CN103423580A

CN103423580A - 转角强化不等厚型波形钢板及制造工艺

Info

Publication number: CN103423580A
Application number: CN2013103082102A
Authority: CN
Inventors: 孙天明; 李勇
Original assignee: HANGZHOU BOSHU CIVIL ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Zhejiang CTB Corrugated Steel Web Co., Ltd.
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2033-07-18
Also published as: CN103423580B

Abstract

本发明涉及波形钢板及其制造工艺，公开了一种转角强化不等厚型波形钢板及制造工艺，不等厚型波形钢板，包括平直单元与转角单元（1），所述的转角单元（1）处钢板厚度t₁小于平直段原始钢板厚度t₀，99.5%t₀≥t₁≥89.5%t₀。制造工艺包括，对转角单元（1）区域进行压薄；将部分区域压薄后的平钢板装入波形钢板模具；模具下压成型。本发明通过通过先对普通钢板的转角单元区域进行预压压薄，然后在进行整块钢板的成型，降低了波形钢板在成型过程中转角部分纤维状裂纹的成型缺陷发生概率，同时，制备出的波形钢板转角部位钢板的厚度小于钢板平直段厚度，转角部位钢板相对平直区域也更加致密，结构强度也更高。

Description

转角强化不等厚型波形钢板及制造工艺

技术领域

本发明涉及波形钢板及其制造工艺，尤其涉及了一种转角强化不等厚型波形钢板及制造工艺。

背景技术

在钢板的压制、折弯过程中，钢板厚度越厚，转角成型时发生缺陷概率越大，钢板转角半径越小，转角成型时发生缺陷概率越大。传统的波形钢板转角部位与平直部分为等厚，在钢板转角成型过程中，钢板的转角部位均呈现外部受拉，内部受压的应力，尤其是外部受拉区，在受拉时，因厚钢板不能实现理想的塑性变形，而容易形成纤维状裂纹的成型缺陷。

发明内容

本发明针对现有技术中波形钢板转角部位厚度与平直部位的厚度相等，而钢板转角在成型的过程中由于转角部位均呈现外部受拉，内部受压的应力，使得成型后的波形钢板在转角部位存在结构性能的洼地，同时，波形钢板的转角成型部位在成型过程中也容易形成纤维状裂纹等缺点，提供了一种转角部位的厚度小于钢板平直段厚度，转角部位的钢板结构性能更高，同时，通过先对平钢板的转角单元区域进行预压压薄强化，使转角处平钢板形成初始压应力，当平钢板的转角单元区域进行转角成型时，转角部分的外侧压应力与转角处平钢板形成初始压应力抵消，转角部分的内侧压应力倍增，从而达到降低波形钢板转角成型缺陷的成型的转角强化不等厚型波形钢板及制造工艺。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

转角强化不等厚型波形钢板，包括平直单元与转角单元，所述的转角单元处钢板厚度t₁小于平直段原始钢板厚度t₀，99.5%t₀≥t₁≥89.5%t₀。

作为优选，所述的转角单元处钢板厚度t₁小于平直段原始钢板厚度t₀，98.5%t₀≥t₁≥90.5%t₀。

作为优选，所述的转角单元由直线段、反弹过渡弧、转角弧、反弹过渡弧、直线段组成，转角弧的半径R为钢板厚度的5-17倍，反弹过渡弧的半径由无穷大到转角弧的半径R渐变。

作为优选，所述的反弹过渡弧包括反弹弧和过渡弧。

作为优选，所述的反弹弧的半径变化范围为：3R→+∞，过渡弧的半径变化范围为：R→3R。

作为优选，所述的反弹弧长度等于过渡弧长度的0.45-1.1倍。

作为优选，所述的一个转角单元二侧的直线段区域，制备有向外凸面的弧形，其弧形的半径为转角弧半径R的3-6倍。

转角强化不等厚型波形钢板制造工艺，包括以下步骤：A、平钢板放样，确定平钢板上的转角单元区域；B、对转角单元区域进行预压压薄；C、将部分区域压薄后的平钢板装入波形钢板模具；D、模具下压；E、保压；F、出板。

所述波形钢板模具为带有各段转角半径的组合嵌入式镶块模。

按钢板厚度确定转角半径R；按转角半径R确定反弹弧及过渡弧的渐变半径；钢板装入波形钢板压模模具；模具下压；保压；出板。除了以上工艺外，转角强化不等厚型波形钢板制造还可以完全通过模具来实现，即在平钢板或波形钢板的转角单元区域的模具，其模压头与底模之间的间距小于平直段模压头与底模之间的间距，当模具下压时，转角单元区域的模压头首先与平钢板接触，直接进行上述步骤B对转角单元区域进行压薄的作业，在转角单元区域进行压薄的过程中，平直单元刚开始是受压的。当转角单元被压薄至合适厚度后，平直单元直线开始受压。

作为优选，所述的步骤D中，下压时，钢板沿波长方向二端限位卡死，阻止或减少转角外侧钢板拉长。将拉应力控制至零应力状态，使转角外侧不受拉、内侧压应力加强，能明显降低成型缺陷。

作为优选，所述的步骤F中，出板后，在后续的抛丸、振动时效及后续作业时效作用下，反弹弧变成接近直线。

转角单元由直线段、反弹过渡弧、转角弧、反弹过渡弧、直线段组成，转角弧的半径R为钢板厚度的5-17倍，反弹过渡弧的半径由无穷大到转角弧的半径R渐变。反弹过渡弧包括反弹弧和过渡弧。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明通过通过先对普通钢板的转角单元区域进行预压压薄，然后在进行整块钢板的成型的制造工艺，大大降低了波形钢板在成型过程中转角部分纤维状裂纹的成型缺陷发生概率，同时，制备出的波形钢板转角部位钢板的厚度小于钢板平直段厚度，转角部位钢板相对平直区域也更加致密，结构强度也更高，波形钢板各个部位的结构强度区域相近。

附图说明

图1是厚度为t₀平钢板；

图2是转角单元区域进行预压压薄后的平钢板；

图3是本发明转角强化不等厚型波形钢板结构示意图。

图4是钢板转角单元在制备过程中内部受压，外部受拉以及内侧钢板收缩，外侧钢板拉伸示意图。

图5是本发明实施例2的波形钢板结构示意图。

图6是图5中I部放大图。

图7是图6中反弹过渡弧的结构示意图。

图8是本发明波形钢板的整体结构示意图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—转角单元、2—波形钢板、11—直线段、12—反弹过渡弧、13—转角弧、14—反弹过渡弧、15—直线段、121—反弹弧、122—过渡弧。

具体实施方式

下面结合附图1至图8与实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1

转角强化不等厚型波形钢板，如图1至图7所示，包括平直单元与转角单元1，所述的转角单元1处钢板厚度t₁小于平直段原始钢板厚度t₀，t₁=98.1%t₀。

转角单元1由直线段11、反弹过渡弧12、转角弧13、反弹过渡弧14、直线段15组成，转角弧13的半径R为钢板厚度的7倍，反弹过渡弧12、14的半径由无穷大到转角弧13的半径R渐变。反弹过渡弧12包括反弹弧121和过渡弧122。反弹过渡弧12、14与直线段11、15连接端的半径为无穷大，反弹过渡弧12、14与转角弧13连接端的半径为R，整条反弹过渡弧12、14的半径为由直线段11、15至转角弧13的方向逐渐减小，即由无穷大逐渐减小至R。通过反弹过渡弧12、14的设置，使钢板转角的晶间滑移趋于均衡，规避了传统波形钢板由于转角部位半径突变引起的晶间错移趋势，减少了转角的成型缺陷和应力集中的问题。

反弹弧121的半径变化范围为：3R→+∞，过渡弧122的半径变化范围为：R→3R。反弹弧121长度等于过渡弧122长度的0.5倍。

一个转角单元1二侧的直线段11、15区域，制备有向外凸面的弧形，其弧形的半径为转角弧半径R的4倍。如图4所示，可以清楚的看出，钢板在转角的过程中，转角区域的外侧受拉，外侧钢板长度伸长；内侧钢板受压，内侧钢板收缩，钢板长度缩短。并且能够清楚的知道，钢板的厚度越厚，其外侧的钢板拉伸长度越长；或者转角的半径越大，外侧钢板的拉伸长度也越长。外侧钢板的拉伸长度越长，其产生的纤维状裂纹的缺陷概率也越高。

转角强化不等厚型波形钢板制造工艺，包括以下步骤：A、平钢板放样，确定平钢板上的转角单元1区域；B、对转角单元1区域进行预压压薄；C、将部分区域压薄后的平钢板装入波形钢板模具；D、模具下压；E、保压；F、出板。

上述波形钢板模具为带有各段转角半径的组合嵌入式镶块模，按钢板厚度确定转角半径R；按转角半径R确定反弹弧121及过渡弧122的渐变半径；钢板装入波形钢板压模模具；模具下压；保压；出板。

步骤D中，下压时，钢板沿波长方向二端限位卡死，阻止或减少转角外侧钢板拉长。将拉应力控制至零应力状态，使转角外侧不受拉、内侧压应力加强，能明显降低成型缺陷。

步骤F中，出板后，在后续的抛丸、振动时效及后续作业时效作用下，反弹弧121变成接近直线。转角单元1由直线段11、反弹过渡弧12、转角弧13、反弹过渡弧14、直线段15组成，转角弧13的半径R为钢板厚度的5-17倍，反弹过渡弧12、14的半径由无穷大到转角弧13的半径R渐变。反弹过渡弧12包括反弹弧121和过渡弧122。

实施例2

转角强化不等厚型波形钢板，如图1至图7所示，包括平直单元与转角单元1，所述的转角单元1处钢板厚度t₁小于平直段原始钢板厚度t₀，t₁=95.1%t₀。

转角单元1由直线段11、反弹过渡弧12、转角弧13、反弹过渡弧14、直线段15组成，转角弧13的半径R为钢板厚度的7倍，反弹过渡弧12、14的半径由无穷大到转角弧13的半径R渐变。

反弹过渡弧12包括反弹弧121和过渡弧122。反弹弧121的半径变化范围为：3R→+∞，过渡弧122的半径变化范围为：R→3R。

反弹弧121长度等于过渡弧122长度的0.6倍。

一个转角单元1二侧的直线段11、15区域，制备有向外凸面的弧形，其弧形的半径为转角弧半径R的5倍。

转角强化不等厚型波形钢板制造工艺，包括以下步骤：A、平钢板放样，确定平钢板上的转角单元1区域；B、对转角单元1区域进行预压压薄；C、将部分区域压薄后的平钢板装入波形钢板模具；D、模具下压；E、保压；F、出板。按钢板厚度确定转角半径R；按转角半径R确定反弹弧121及过渡弧122的渐变半径；钢板装入波形钢板压模模具；模具下压；保压；出板。除了以上工艺外，转角强化不等厚型波形钢板制造还可以完全通过模具来实现，即在平钢板或波形钢板的转角单元区域的模具，其模压头与底模之间的间距小于平直段模压头与底模之间的间距，当模具下压时，转角单元区域的模压头首先与平钢板接触，直接进行上述步骤B对转角单元区域进行压薄的作业，在转角单元区域进行压薄的过程中，平直单元刚开始是受压的。当转角单元被压薄至合适厚度后，平直单元直线开始受压。

实施例3

转角强化不等厚型波形钢板，如图1至8所示，包括平直单元与转角单元1，转角单元1处钢板厚度t₁小于平直段原始钢板厚度t₀，98.5%t₀≥t₁≥93.2%t₀。

转角单元1由直线段11、反弹过渡弧12、转角弧13、反弹过渡弧14、直线段15组成，转角弧13的半径R为钢板厚度的8倍，反弹过渡弧12、14的半径由无穷大到转角弧13的半径R渐变。转角弧13的半径R为钢板厚度的8倍，通过反弹过渡弧12、14的设置，使钢板转角的晶间滑移趋于均衡，规避了传统波形钢板由于转角部位半径突变引起的晶间错移趋势，减少了转角的成型缺陷和应力集中的问题。反弹弧121长度等于过渡弧122长度的0.6倍，反弹弧121在后续的抛丸等时效中会变成直线，过渡弧122起到顺畅切点的作用，过渡弧122太短效果不大，太长则影响截面刚度。

反弹弧121长度等于过渡弧122长度的0.89倍。

一个转角单元1二侧的直线段11、15区域，制备有向外凸面的弧形，其弧形的半径为转角弧半径R的5.1倍。

如图8所示，本实施例中波形钢板2的波长方向和钢板出厂时的长度方向垂直。也就是波形钢板波长方向和轧制时的出板方向垂直，也就是和钢板晶向垂直，钢板的轧制方向即钢板晶方向，这样能明显提高波形钢板的抗剪能力。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims

1.转角强化不等厚型波形钢板，包括平直单元与转角单元（1），其特征在于：所述的转角单元（1）处钢板厚度t₁小于平直段原始钢板厚度t₀，99.5%t₀≥t₁≥89.5%t₀。

2.根据权利要求1所述的转角强化不等厚型波形钢板，其特征在于：所述的转角单元（1）处钢板厚度t₁小于平直段原始钢板厚度t₀，98.5%t₀≥t₁≥90.5%t₀。

3.根据权利要求1或2所述的转角强化不等厚型波形钢板，其特征在于：所述的转角单元（1）由直线段（11）、反弹过渡弧（12）、转角弧（13）、反弹过渡弧（14）、直线段（15）组成，转角弧（13）的半径R为钢板厚度的5-17倍，反弹过渡弧（12、14）的半径由无穷大到转角弧（13）的半径R渐变。

4.根据权利要求3所述的转角强化不等厚型波形钢板，其特征在于：所述的反弹过渡弧（12）包括反弹弧（121）和过渡弧（122）。

5.根据权利要求3所述的转角强化不等厚型波形钢板，其特征在于：所述的反弹弧（121）的半径变化范围为：3R→+∞，过渡弧（122）的半径变化范围为：R→3R。

6.根据权利要求3所述的转角强化不等厚型波形钢板，其特征在于：所述的反弹弧（121）长度等于过渡弧（122）长度的0.45-1.1倍。

7.根据权利要求3所述的转角强化不等厚型波形钢板，其特征在于：所述的一个转角单元（1）二侧的直线段（11、15）区域，制备有向外凸面的弧形，其弧形的半径为转角弧半径R的3-6倍。

8.转角强化不等厚型波形钢板制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：A、平钢板放样，确定平钢板上的转角单元（1）区域；B、对转角单元（1）区域进行压薄；C、将部分区域压薄后的平钢板装入波形钢板模具；D、模具下压；E、保压；F、出板。

9.根据权利要求8所述的转角强化不等厚型波形钢板制造工艺，其特征在于：所述的步骤D中，下压时，钢板沿波长方向二端限位卡死，阻止或减少转角外侧钢板拉长。

10.根据权利要求8所述的转角强化不等厚型波形钢板制造工艺，其特征在于：所述的步骤F中，出板后，在后续的抛丸、振动时效及后续作业时效作用下，反弹弧（121）变成接近直线。