摘要：随着钢筋加工工艺螺栓连接的广泛应用，对钢筋定尺头部的质量有了更高的要求。本文通过对钢筋应用于螺栓连接的头部缺陷的产生原因进行了剪切过程和生产工艺分析，得出剪刃间隙调整、生产操作、剪切温度等重要影响因素，对进一步改进产品质量制定控制措施。
关键词：钢筋质量缺陷剪切变形钢筋头部
前言：
邯钢线棒材厂棒一车间是年产低合金抗震钢筋70万吨的半连轧棒材车间，轧机布局为Φ550mmX3+Φ420mmX6+Φ380mmX4+Φ320mmX2。产品规格为Φ20---Φ36mm，其中HRB500E抗震钢筋产量占到30%以上。近年以来，随着钢筋加工工艺的改进，对钢筋定尺头部的质量有了更高的要求。现代建筑中钢筋套丝螺栓连接技术日益广泛应用。如图1，螺栓连接的工艺为：钢筋端部套丝——螺母连接——作连接件性能试验。如果轧钢端部存在缺陷，在套丝时造成端头对中性差、车丝面减少、连接效果降低，将影响建筑工程质量。为此对热轧钢筋端头断口剪切质量提出更高的要求。
1剪切过程分析
1.1定尺剪技术参数（表1）
表1 定尺剪技术参数
1.2剪切过程分析
钢筋剪切实质是金属的塑性变形过程，剪切过程由压入变形和剪切滑移两个阶段组成。活动刀片开始切入钢筋时，钢筋在剪切力的作用下向下移动。此时的载荷增加很快。此阶段被称为压痕阶段。活动刀片切入圆钢一定深度时，剪切力大于金属产生滑移变形极限，开始产生滑移变形，载荷随着切入深度的增加而直线性减少，此阶段被称为金属的滑移阶段。这两个变形阶段是钢筋剪切的整个过程，也是上下刀刃剪切时塑性变形区不断扩大的过程。
2端面缺陷分析及改进措施
热轧钢筋剪切缺陷主要有：切口毛刺、斜切口、端头压扁、端头弯曲。如图1所示。
图1 钢筋剪切缺陷
2.1切口毛刺缺陷
剪刃间隙增大，钢筋滑移阶段滑移线（面）垂直度改变，滑移行为不确定，将导致断口毛刺产生，会加长加厚，毛刺严重（图3a）。毛刺加长加厚会导致在车丝时对中性差，影响螺母的连接.
控制措施主要是在生产操作中勤调整剪刃间隙，剪刃磨损到量及时更换。
2.2斜切口缺陷
剪刃间隙增大，钢筋滑移阶段滑移线（面）垂直度改变，滑移行为不确定，一种可能是倾斜滑移将产生斜断口（图3b），间隙的增大还将使剪切力偶的力矩增加，钢筋弯曲程度加剧，端头弯曲严重。剪刃问隙增大是产生斜断口和端头弯曲严重的典型的“马蹄形”剪切缺陷的主要原因。
控制措施主要是密切观察钢筋剪切过程中，剪台和剪刃是否松动，必要是要对活动剪刃的内部滑架结构进行检查。
2.3端头压扁缺陷
压扁缺陷一种是由于钢材剪切时温度高，压入阶段变长，造成头部被剪刃挤压变形，通常由圆形变为矩形；另一种则由于操作不当，剪切时钢筋堆放过多，钢筋同时受到相邻钢筋（多层）的挤压变形，通常由圆形变为三角形。
控制的措施主要是控制生产节奏与剪切机能力相匹配，降低剪切温度，提高钢筋抗塑性变形能力；操作时要将钢筋平铺开剪切，减少一次剪切支数，尤其是要杜绝多层剪切。
2.4端头弯曲缺陷
弯曲产生的机理主要是当剪刃压入钢筋后，上下剪刃对钢筋的一对压力形成力偶，此力偶使钢筋转动，并导致钢筋弯曲。在压入变形阶段，剪刃压入钢筋越深，弯曲程度越大。剪切温度越高，钢筋塑性越高，产生的弯曲是塑性变形，并永久地保留下来，也就形成剪切端头弯曲；剪切温度越低，钢筋塑性降低，产生的弯曲为弹性变形，剪刃卸载后钢筋弯曲立即消除。
图2 剪切机压靠装置
控制措施是在剪刃前增加压靠装置，比如压轮（图2a）或压块（图2b）装置，减小弯曲力作用力矩，同时通过降低开轧温度、提高轧后空冷能力来降低剪切温度，大量的生产实践表明，钢筋剪切温度通常在常温一300℃以内，钢筋剪切就是利用了钢筋在这个温度时的冷弯曲弹性特点。
结束语：
以上对钢筋剪切的原理进行了简要描述，并对剪切端头的四种常见缺陷进行了分析，并从设备维护和工艺操作角度给出了改进措施。通过将改进措施应用到现场生产实践环节中，从而能进一步提高钢筋剪切端头质量，满足日益增长的施工工艺和质量要求。
参考文献：
[1]夏念恩，谭正清.如何在建筑工程中合理选用钢筋连接类型[J].四川建材，2010，（3）：301-302.
[2]刘鸿鹰.钢筋剪切塑变理论分析[J].设计研究，1996，（02）：9-10.
[3]王海文.轧钢机械设计[M].北京：机械工业出版社，1984.
论文作者:杜锦龙1,张艳玲2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/25
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