，保证两者的接触面尽可能大，防止加热时产生火花等，并能保证加热升高匀速、快速;还有，在使用过程中，第一加热电极I与钢筋端头的端面相接触部位，因热作用、电流作用等容易损伤，产生凹凸不平等，只需要将第一加热电极I的该平面的表层切割掉，达到要求的平整度就能够继续使用，延长其使用寿命和提高加热效率和加热均匀性。第一加热电极I是浮动式设置，在第一加热电极I后设置辅助顶紧装置，如弹簧等，持续对第一加热电极I产生推力，使其能沿钢筋轴线方向移动，保证不会因钢筋受热软化而使电极I与钢筋端面脱开;钢筋端头的端面在切割时平整度可能不高，常常有凸起的部位，第一加热电极I与钢筋端头的端面初始接触面积少，先与凸起的部位接触;在加热初始阶段，钢筋端头与第一加热电极I接触部位的温度升高较快，在辅助顶紧装置的压力作用下第一加热电极I持续压着凸起的部位，凸起的部位回缩，使第一加热电极I逐渐与钢筋端头的端面全部贴合。
[0016]如图1所示，钢筋处于第一加热电极I和第二加热电极2之间的这一段长度，加热一段时间后，钢筋该端沿长度方向的温度分别如图所示，第一加热电极I和第二加热电极2所处位置温度较高，第一加热电极I和第二加热电极2之间的温度较低，温度分布曲线如图1所示。加热温度或加热时间，按照工艺要求确定。本发明选取tm点作为温控点，该点的温度在500°(: — 1000°(:之间，根据工艺确定最终的温控点温度，如500°(:、550°(:、600°(:、650°(:、700°C、750 °C、800°C、850°C、900°C、950°C、960°C、980°C、990°C等，都能满足实际需要。tm点作为温控点，大致位于第一加热电极I和第二加热电极2的中间区域，属于加热时温度较低的区域。
[0017]2、钢筋保温:
当温度(温控点温度)或加热时间达到工艺要求后，停止加热，将第一加热电极I从端头处移开，并保温一段时间，使第二加热电极2之前的钢筋进行热传递，实现温度均匀化;将第一加热电极I从端头处移开后，端头处热损失较小，仍保持较高温度。
[0018]经保温后，在工艺要求的时间达到后，或温度达到要求后，钢筋该端沿长度方向的温度如图2所示，温度匀化，从端头开始到第二加热电极2，温度梯度较低，温差较小。
[0019]3、钢筋端部镦粗
当温度或保温时间达到工艺要求后，停止保温;按照工艺要求，对钢筋进行夹持，在第二加热电极2之前设置镦粗夹具;并将第一加热电极I的平面紧贴钢筋端头的端面;然后通过第一加热电极I对该钢筋端头施加沿钢筋长度方向的镦粗力；该镦粗力通过第一加热电极I从钢筋端头沿长度方向作用在钢筋上，从端部施加镦粗力(压力)推挤钢筋端部沿长度方向变形移动，被推挤到镦粗夹具内成型，被镦粗变形形成扩大的镦粗头。
[0020]镦粗夹具是一个夹持点，施加夹持作用力使其环抱并紧贴在钢筋的外表面上;第二加热电极2可以作为辅助夹持点，或者另外在其后面设置夹持装置，对钢筋进行夹持，提供合适的夹持力量;该镦粗夹具，在温度均匀化后，更能防止沿长度方向作用的镦粗力作用在钢筋端头产生弯曲、歪头、烂头等。经镦粗后，钢筋镦粗头直径为1.f5D至3D，显著增大。
[0021]如图3所示，第二加热电极2为左右对称设置的两块，分别呈内凹V形，合拢后两块第二加热电极2中间形成矩形空腔，钢筋放置在该空腔内，每个电极的内凹V形的两条边分别与钢筋表面切向接触，两块第二加热电极2与钢筋之间形成四点对称接触结构；该结构，能提高加热效率，而且加热均匀;在夹持时，能使钢筋均匀受力。本发明的电极2，是一种具体实施例结构，结构形式应该有很多种，如图6、7所示，左右两块第二加热电极2为常规的矩形或半圆形结构，分别设置在钢筋两侧，根据实际需要选择。
[0022]如图4、5所示，本发明的一种具体实施例镦粗夹具，由左右两块组成，左右两块对称设置，合拢后形成一个圆形的成型腔，镦粗夹具前面的钢筋被推挤到该圆形的成型腔内，形成圆形的镦粗头;其中间的圆形空腔，与钢筋直径对应，供钢筋穿过。当然，本发明的镦粗夹具，是一种具体实施例结构，实际加工中，镦粗夹具的结构形式应该有很多种，不限于本图示意的圆形结构，满足各自的使用要求即可。
[0023]如图8所示，经镦粗后，在钢筋的端头形成直径增大的镦粗头，镦粗头直径为1.5D至3D，显著增大;镦粗头厚度为0.4D至1.0D。图中所示的本发明的镦粗头，是一种具体实施例结构，实际加工中，镦粗头的结构应该有很多种，不限于本图示意的圆形结构，满足各自的使用要求即可。
【主权项】
1.一种钢筋端头加热镦粗加工方法，其特征在于包括如下步骤: (1)钢筋加热: 按照工艺要求，加热钢筋的一端;在钢筋的该端头，设置第一加热电极I，在远离该端头一定距离处设置第二加热电极2;对第一加热电极I和第二加热电极2，分别施加作用力，使第一加热电极I的平面紧贴钢筋端头的端面，使第二加热电极2紧贴在钢筋的外表面上；启动第一加热电极I和第二加热电极2，同时对钢筋进行持续加热至工艺要求控制温度;在第一加热电极I和第二加热电极2之间选择tm点作为温控点，该点的温度在500°C — 1000°C之间； (2)钢筋保温: 当温度达到工艺要求后，停止加热，将第一加热电极I从端头处移开，并保温一段时间，使第一加热电极I和第二加热电极2之间的钢筋进行热传递，温度均匀化； (3)钢筋端部镦粗 当温控点温度达到工艺要求后，停止保温；按照工艺要求，在第二加热电极2之前设置镦粗夹具，对钢筋进行夹持;将第一加热电极I的平面紧贴钢筋端头的端面，通过第一加热电极I的平面对钢筋该端头施加沿钢筋长度方向的镦粗力；该镦粗力从钢筋端头沿长度方向作用在钢筋上，推挤钢筋端部沿长度方向变形移动，被推挤到镦粗夹具内成型，被镦粗变形形成扩大的镦粗头。2.根据权利要求1所述钢筋端头加热镦粗加工方法，其特征在于:所述第二加热电极2为左右对称设置的两块，分别呈内凹V形，加热合拢时两块第二加热电极2中间形成矩形空腔，钢筋放置在该空腔内，每个电极的内凹V形的两条边分别与钢筋表面切向接触，两块第二加热电极2与钢筋之间形成四点对称接触结构。3.根据权利要求1所述钢筋端头加热镦粗加工方法，其特征在于:钢筋镦粗头直径为1.5D 至3D。4.根据权利要求1一3任一所述钢筋端头加热镦粗加工方法，其特征在于:钢筋镦粗头厚度为0.4D至1.0D05.根据权利要求1一4中任一所述钢筋端头加热镦粗加工方法，其特征在于:所述的镦粗夹具，由对称设置的左右两块组成，合拢后形成一个圆形的成型腔，镦粗夹具前面的钢筋被推挤到该圆形的成型腔内，形成圆形的镦粗头;其中间的圆形空腔，与钢筋直径对应，供钢筋穿过。6.根据权利要求1一4中任一所述钢筋端头加热镦粗加工方法，其特征在于:所述的第一加热电极I是浮动式设置，在第一加热电极I后设置辅助顶紧装置，持续对第一加热电极I产生推力。
【文档编号】B21F5/00GK106040913SQ201610386740
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月5日
【发明人】李智能, 刘赫凯, 杨炬, 陈刚, 蒋玉富, 石春雷
【申请人】中冶建工集团有限公司