CN106583492A - 一种尖角矩形管的连续辊式冷弯成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种尖角矩形管的连续辊式冷弯成型方法，属于金属材料压力加工技术领域。本发明所述方法包括带钢坯料经过轧辊逐道次进行弯曲变形的成型方法，以及尖角矩形管的焊接工艺。所述生产工艺包括上卷、矫平、剪切对焊、逐道次成型、焊接、精整、矫直、锯切。本发明前7个道次采用闭式孔型弯曲成型，限制坯料在生产过程中的横向位移，从而提高其加工精度，逐道次弯曲一定的角度，经过多道次弯曲成型，焊接前经高频感应加热到液相线下半熔化温度，进行上下压合的一道次压力焊接。本发明具有生产效率高，质量稳定，成型效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种尖角矩形管的连续辊式冷弯成型方法，属于金属材料压力加工技术领域。
背景技术
尖角矩形管用于中国的铁道货车的上侧梁，现目前为止，一些生产厂按照专利号为021036039，《一种制造尖角矩形钢管的方法》来生产该产品，但该方法有以下不足：在成型过程中，以轧制中心线为对角线弯曲成型，稳定性不够高，造成成型精度不够，且在焊接过程中，以45°角焊接，压力控制不好，焊接质量欠佳。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述方法存在的不足，提供一种成型精度更高更稳定的制造尖角矩形管的方法，本方法成型稳定，工艺性合理，能提高成型精度。
本发明的技术方案，具体包括以下步骤：
（1）将带钢坯料喂入冷弯成型机组第一个机架，然后将a边向上弯曲并与水平底线呈9～14°，b边保持水平，同时将d边向上弯曲并与水平底线呈12～17°，然后进入下一道工序；
（2）将经过第一道次变形的带钢送入第二个机架，在第一道次的基础上继续变形，将a边向上弯曲并与水平底线呈21～26°，b边保持水平，同时将d边向上弯曲并与水平底线呈26～31°，然后进入下一道工序；
（3）将经过第二道次变形的带钢送入第三个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈36～41°，b边保持水平，同时将d边向上弯曲并与水平底线呈44～49°，然后进入下一道工序；
（4）将经过第三道次变形的带钢送入第四个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈51～56°，b边保持水平，并将c边向上弯曲并与水平底线呈10～15°同时将d边向上弯曲并与c边呈118～113°，然后进入下一道工序；
（5）将经过第四道次变形的带钢送入第五个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈66～71°，b边保持水平，将c边向上弯曲并与水平底线呈25～30°，d边不进行弯曲，此时d边与c边呈118～113°，然后进入下一道工序；
（6）将经过第五道次变形的带钢送入第六个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈78～82°，b边保持水平，将c边向上弯曲并与水平底线呈43～48°，d边不进行弯曲，此时d边与c边呈118～113°，然后进入下一道工序；
（7）将经过第六道次变形的带钢送入第七个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈87～89°，b边保持水平，将c边向上弯曲并与水平底线呈64～69°，d边不进行弯曲，此时d边与c边呈118～113°，然后进入下一道工序；
（8）将经过第七道次变形的带钢送入第八个机架，a边不进行弯曲，此时a边与水平底线呈87～89°，b边保持水平，c边也不进行弯曲，此时c边与水平底线呈64～69°，将d边向上弯曲并与c边呈108～103°，然后进入下一道工序；
（9）将经过第八道次变形的带钢送入第九个机架，a边不进行弯曲，此时a边与水平底线呈87～89°，b边保持水平，并将c边向上弯曲并与水平底线呈78～83°同时将d边向上弯曲并与c边呈100～95°，然后进入下一道工序；
（10）将经过第九道次变形的带钢送入第十个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈90°，b边保持水平，并将c边向上弯曲并与水平底线呈90°同时将d边向上弯曲并与c边呈90°，然后进入下一道工序；
（11）将第十道次弯曲变形完成的管材在a的顶部与d的内侧面进行焊接，焊接部位形状为倒L型，在焊接的过程中通过上下轧辊对管材d边施加一定的作用力，使d边内侧与a边顶部接触产生塑性变形和再结晶从而使之焊接牢固，至此尖角矩形管成型过程完成。
本发明所述带钢的宽度与尖角矩形管的展开尺寸宽度相配，带钢的长度无限制，实现连续成型。
本发明所述管材焊接方法采用高频感应焊，（成型的后管材缝隙）焊接前经高频感应加热到液相线下半熔化温度，进行上下压合的一道次压力焊接，加热温度在1420°C ～1510°C，焊接余量取0.5～2.0毫米。
本发明所述高频感应焊接（固态焊接）是指焊接部位表面氧化皮产生熔化，内部金属没有熔化，是靠金属间挤压力把表面熔化层的氧化皮挤到焊缝以外，内部的新鲜金属在高温高压条件下实现塑性变形，并通过再结晶过程把焊缝消除，实现焊缝两个分离体冶金结合的焊接。
本发明所述尖角矩形管可用于铁道货车敞车上侧梁。
本发明的有益效果：
（1）轧制中心线与底边相垂直闭式孔型弯曲成型，限制坯料在生产过程中的横向位移，从而提高其加工精度。
（2）通过机架上下左右4个轧辊对带钢进行弯曲变形，可保证成型稳定，在焊接过程中，采用高频感应焊，焊接部位为倒L型，立辊和水平辊同时控制尖角矩形管的断面形状型，可保证在焊接时的准确变形控制，使精度更高。
（3）本发明具有生产效率高，质量稳定，成型效果好的优点。
附图说明
图1是本发明尖角矩形管结构截面示意图。
图2是带钢坯料第一道次的弯曲变形示意图。
图3是带钢坯料第二道次的弯曲变形示意图。
图4是带钢坯料第三道次的弯曲变形示意图。
图5是带钢坯料第四道次的弯曲变形示意图。
图6是带钢坯料第五道次的弯曲变形示意图。
图7是带钢坯料第六道次的弯曲变形示意图。
图8是带钢坯料第七道次的弯曲变形示意图。
图9是带钢坯料第八道次的弯曲变形示意图。
图10是带钢坯料第九道次的弯曲变形示意图。
图11是带钢坯料第十道次的弯曲变形示意图。
图12是带钢坯料焊接示意图。
图13尖角矩形管辊花图。
图14为本发明的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
一种尖角矩形管的连续辊式冷弯成型方法，具体包括以下步骤：
（1）将带钢坯料喂入冷弯成型机组第一个机架，然后将a边向上弯曲并与水平底线呈9～14°，b边保持水平，同时将d边向上弯曲并与水平底线呈12～17°，然后进入下一道工序。
（2）将经过第一道次变形的带钢送入第二个机架，在第一道次的基础上继续变形，将a边向上弯曲并与水平底线呈21～26°，b边保持水平，同时将d边向上弯曲并与水平底线呈26～31°，然后进入下一道工序。
（3）将经过第二道次变形的带钢送入第三个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈36～41°，b边保持水平，同时将d边向上弯曲并与水平底线呈44～49°，然后进入下一道工序。
（4）将经过第三道次变形的带钢送入第四个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈51～56°，b边保持水平，并将c边向上弯曲并与水平底线呈10～15°同时将d边向上弯曲并与c边呈118～113°，然后进入下一道工序。
（5）将经过第四道次变形的带钢送入第五个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈66～71°，b边保持水平，将c边向上弯曲并与水平底线呈25～30°，d边不进行弯曲，此时d边与c边呈118～113°，然后进入下一道工序。
（6）将经过第五道次变形的带钢送入第六个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈78～82°，b边保持水平，将c边向上弯曲并与水平底线呈43～48°，d边不进行弯曲，此时d边与c边呈118～113°，然后进入下一道工序。
（7）将经过第六道次变形的带钢送入第七个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈87～89°，b边保持水平，将c边向上弯曲并与水平底线呈64～69°，d边不进行弯曲，此时d边与c边呈118～113°，然后进入下一道工序。
（8）将经过第七道次变形的带钢送入第八个机架，a边不进行弯曲，此时a边与水平底线呈87～89°，b边保持水平，c边也不进行弯曲，此时c边与水平底线呈64～69°，将d边向上弯曲并与c边呈108～103°，然后进入下一道工序。
（9）将经过第八道次变形的带钢送入第九个机架，a边不进行弯曲，此时a边与水平底线呈87～89°，b边保持水平，并将c边向上弯曲并与水平底线呈78～83°同时将d边向上弯曲并与c边呈100～95°，然后进入下一道工序。
（10）将经过第九道次变形的带钢送入第十个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈90°，b边保持水平，并将c边向上弯曲并与水平底线呈90°同时将d边向上弯曲并与c边呈90°，然后进入下一道工序。
（11）将第十道次弯曲变形完成的管材在a的顶部与d的内侧面进行焊接，焊接部位形状为倒L型，在焊接的过程中通过上下轧辊对管材d边施加一定的作用力，使d边内侧与a边顶部接触产生塑性变形和再结晶从而使之焊接牢固，至此尖角矩形管成型过程完成。
实施方式一
本实施方式的带钢为经纵剪后宽度为468.74毫米，厚度为6毫米，长度无限制，牌号为09CuPTiRE-A的热轧带卷。
如附图2～附图12所示
第1道次～第3道次：主要是左侧边（a边）与顶边（d边）的部分成型，左侧边（a边）的弯曲角依次为：11°——23°——38°；顶边（d边）的弯曲角依次为：14°——28°——46°。
第4道次～第7道次：主要是左侧边（a边）与右侧边（c边）的部分成型，左侧边（a边）的弯曲角依次为：53°——68°——80°——88°；右侧边（c边）的弯曲角依次为：12°——27°——45°——66°；顶边（d边）不进行弯曲。
第8道次：主要是顶边（d边）的部分成型，顶边（d边）向上弯曲并与c边呈105°，左侧边（a边）和右侧边（c边）不进行弯曲。
第9道次：主要是右侧边（c边）与顶边（d边）的部分成型：先右侧边（c边）的弯曲角为：80°；后顶边（d边）向上弯曲并与c边呈100°。
第10道次，左侧边（a边）、右侧边（c边）和顶边（d边）同时弯曲，先左侧边（a边）的弯曲角为：90°，后右侧边（c边）的弯曲角为：90°；再顶边（d边）的弯曲角为： 90°。
在a的顶部与d的内侧面进行焊接，焊接部位形状为倒L型，在焊接的同时通过两侧轧辊对管材d边施加一定的作用力，从而使焊接牢固，此时尖角矩形管完成成型过程。
实施方式二
本实施方式的带钢为经纵剪后宽度为468.74毫米，厚度为6毫米，长度无限制，牌号为09CuPTiRE-A的热轧带卷。
如附图2～附图12所示
第1道次～第3道次：主要是左侧边（a边）与顶边（d边）的部分成型，左侧边（a边）的弯曲角依次为：9°——21°——36°；顶边（d边）的弯曲角依次为：12°——26°——49°。
第4道次～第7道次：主要是左侧边（a边）与右侧边（c边）的部分成型，左侧边（a边）的弯曲角依次为：51°——66°——78°——89°；右侧边（c边）的弯曲角依次为：10°——25°——43°——69°；顶边（d边）不进行弯曲。
第8道次：主要是顶边（d边）的部分成型，顶边（d边）向上弯曲并与c边呈108，左侧边（a边）和右侧边（c边）不进行弯曲。
第9道次：主要是右侧边（c边）与顶边（d边）的部分成型：先右侧边（c边）的弯曲角为：78°；后顶边（d边）向上弯曲并与c边呈95°。
第10道次，左侧边（a边）、右侧边（c边）和顶边（d边）同时弯曲，左侧边（a边）的弯曲角为：90°右侧边（c边）的弯曲
实施方角为：90°；顶边（d边）的弯曲角为： 90°。
在a的顶部与d的内侧面进行焊接，焊接部位形状为倒L型，在焊接的同时通过两侧轧辊对管材d边施加一定的作用力，从而使焊接牢固，此时尖角矩形管完成成型过程。
式三
本实施方式的带钢为经纵剪后宽度为468.74毫米，厚度为6毫米，长度无限制，牌号为09CuPTiRE-A的热轧带卷。
如附图2～附图12所示
第1道次～第3道次：主要是左侧边（a边）与顶边（d边）的部分成型，左侧边（a边）的弯曲角依次为：14°——26°——41°；顶边（d边）的弯曲角依次为：17°——31°——44°。
第4道次～第7道次：主要是左侧边（a边）与右侧边（c边）的部分成型，左侧边（a边）的弯曲角依次为：56°——71°——82°——87°；右侧边（c边）的弯曲角依次为：15°——30°——48°——64°；顶边（d边）不进行弯曲。
第8道次：主要是顶边（d边）的部分成型，顶边（d边）向上弯曲并与c边呈103°，左侧边（a边）和右侧边（c边）不进行弯曲。
第9道次：主要是右侧边（c边）与顶边（d边）的部分成型：右侧边（c边）的弯曲角为：83°；顶边（d边）向上弯曲并与c边呈98°。
第10道次，左侧边（a边）、右侧边（c边）和顶边（d边）同时弯曲，左侧边（a边）的弯曲角为：90°右侧边（c边）的弯曲角为：90°；顶边（d边）的弯曲角为： 90°。
在a的顶部与d的内侧面进行焊接，焊接部位形状为倒L型，在焊接的同时通过两侧轧辊对管材d边施加一定的作用力，从而使焊接牢固，此时尖角矩形管完成成型过程。
以上结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出改动。
Claims (3)
1.一种尖角矩形管的连续辊式冷弯成型方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）将带钢坯料喂入冷弯成型机组第一个机架，然后将a边向上弯曲并与水平底线呈9～14°，b边保持水平，同时将d边向上弯曲并与水平底线呈12～17°，然后进入下一道工序；
（2）将经过第一道次变形的带钢送入第二个机架，在第一道次的基础上继续变形，将a边向上弯曲并与水平底线呈21～26°，b边保持水平，同时将d边向上弯曲并与水平底线呈26～31°，然后进入下一道工序；
（3）将经过第二道次变形的带钢送入第三个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈36～41°，b边保持水平，同时将d边向上弯曲并与水平底线呈44～49°，然后进入下一道工序；
（4）将经过第三道次变形的带钢送入第四个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈51～56°，b边保持水平，并将c边向上弯曲并与水平底线呈10～15°同时将d边向上弯曲并与c边呈118～113°，然后进入下一道工序；
（5）将经过第四道次变形的带钢送入第五个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈66～71°，b边保持水平，将c边向上弯曲并与水平底线呈25～30°，d边不进行弯曲，此时d边与c边呈118～113°，然后进入下一道工序；
（6）将经过第五道次变形的带钢送入第六个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈78～82°，b边保持水平，将c边向上弯曲并与水平底线呈43～48°，d边不进行弯曲，此时d边与c边呈118～113°，然后进入下一道工序；
（7）将经过第六道次变形的带钢送入第七个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈87～89°，b边保持水平，将c边向上弯曲并与水平底线呈64～69°，d边不进行弯曲，此时d边与c边呈118～113°，然后进入下一道工序；
（8）将经过第七道次变形的带钢送入第八个机架，a边不进行弯曲，此时a边与水平底线呈87～89°，b边保持水平，c边也不进行弯曲，此时c边与水平底线呈64～69°，将d边向上弯曲并与c边呈108～103°，然后进入下一道工序；
（9）将经过第八道次变形的带钢送入第九个机架，a边不进行弯曲，此时a边与水平底线呈87～89°，b边保持水平，并将c边向上弯曲并与水平底线呈78～83°同时将d边向上弯曲并与c边呈100～95°，然后进入下一道工序；
（10）将经过第九道次变形的带钢送入第十个机架，将a边向上弯曲并与水平底线呈90°，b边保持水平，并将c边向上弯曲并与水平底线呈90°同时将d边向上弯曲并与c边呈90°，然后进入下一道工序；
（11）将第十道次弯曲变形完成的管材在a的顶部与d的内侧面进行焊接，焊接部位形状为倒L型，在焊接的过程中通过上下轧辊对管材d边施加一定的作用力，使d边内侧与a边顶部接触产生塑性变形和再结晶从而使之焊接牢固，至此尖角矩形管成型过程完成。
2.根据权利要求1所述的尖角矩形管的连续辊式冷弯成型方法，其特征在于：所述带钢的宽度与尖角矩形管的展开尺寸宽度相配，带钢的长度无限制，实现连续成型。
3.根据权利要求1所述的尖角矩形管的连续辊式冷弯成型方法，其特征在于：管材焊接方法采用高频感应焊，加热温度在1420°C ～1510°C，焊接余量取0.5～2.0毫米。
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