DE2452992A1

DE2452992A1 - PROCESS AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF WELDED METAL GRIDS

Info

Publication number: DE2452992A1
Application number: DE19742452992
Authority: DE
Inventors: Octave Beurghs; Leon Delehouzee
Original assignee: Arbed SA
Current assignee: Arcelor Luxembourg SA
Priority date: 1973-11-15
Filing date: 1974-11-08
Publication date: 1975-05-28
Also published as: DK592174A; NL7414410A; FR2251389B1; BE822080A; FR2251389A1; SE7414138L; LU68814A1

Description

DR. KAfIL TH. HEGHL . DIFL.-ING. KLAUS DICKBLDR. KAfIL TH. HEGHL. DIFL.-ING. KLAUS DICKBL

f PATENTANWÄLTE f PATENT LAWYERS

2000 Hamburg 50 Große Bergstraße 223 Postfach 5006 62 Telefon: (O4O) 396295 Telegramm-Adresse: Doellnerpatent2000 Hamburg 50 Grosse Bergstrasse 223 P.O. Box 5006 62 Telephone: (O4O) 396295 Telegram address: Doellnerpatent

Br Zeichen: Unser Zeichen: DatumBr sign: Our sign: date

ARBED S.A.ARBED S.A.

ARBED-FELTEN & GUILLEAUME TREFILERIES REUNIESARBED FELTS & GUILLEAUME TREFILERIES REUNIES

Avenue de la Liberte
LUXEMBOURGAvenue de la Liberte
LUXEMBOURG

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von geschweißtenMethod and device for the production of welded

■ Metallgittern■ metal grilles

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von geschweißten Metallgittern, die zur Bewehrung von Beton eingesetzt werden, und im besonderen auf ein Gitter aus. naturhartem Stahl, das Längs- und Querstäbe aufweist, die einen runden Querschnitt besitzen und eine glatte oder krenelierte Oberfläche aufweisen, wobei sie an den Kreuzungspunkten miteinander verschweißt sind. . ··The invention relates to a method and a device for the production of welded metal grids which are used for reinforcement can be used by concrete, and in particular on a grid. Naturally hard steel, which has longitudinal and transverse bars that have a round cross-section and a smooth or krenelated surface have, wherein they are welded together at the crossing points. . ··

Es ist bekannt, daß bei der Herstellung von Gittern durch Widerstandsschweißen der überkreuzten Stäbe aus Stahl mit einem relativ hohen Kohlenstoffgehalt oder aus hochlegiertem Stahl, diese Stäbe an den Schweißstellen brüchig und spröde werden.It is known that in the manufacture of grids by resistance welding of crossed bars made of steel with a relatively high carbon content or made of high-alloy steel, these bars become brittle and brittle at the welds.

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Diese Nachteile beruhen auf der Tatsache, daß die Stäbe zunächst einer lokalen plötzlichen und intensiven Erwärmung ausgesetzt werden, worauf sie im Anschluß an die Durchführung der Schweißung wieder einer raschen Abkühlung unterworfen werden, die zu wesentlichen Änderungen in der Textur des Stahles führt, und zwar im besonderen zur Bildung von Martensit. Das Problem des Widerstandsschweißens von Stahlstäben, die einen verhältnismäßig hohen Gehalt an härtenden Elementen aufweisen, ist besonders schwierig, wenn es darum geht, Stäbe mit unterschiedlichem Durchmesser miteinander zu verbinden, da die Wärme verschieden schnell abgeführt wird.These disadvantages are due to the fact that the rods first of all a local sudden and intense heating are exposed, whereupon they are again a rapid after the welding has been carried out Be subjected to cooling, which leads to significant changes in the texture of the steel, namely in the special to the formation of martensite. The problem of resistance welding of steel bars, which is a relatively have a high content of hardening elements is particularly difficult when it comes to To connect rods with different diameters to each other, since the heat dissipated at different speeds will.

Um die Qualität der Gitter zu erhöhen, die durch Widerstandsschweißen von Stäben mit einem hohen Kohlenstoffgehalt hergestellt wurden, hat man bereits vorgeschlagen, die Stäbe - und zwar im besonderen die Stäbe mit einem großen Durchmesser - unmittelbar vor der Durchführung der Schweißung vorzuerhitzen. Durch diese Aufheizung, die zum Beispiel durchgeführt wird, indem man die Stäbe an besonderen Wärmequellen, wie Induktionsspulen, entlangführt oder indem man einen Vorheizstrom quer durch die Stäbe im Bereich der Schweißstellen vor der Durchführung der Schweißung hindurchschickt, führt man der Schweißzone der Stäbe, insbesondere denen mit einem großen Durchmesser, eine sehr wichtige Kalorienmenge zu, was dazu führt, daß man eine Abkühlung erhält, die im allgemeinen die kritische Geschwindigkeit für die Aushärtung nicht überschreitet. Auch bei der Anv/endung des Vorheizverfahrens muß man immer gewisse Nachteile in Kauf nehmen, wie zum Beispiel eine teure Ausrüstung,To increase the quality of the grid made by resistance welding made of rods with a high carbon content, it has already been proposed that the rods - in particular the rods with a large diameter - immediately before the implementation preheat the weld. By this heating, which is carried out, for example, by one the rods along special heat sources, such as induction coils, or by applying a preheating current Transversely through the rods in the area of the welds before the weld is carried out, leads a very important amount of calories is placed in the welding zone of the rods, especially those with a large diameter to, which leads to the fact that a cooling is obtained, which is generally the critical rate for the Curing does not exceed. There are always certain disadvantages when using the preheating method accept, such as expensive equipment,

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die Ausgaben für die relativ wichtige zusätzliche Energie, die Verlängerung der Arbeitsphasen, die zu einer Begrenzung der Produktivität führt usw.the expenditure for the relatively important additional energy, the extension of the work phases that lead to a Limiting productivity leads etc.

Es ist auch möglich, die ursprünglichen Eigenschaften des Materials mehr oder weniger vollständig wieder herzustellen, indem man die ganz oder teilweise abgekühlten Gitter einer Wärmebehandlung unterwirft, unabhängig von der Durchführung der Schweißung, ohne daß man dabei jeweils die Mikrospaltungen, die von inneren Spannungen stammen, eliminieren kann. Diese Behandlung wird im allgemeinen in Wärmeöfen durchgeführt, in denen man die geschweißten Gitter aufstapelt. Abgesehen von einer besonderen Einrichtung macht diese erneute Wärmebehandlung eine zusätzliche Bearbeitung der Gitter erforderlich und führt zu einer wesentlichen Ausdehnung des Herstellungsprozesses. It is also possible to more or less completely restore the original properties of the material, by subjecting the fully or partially cooled grids to a heat treatment, regardless of the implementation of the weld, without each of the micro-fissures caused by internal stresses originate, can eliminate. This treatment is generally carried out in heating ovens in which the stacked welded lattice. Apart from a special facility, this makes re-heat treatment an additional processing of the grids is required and leads to a significant expansion of the manufacturing process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche es möglich wird, in einer einfachen, wirkungsvollen und wirtschaftlichen Weise die Brüchigkeit der Schweißstellen zu vermindern, die bei der Herstellung von Bewehrungsgittern aus naturharten Stahl stäben entstehen, die an ihren Kreuzungspunkten durch Widerstandsschweißung miteinander verbunden werden. Dabei soll im besonderen dieses Ergebnis durch eine Wärmebehandlung erreicht werden, die innerhalb der vorhandenen Vorrichtung zur Widerstandsschweißung ohne bemerkenswerte Veränderung durchführbar ist, ohne daß eine wesentliche Verlängerung des Verfahrens erforderlich ist, wobei die Produktivität so hoch wie möglich sein soll. Es soll nach der Erfindung außer-The invention is based on the object of creating a method and a device by means of which it is possible will reduce the brittleness of welds in a simple, effective and economical way, that arise in the production of reinforcement grids from naturally hard steel rods, which are attached to their Crossing points are connected to one another by resistance welding. In particular, this should be Result can be achieved by heat treatment within the existing device for resistance welding can be carried out without any noticeable change, without significantly lengthening the process is required, with productivity as high as possible. According to the invention, it should also

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dem eine Vorrichtung geschaffen werden, die der Durchführung dieses Verfahrens zur Herstellung der geschweißten Gitter dient.which a device will be created to carry out this method of making the welded Grid serves.

Nach der Erfindung werden die geschweißten Gitter ohne brüchige Verschweißungsstellen dadurch hergestellt, daß man unmittelbar nach der Durchführung der Schweißung, daß heißt, wenn die überkreuzten Stabscharen noch unter Druck stehen, während einer vorgesteuerten Nacherwärmungsphase im Bereich der Schweißstellen der Stäbe eine Wärmemenge zuführt, die ausreicht, die Abkühlungsgeschwindigkeit soweit zu verlangsamen, daß sie in jedem Fall unterhalb der kritischen Geschwindigkeit für die Aushärtung liegt.According to the invention, the welded grids are produced without brittle weld points in that one immediately after the welding has been carried out, that is, when the crossed rods are still below There is pressure, during a pre-controlled reheating phase in the area of the welding points of the rods Adds amount of heat that is sufficient to slow down the cooling rate so much that they are in each Fall is below the critical speed for curing.

Man bewirkt die lokale Nacherwärmung der gesc-hweißten Gitter im Bereich der Schweißstellen, indem man einen Strom geringer Intensität während einer vorbestimmten Zeit quer durch die Schweißung schickt. Hierzu bringt man vorzugsweise die Elektroden zusammen, die zur Durchführung der Schweißung dienen. Dieser Vorgang kann kontinuierlich durchgeführt werden, das heißt, es ist keine Unterbrechnung zwischen den Schweißphasen und den Nacherwärmungsphasen erforderlich.Local reheating of the welded is effected Grid in the area of the welds by applying a low intensity current for a predetermined period Sends time across the weld. For this purpose, the electrodes are preferably brought together that are to be carried out serve for welding. This process can be done continuously, that is, it is not one Interruption between the welding phases and the reheating phases required.

Man kann in gleicher Weise nach der Erfindung Gitter behandeln, die sich aus Stäben zusammensetzen, deren Querschnitte und/oder deren Zusammensetzungen unterschiedlich sind. Wenn die Nacherwärmung bei den Längs- und Querstäben an ihren Kreuzungspunkten zu einer Gefahr der Überhitzung der Stäbe mit dem geringsten Querschnitt oder zu unterschiedlichen Wärmeableitungen in den beiden Stab-You can treat grids in the same way according to the invention, which are composed of bars, their cross-sections and / or their compositions are different. When the reheating of the longitudinal and transverse bars at their crossing points to a risk of overheating of the rods with the smallest cross-section or to different heat dissipation in the two rod

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arten führt, wendet man die Behandlung nur auf die Stäbe mit dem größten Querschnitt an, wobei diese durch den Joule-Effekt durch Hilfselektroden erwärmt werden.arten, the treatment is only applied to the bars with the largest cross-section, these being heated by the Joule effect by auxiliary electrodes.

Die Schweißphasen mit den Hauptelektroden sowie die Nacherwärmung mit den höheren Sekundärelektroden, die mit den Stäben größten Querschnitts in Kontakt gebracht werden, können nur in dem Fall .durchgeführt werden, daß nachfolgend kein Todpunkt auftritt. Die beiden Phasen können sich in gleicher Weise teilweise so überlagern, daß die Gesamtdauer eines Schweißzyklus und der Wärmenachbehandlung abgekürzt wird.The welding phases with the main electrodes as well as the reheating with the higher secondary electrodes that with the Rods with the largest cross-section can only be brought into contact in the event that subsequently no dead center occurs. The two phases can partially overlap in the same way so that the The total duration of a welding cycle and post heat treatment is shortened.

Das Verfahren gestattet demnach einerseits die Zuführung einer bestimmten gleichmäßigen Kalorienmenge gleichzeitig zu den Längs- und Querstäben und andererseits eine Ergänzung der Kalorien vorzugsweise lediglich in den Stäben von stärkerem Durchmesser in der Weise, daß die Abkühlungsgeschwindigkeit der Schweißverbindungen in jedem Fall unterhalb der kritischen Aushärtungsgeschwindigkeit liegt. Im Gegensatz zu den Wiedererwarmungsverfahren bei Stäben mit brüchiger Struktur, bei denen es darum geht, die ursprüngliche Struktur wieder herzustellen und somit den Härteeffekt aufzuheben, verhindert man hier durch eine zusätzliche Kalorienzuführung zu dem Schweißberei»ch die Bildung der Härtestruktur.The method accordingly allows, on the one hand, the supply of a certain uniform amount of calories at the same time to the longitudinal and transverse bars and, on the other hand, a supplement of the calories, preferably only in the bars of larger diameter in such a way that the cooling rate of the welded joints is in each case below the critical curing speed. In contrast to the rewarming process for bars with a fragile structure, where the aim is to restore the original structure and thus the Removing the hardening effect is prevented here by adding additional calories to the welding area Formation of the hardness structure.

Die Vorrichtung nach der Erfindung besitzt eine Vorschubeinrichtung für die Längsdrähte, eine Zuführungsvorrichtung für die Querdrähte sowie Schweißelektroden, die parallel zu den Querdrähten liegen,und ist im wesentli- . chen dadurch gekennzeichnet, daß die Energiezufuhr fürThe device according to the invention has a feed device for the longitudinal wires, a feeding device for the transverse wires and welding electrodes, the lie parallel to the transverse wires, and is essentially. Chen characterized in that the energy supply for

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das Schweißen und/oder die Nacherwärmung und dementsprechend die Durchführung des Schweißens und/oder des Nacherwärmens elektronisch gesteuert ist durch Verzögerungsschaltungen und eine Intensitätssteuerung in der Weise, daß man leicht und schnell die Dauer und Stärke des Stromes für die beiden Arbeitsphasen anpassen kann, wie es durch die Natur der Gitterherstellung erforderlich ist.the welding and / or the reheating and accordingly the implementation of the welding and / or the Reheating is electronically controlled by delay circuits and an intensity control in the Way that you can easily and quickly adjust the duration and strength of the current for the two work phases, as required by the nature of the grid manufacture.

Dank des Verfahrens nach der Erfindung ist es nun möglich, Widerstandsschweißung'en ohne die Gefahr des Brüchigwerdens durchzuführen und zwar in einer relativ kurzen Zeit und mit einfachen technischen Hilfsmitteln bei Stäben, deren Querschnitt und/oder Zusammensetzung gleich oder verschieden ist;und im besonderen solchen aus naturhartem Stahl.Thanks to the method according to the invention, it is now possible to carry out resistance welds without the risk of becoming brittle to be carried out in a relatively short time and with simple technical aids for bars, their cross-section and / or composition is the same or different; and in particular those made of naturally hard steel.

Für die Durchführung der Erfindung im besonderen.soweit die Steuerung betroffen ist, gibt es verschiedene Möglichkeiten, wobei eine bevorzugte Ausführungsform anhand eines Beispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung nachfolgend beschrieben werden soll, die eine elektrische Schaltung und die Elektrodensteuerung einer Vorrichtung zur Widerstandsschweißung von Gittern darstellt. For the implementation of the invention in particular.soweit the control is concerned, there are several possibilities, based on a preferred embodiment of an example to be described below with reference to the accompanying drawing, which shows a represents electrical circuit and the electrode control of a device for resistance welding of grids.

Eine Schar von Längsstäben 1 aus naturhartem Stahl wird intermittierend zwischen einer Reihe unterer feststehender Schweißköpfe 4 und einer Reihe oberer Schweißköpfe 3, die in vertikaler Richtung verschiebbar sind, vorgeschoben. Die schrittweisen Vorschübe der Längsstäbe in Rich-A group of longitudinal bars 1 made of naturally hard steel is intermittently fixed between a row of lower ones Welding heads 4 and a row of upper welding heads 3, which are displaceable in the vertical direction, advanced. The gradual feeds of the longitudinal bars in the direction

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tung des Pfeiles entsprechen dem Abstand der Querstäbe. Diese Querstäbe 2, die auf eine beliebige Länge abgeschnitten sind, werden zwischen den beiden Reihen der Schweißköpfe 3 und 4 eingeführt.direction of the arrow correspond to the distance between the cross bars. These cross bars 2 cut to any length are inserted between the two rows of welding heads 3 and 4.

Wenn sich die Stäbe genau zwischen den Schweißköpfen befinden, werden die oberen Schweißköpfe 3 abgesenkt und mit einer gewünschten Kraft auf die Querstäbe 2 aufgedrückt. Der Schweißstrom wird über Elektroden zugeführt, die über flexible Leiter mit der Sekundärspule eines Schweißtransformators 5 in Verbindung stehen. Die Stäbe werden an den Überkreuzungspunkten unter Druck und Hitze miteinander verschweißt.When the bars are exactly between the welding heads, the upper welding heads 3 are lowered and pressed onto the cross bars 2 with a desired force. The welding current is supplied via electrodes, which are connected to the secondary coil of a welding transformer 5 via flexible conductors. The bars are welded together at the crossing points under pressure and heat.

Unmittelbar im Anschluß an die Schweißung und ohne abhebende Elektroden erzeugt man während einer vorbestimmten Zeit einen Heizstrom vorbestimmter Intensität mit dem Zweck, die axiale Zone der Stäbe, die genau dem Bereich der Schweißzonen an den Überkreuzungsstellen der Stäbe entspricht, auf einer Temperatur zu halten, die nahe am Anfang der Austenierung liegt.Immediately after the weld and without lifting electrodes, one produces during a predetermined Time a heating current of predetermined intensity with the purpose of defining the axial zone of the rods, which precisely corresponds to the area of the welding zones at the crossover points of the rods, to be kept at a temperature that is close to the beginning of austenation.

Nachdem ein Arbeitszyklus abgeschlossen ist, wird das Gitter um eine Strecke weiter geschoben, die dem Abstand der Querstäbe entspricht«und es beginnt ein neuer Arbeitszyklus, bei welchem ein weiterer Querstab auf der Schar der Längsstäbe befestigt wird. Inzwischen haben sich die vorangehenden Schweißungen mit einer Geschwindigkeit abgekühlt, die unterhalb der Aushärtungsgeschwindigkeit liegt.After a work cycle is completed, the grid is pushed a distance that corresponds to the distance which corresponds to the cross bars «and a new work cycle begins, in which a further cross bar is attached to the group of longitudinal bars. Meanwhile have the previous welds cooled down at a rate below the hardening rate lies.

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Die beiden Arbeitsphasen eines Zyklus folgen ohne Unterbrechnung aufeinander und es geht keine Wärme zwischen den geschweißten Stücken verloren, was gegenüber den anderen Behandlungsverfahren einen unbestreitbaren Vorteil darstellt, und zwar sowohl in Bezug auf die Qualität der Schweißung als auch die wärmewirtschaftliche Durchführung. Der Schweißstrom und der nachfolgende zusätzliche Heizstrom werden von dem selben Transformator erzeugt.The two work phases of a cycle follow one another without interruption and there is no warmth in between the welded pieces are lost, which is an undeniable advantage over the other treatment methods both in terms of the quality of the weld and the thermal economy Execution. The welding current and the subsequent additional heating current are from the same transformer generated.

Die Schweißvorrichtung ist mit einer Steuerelektronik ausgerüstet, die es ermöglicht, fortlaufend und individuell für jeden Arbeitszyklus die Betriebsparameter zu · programmieren, bei welchen es sich um die Dauer und die Intensität des Stromes in Abhängikeit von der Bestimmung der Querschnitte der zu verschweißenden Stäbe handelt. Diese Parameter werden in den elektronischen Schaltungen 6 und 7 gesteuert, das heißt in den Schaltungen für die Verzögerung und die Steuerung der Intensität, wobei die letztere Schaltung auf die Phasenverschiebung desThe welding device is equipped with control electronics that enable it to be carried out continuously and individually to program the operating parameters for each working cycle, which are the duration and the Intensity of the current is a function of the determination of the cross-sections of the rods to be welded. These parameters are controlled in the electronic circuits 6 and 7, i.e. in the circuits for the delay and control of the intensity, the latter circuit being based on the phase shift of the

Ignitrons/wirkt.
8 und 9Ignitrons / works.
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Die beschriebene elektronische Steuerung besitzt zwei vorgesteuerte Programme für die Zeit und die Intensität des Stromes. Das Programm 11 steuert die Schweißphase und das Programm 12 die Nacherhitzungsphase. Die beiden Programme folgen stufenweise aufeinander, so daß keine Zeit zwischen den beiden Phasen verlorengeht.The electronic control described has two Pre-controlled programs for the time and intensity of the current. The program 11 controls the welding phase and program 12 the post-heating phase. The two programs follow one another in stages, so that none Time is lost between the two phases.

Das beschriebene Verfahren zur Verschweißung von Querstäben mit Längsstäben, die diskontinuierlich vorgeschoben werden, das heißt, sie werden Schritt für Schritt umThe described method for welding cross bars with longitudinal bars that are advanced discontinuously be, that is, they will go step by step

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eine Strecke vorgeschoben, die dem Abstand der Querstäbe entspricht, kann in gleicher Weise bei den kontinuierlich arbeitenden Schweißvorrichtungen eingesetzt werden, bei denen die Schweißelektroden eine Hin- und Herbewegung um eine' gewisse Strecke synchron mit dem Fortschreiten der Längsdrähte durchführen. Das Verfahren läßt sich auch anwenden, wenn gleichzeitig zwei Querstäbe auf eine Schar von Längsstäben aufgeschweißt werden. Desgleichen läßt es sich auf Widerstandsschweißungen anwenden, bei welchen die Gitter jeweils in einem Abstand unterstützt werden. In diesem letzten Fall kann man wie bei der Schweißung der gleichen Gitter die Elemente der Abschnitte und der unterschiedlichen Qualitäten ohne Vorurteil für die Qualität und das Schweißen zusammenfassen.advanced a distance equal to the spacing of the cross bars can be used in the same way in continuously operating welding devices in which the welding electrodes move back and forth a certain distance in synchronism with the Carry out advancement of the line wires. The method can also be used when two cross bars are at the same time be welded onto a group of longitudinal bars. It can also be used for resistance welding apply in which the grids are each supported at a distance. In this latter case, can one like when welding the same mesh the elements of the sections and of different qualities summarize without prejudice for the quality and the welding.

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Claims

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PATENT CLAIMS

Process for the production of welded metal grids with resistance welding of the longitudinal bars with the cross bars at their crossing points, especially with bars made of naturally hard steel characterized in that immediately after the welding phase has been carried out, the cross-over Rods connected to one another by welding are still under pressure, a reheating in the area the welds of the rods and thereby supplies an amount of heat that is sufficient to the cooling rate to slow down to such an extent that they are in any case below the critical curing speed ' lies.

2) Method according to claim 1, characterized in that a current of low intensity is passed through passes through the welding zone of the rods for a predetermined time.

3) Method according to claims 1 or 2, characterized in that that the reheating current through the rods in the area of the welding zone via the welding electrodes is directed.

4) Method according to claims 1 or 2, characterized in that that the reheating current through the rods of larger cross-section in the area of the welding zone is conducted over upper additional electrodes.

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5) Method according to claims 1 and 4, characterized in that that the welding phase and the reheating phase partially overlap.

6) Method according to claims 1-5, characterized in that the welding phase and the reheating phase via an electronic circuit

'Is controlled with respect to the phase duration and the Intensity of the current is preprogrammed.

7) Method according to claim 6, characterized in that that the welding phase and the reheating phase follow one another without interruption.

8) Device for performing the method according to claims 1-7, characterized by a feed a reheating current to the electrodes, the intensity of which is predetermined over a given period of time is, as well as by an electronic programming of the duration and the intensity of the current for the Reheating and welding.

9) Device according to claim 8, characterized in that the electrodes (3, 4) .sind welding electrodes.

10) Device according to claim 8, characterized in that the electrodes are additional electrodes for Reheating of bars with larger cross-sections.

11) Device according to claims 8-10, characterized in that that the electrodes (3, 4) from the same transformer (5) for the two phases one work cycle.

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12) Device according to claims 8-11, characterized in that the electrodes (3, 4) are displaceable are able to perform a reciprocating motion at a speed which is matched to the speed of the displacement of the longitudinal wires.

13) Welded metal grid, characterized in that it is made according to the method of claims 1-7 are made and consist of longitudinal and transverse bars made of naturally hard steel, which are at the crossing points are welded together by resistance welding.

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