方矩型钢成型工艺方法.pdf

本发明公开了一种方矩型钢成型工艺方法，将板材按设计工艺尺寸直接折弯成方矩形，包括粗成型段、精成型段、焊接段和整型段，粗成型段为将板材在粗成型机组中利用一套组合式轧辊经过数道次辊弯，将板材预成型为方矩形状，精成型段采用上辊为三段式轧辊、底辊为固定辊、侧辊采用电动开合调整的精成型机组，然后再经过焊接段和整型段。本发明能耗低，成材率高，制作简单，生产效率高。

1、  一种方矩型钢成型工艺方法，将板材按设计工艺尺寸直接折弯成方矩形，其特征在于：该工艺方法包括粗成型段、精成型段、焊接段和整型段，所述粗成型段为将板材在粗成型机组中利用一套组合式轧辊(9)经过数道次辊弯，先完成第一弯角即管材的上面两个R弧角，再完成第二弯角即管材的底面两个R弧角，将板材预成型为方矩形状，所述组合式轧辊(9)适用于多种方矩形规格，组合式轧辊(9)的所有底辊(10)为固定辊，上辊(11)和侧辊(12)在线电动调整；所述精成型段采用上辊(13)为三段式轧辊、底辊(18)为固定辊、侧辊(17)采用电动开合调整的精成型机组，所述三段式轧辊的每段范围内的轧辊共用；所述焊接段采用高频焊接方法在焊接机组中将方矩形的开口处进行焊接闭合，焊接机组的侧挤压辊(19)为电动开合调整的组合式辊片；所述整型段采用上辊(20)为组合式辊片、底辊(22)为固定辊、侧辊(21)采用电动开合调整的整型机组。

2、  根据权利要求1所述的方矩型钢成型工艺方法，其特征在于：所述粗成型段的一套组合式轧辊，适用于150mm×150mm∽500mm×500mm、壁厚5mm∽19mm的方矩形管。

3、  根据权利要求2所述的方矩型钢成型工艺方法，其特征在于：所述厚度14.75mm板材经粗成型机组的第一机架(1)到第四机架(4)完成第一弯角即管材的上面两个R弧角的工艺过程，经第五机架(5)到第八机架(8)完成第二弯角即管材的底面两个R弧角的工艺过程。

4、  根据权利要求1所述的方矩型钢成型工艺方法，其特征在于：所述精成型段的上辊(13)采用的三段式轧辊为将150mm×150mm∽500mm×500mm的方矩形管分成三段范围，每段范围内的轧辊共用。

方矩型钢成型工艺方法
技术领域
本发明涉及一种冷弯型钢成型工艺方法，尤其涉及一种方矩型钢直接成型的工艺方法。
背景技术
近几年随着国家对基本建设的投入，各地重大市政工程和建筑工程越来越多的采用了钢结构形式，方矩形钢管由于外形美观，受力合理，节点处理相对简单等优点，因而在机场航站楼、体育场馆和会展中心等的桁架结构体系以及幕墙支撑体系中作为钢构件得到普遍应用。冷弯方矩形钢管的传统成形工艺是在常温下先将热轧钢卷板通过多架成形机组逐步轧成圆管，随后通过整形机组再将圆管轧成方管，被称作“间接成方”工艺，该工艺耗能高、制作工艺复杂、成材率低。
发明内容
本发明的目的是，针对上述存在的技术问题和不足，提供一种能耗低、成材率高、制作简单且质量好的方矩型钢成型工艺方法。
本发明的技术方案是：将板材按设计工艺尺寸直接折弯成方矩形，该工艺方法包括粗成型段、精成型段、焊接段和整型段，粗成型段为将板材在粗成型机组中利用一套组合式轧辊经过数道次辊弯，先完成第一弯角即管材的上面两个R弧角，再完成第二弯角即管材的底面两个R弧角，将板材预成型为方矩形状，组合式轧辊适用于多种方矩形规格，组合式轧辊的所有底辊为固定辊，上辊和侧辊在线电动调整；精成型段采用上辊为三段式轧辊、底辊为固定辊、侧辊采用电动开合调整的精成型机组，三段式轧辊的每段范围内的轧辊共用；焊接段采用高频焊接方法在焊接机组中将方矩形的开口处进行焊接闭合，焊接机组的侧挤压辊为电动开合调整的组合式辊片；整型段采用上辊为组合式辊片、底辊为固定辊、侧辊采用电动开合调整的整型机组。
本发明的有益效果是：由于采用的是直接弯曲成型，制造方便，尺寸精度得到控制和保证，使母材的四个弯角基本上是在各道次成型辊的作用下逐渐弯曲成型，较好的保持了原有的机械性能；从型材的金相组织来看，采用直接成型工艺，仅角度弯曲变型，其余的型材抗张强度、屈服强度和延伸率均母材接近，变化甚微，冷弯性能良好，冲击韧性全部高于国标要求；在方矩型钢粗成型生产过程中，利用一套组合式轧辊可生产150mm×150mm∽500mm×500mm、壁厚5mm∽19mm的方矩形管材，实现了多品种、多规格的加工成型，使生产企业能大大地降低生产成本，同时大大降低了能耗，提高了成材率；可以在线进行电动轧辊调整，更换产品规格，无需离线轧辊更换，轧辊调整到工艺需用即可，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明的成型工艺示意图；
图2为本发明中粗成型段的工艺流程图；
图3为本发明中精成型段的工艺流程图；
图4为本发明中焊接示意图；
图5为本发明中整型示意图。
具体实施方式
本发明包括粗成型段、精成型段、焊接段和整型段，板材按照设计尺寸通过辊折弯成方矩形形状，利用高频将闭口焊接，通过整形成为方矩形型钢。图1为本发明的成型工艺示意图，简化描述了从粗成型到精成型到焊接的直接成型工艺形成图。
图2为粗成型段的工艺流程图，板材在粗成型机组中利用一套组合式轧辊9经过数道次辊弯，14.75mm板材经生产线第一机架1、第二机架2、第三机架3、第四机架4完成第一弯角的工艺过程，第一弯角实际上就是管材的上面两个R弧角；板材经第五机架5、第六机架6、第七机架7、第八机架8完成第二弯角工艺过程，第二弯角也就是管材的底面两个R弧角。一套组合式轧辊9适用于150mm×150mm∽500mm×500mm、壁厚5mm∽19mm的多种方矩形规格，组合式轧辊9的所有底辊10为固定辊，上辊11和侧辊12在线电动调整，产品规格更换，无需轧辊的更换，在线电动调整轧辊即可实现产品规格的更换生产。
图3为精成型段的工艺流程图，板材经第一、第二弯角成型后，需经精成型进入焊接过程，通过精成型第一架14、精成型第二架15、精成型第三架16实现了管材初步截面形状，形成了利于焊接的两边缘焊接前的有利V形角。精成型段所用精成型机组的上辊13采用三段式轧辊，即将150mm×150mm∽500mm×500mm、厚度5∽19mm的的方矩形管规格分成三个范围，在范围段此轧辊共用，以实现不同规格，不同厚度产品生产。侧辊17为固定辊，可满足150mm×150mm∽500mm×500mm、厚度5∽19mm的方矩形管，电动开合调整，底辊18为固定辊。
图4为经粗成型、精成型完成合理截面形状，形成合理V形角后的焊接示意图，采用高频焊接方法在焊接机组中将方矩形的开口处进行焊接闭合。焊接机组的上挤压辊结合150mm×150mm∽500mm×500mm，厚度5∽19mm的方矩形管分为两种厚度，实现不同规格，不同厚度产品生产。焊接机组的侧挤压辊19为组合式辊片，不同产品高度不同，使用不同的辊片，电动调整开合尺寸。
图5为整型示意图，板材经焊接后已经成为方矩形管材，但与实际尺寸存在差异，所以需经四架整型机架将焊接后的管材经过整型达到需要的最终管材截面形状。整型段整型机组的上辊20为组合式辊片，实现不同规格，不同厚度产品生产，侧辊21为固定辊，只需电动调整开合尺寸即可，底辊22为固定辊。整型后再经过矫直、锯切、下料、包装、入库等完成管材生产过程。
本发明使型材的四个弯角基本上是在各道次成型辊的作用下逐渐弯曲成型的，少量的空弯部分也是在封闭的辊形腔内变形，角度的成型质量能得到较好的控制，而且变形仅限于角部，型材因变型而引起的内应力仅存于角部，较好的保持了原来机械性能，同时焊接质量好，调试简单，大大降低了能耗，提高了成材率。在更换产品规格时，同样的生产过程，只需将粗成型段各机架轧辊按产品生产工艺要求，电动调整到需要即可，大大缩短换辊时间。
本发明的上述实施例详细的阐述了本发明的具体实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，一切可由本领域技术人员基于上述实施例所能想到的技术改进，均在本发明的保护范围之内。