EA027891B1 - Способ изготовления стального профиля - Google Patents

Abstract

Предлагается способ изготовления стального профиля, обеспечивающий возможность автономного, гибкого и полностью автоматического производства стальных профилей из заготовок, в котором подготавливают стальную заготовку, образуют ослабления посредством выполнения выемок в зоне предусмотренного сгиба заготовки, сгибают заготовку для создания сгиба, а после сгибания заготовки выемку, выполненную на внутренней стороне сгиба заготовки, закрывают с помощью лазерной сварки, при этом сварку выполняют с помощью фокусированного лазерного луча, который направлен с наружной стороны сгиба заготовки к внутренней стороне сгиба, причем фокус лазерного луча лежит внутри заготовки. Обеспечивается улучшенное изготовление стального профиля.

Description

Изобретение относится к области обработки стали и изготовления стальных профилей. Изобретение относится к способу изготовления стального профиля.

Способы изготовления стального профиля, стальные профили, шпунтовые сваи и системы для изготовления стального профиля в принципе известны из уровня техники. Часто стальные профили изготавливают на сталелитейных заводах способом непрерывного литья, способом горячей прокатки или способом холодной прокатки. Дополнительно к этому известны стальные профили, которые изготавливаются из стальных заготовок посредством обработки нелистового материала давлением. При строительстве шпунтовых стенок стальные профили часто применяются в качестве компонентов шпунтовых стенок в виде шпунтовых свай. При этом известны так называемые Ζ-образные шпунтовые сваи и И-образные шпунтовые сваи, которые с помощью различных замковых форм, например, с помощью так называемых замков Ларсена, соединяются друг с другом. При этом шпунтовые сваи соединяются друг с другом, как правило, тем, что замки вдвигаются друг в друга при вставлении, забивке или вибрации в грунте.

Задачей данного изобретения является создание улучшенного способа изготовления стального профиля из заготовки.

Эта задача решена согласно изобретению с помощью способа изготовления стального профиля.

Предлагается способ изготовления стального профиля, в котором подготавливают стальную заготовку, образуют ослабления посредством выполнения выемок в зоне предусмотренного сгиба заготовки, сгибают заготовку для создания сгиба на заготовке, после сгибания заготовки выемку, выполненную на внутренней стороне сгиба заготовки, закрывают с помощью лазерной сварки, при этом сварку выполняют с помощью фокусированного лазерного луча, который направлен с наружной стороны сгиба заготовки к внутренней стороне сгиба, причем фокус лазерного луча лежит внутри заготовки.

Целесообразно, если выемки образуют посредством надреза в заготовке. Это представляет особенно целесообразный и простой вариант для образования ослабления в зоне предусмотренного сгиба заготовки. Под надрезом в рамках данного изобретения следует понимать выемку, которая образована в заготовке так, что она имеет один открытый конец.

В предпочтительном варианте выемки образуют посредством фрезерования, прокатки, штамповки или тиснения. За счет этого можно создавать ослабления в заготовке особенно просто и, возможно, автоматизированно.

Также предпочтительно, если сварку выполняют с помощью гибридной лазерной сварки.

В заявленном способе предусмотрено, что при сгибании образующая ослабление выемка, которая выполнена на наружной стороне сгиба заготовки, увеличивается.

Также предпочтительно, если плечи, которые ограничивают образующую ослабление выемку, соединяют неразъемно. Таким образом, предусмотренное для сгибания ослабление дополнительно усиливается после сгибания.

В заявленном способе целесообразно, если сгибание осуществляют посредством сгибания в штампе.

Также в способе может быть предусмотрено, что подготовку стальной заготовки осуществляют посредством размотки бунта стальной полосы.

В способе предпочтительно дополнительно выполняют выемку, которая ориентирована, по существу, поперек продольного направления стальной заготовки и открыта к боковым поверхностям стальной заготовки.

В дополнение выемку в стальной заготовке выполняют таким образом, что при сгибании заготовки изгибающий момент в первой зоне стальной заготовки, которая ограничивает первый участок выемки, не передается на вторую зону стальной заготовки, которая ограничивает второй участок выемки. Для этого согласно изобретению первая зона полосовой стальной заготовки находится, например, в гибочном устройстве, так что заготовку можно сгибать в ней. В этом случае выемка служит для предотвращения передачи сгиба на вторую зону полосовой стальной заготовки, которая находится, например, еще в устройстве для ослабления.

Автором было установлено, что известные способы имеют много недостатков. С одной стороны, известные способы являются энергоемкими, трудоемкими и связаны с высокими затратами на оборудование и затратами на организацию производства. Отсюда следуют большие минимальные количества заказа и относительно продолжительные сроки поставки, так что необходимо заблаговременное планирование на длительный срок и большие складские запасы с целью гибкого реагирования на заказы клиентов.

Преимущества способа согласно изобретению состоят в том, что обеспечивается возможность автономного, гибкого и полностью автоматического производства стальных профилей, предпочтительно непосредственно из рулона полосового материала, соответственно рулона стальной полосы или исходя из плоских стальных заготовок. Дополнительно к этому снижаются производственные затраты за счет сравнительно небольших затрат на оборудование, небольших затрат труда и небольших потерь материала. Достигаемое при применении способа соответствующее потребности и своевременное производство дополнительно обеспечивают низкие затраты на складирование. Кроме того, способ осуществляется эф- 1 027891 фективно с точки зрения потребления энергии, чисто и без загрязнения окружающей среды. Энергия экономится, в частности, при обработке толстостенной стали.

Предпочтительно ослабление заготовки осуществляется вдоль предусмотренного сгиба.

В особенно предпочтительном варианте выполнения способа, согласно изобретению, ослабление усиливается после сгибания с помощью сварки, в частности лазерной сварки, предпочтительно гибридной лазерной сварки. За счет усиления предусмотренного для сгиба ослабления после сгибания, изготавливается стальной профиль с особенно высокой жесткостью.

Под лазерной сваркой в рамках данного изобретения следует понимать неразъемное соединение двух концов стального профиля с применением оптически фокусируемого лазерного луча высокой интенсивности.

Согласно одному примеру сварку выполняют с помощью фокусированного лазерного луча, который направлен с наружной при изгибании стороны заготовки к внутренней при изгибании стороне заготовки, в частности, вдоль образованной выемкой после сгибания нулевой щели, фокус которого предпочтительно лежит внутри заготовки (1300). Понятие нулевая щель в рамках данного изобретения следует понимать так, что плечи выемки после сгибания прилегают друг к другу, то есть соприкасаются друг с другом, без образования химического соединения.

В принципе при единственном сгибе заготовки сварку можно выполнять с наружной стороны сгиба заготовки к внутренней стороне, а также с внутренней стороны сгиба к наружной стороне независимо от угла сгиба. Однако при изготовлении стального профиля некоторые сгибы не могут быть сварены, исходя из внутренней стороны, поскольку отдельные внутренние стороны, соответственно нулевые щели, закрыты соседними планками заготовки и тем самым не доступны для лазерного луча. Дополнительно к этому с помощью лазерного луча, который направлен с наружной стороны к внутренней стороне, можно выполнять сварку особенно просто. При этом предпочтительно применяется единственный фокусированный лазерный луч вместо осциллирующего луча или двух параллельных лазерных лучей.

Таким образом, согласно изобретению образующая ослабление выемка, которая выполнена на внутренней стороне сгиба, уменьшается или закрывается. Дополнительно, если предусмотрена образующая ослабление выемка, которая выполнена на наружной стороне сгиба, то она увеличивается при сгибании. Это представляет особенно целесообразный вариант выполнения способа, в котором образующая ослабление выемка выполнена особенно подходяще для сгибания. Дополнительно к этому способ упрощается за счет того, что образованная перед сгибом выемка материала выполнена так, что она обеспечивает возможность согласования с предстоящим сгибом. Предпочтительно выемка выполнена с возможностью согласования с предусмотренным углом сгиба.

Согласно другому целесообразному варианту выполнения способа согласно изобретению в заготовке предусмотрена образующая ослабление выемка, при этом выполненная на внутренней стороне сгиба заготовки выемка после сгибания закрывается с помощью сварки, в частности лазерной сварки. Таким образом, предлагается способ, с помощью которого закрывается выемка, которая при сгибании сначала уменьшается с помощью сварки с целью усиления стального профиля.

В другом целесообразном варианте выполнения способа согласно изобретению сгибание осуществляют посредством свободного сгибания, поворотного сгибания или сгибания в штампе. За счет этого сгибание заготовки для образования стального профиля можно выполнять особенно просто и автоматизированно.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения способа согласно изобретению подготовка заготовки осуществляется посредством размотки рулона стальной полосы, в частности бунта. Под бунтом в рамках данного изобретения следует понимать смотанную металлическую полосу, например, в виде рулона стальной полосы.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения способа согласно изобретению в заготовке, которая выполнена в виде полосовой стальной заготовки, перед сгибанием выполняют выемку, которая ориентирована поперек продольного направления полосовой стальной заготовки и открыта к боковому ограничению полосовой стальной заготовки. Выемка может быть выполнена, например, в виде щелевой выемки, которая выполняется, например, с помощью штамповочного инструмента, лазерного луча высокой энергии или стальной пилы, сбоку в полосовой стальной заготовке. При этом продольным направлением полосовой стальной заготовки предпочтительно является направление, в котором полосовая стальная заготовка перемещается во время процесса изготовления, например, на транспортерной ленте. Это может быть, в частности, направлением, в котором сматываемая с рулона стальная полоса подается на транспортерную ленту.

Выемки обеспечивают возможность выполнения процесса изготовления в первой зоне полосовой стальной заготовки, без оказания влияния на вторую зону полосовой стальной заготовки, которая отделена от первой зоны с помощью выемки.

Согласно одной предпочтительной модификации указанного выше варианта выполнения выемка выступает в полосовую стальную заготовку так, что момент сгиба в первой зоне полосовой стальной заготовки, которая ограничивает первый участок выемки, не передается на вторую зону полосовой стальной заготовки, которая ограничивает второй участок выемки. За счет этого достигается значительное

- 2 027891 упрощение процесса изготовления стального профиля при применении полосовых стальных заготовок. Выполняемые в соответствии со способом согласно изобретению сгибы можно выполнять, без необходимости полного отделения друг от друга отдельных участков полосовой стальной заготовки перед началом сгибания. При этом выемки выполняются с заданной глубиной в полосовой стальной заготовке так, что изгибающий момент в первой зоне полосовой стальной заготовки не передается во вторую зону полосовой стальной заготовки, однако несмотря на это, обе зоны остаются соединенными на заданном участке полосовой стальной заготовки.

Заявленный способ позволяет получать стального профиль.

Автором настоящего изобретения было установлено, что известные стальные профили имеют многие недостатки. Известные до настоящего времени стальные профили можно сгибать лишь с большими затратами энергии. При этом в зависимости от способа сгибания возникают концентрации и деформации материала, например, на внутренней стороне сгиба заготовки, которые необходимо удалять в рамках конечной обработки.

Преимуществом стального профиля, получаемого способом согласно изобретению, является особенно простое и эффективное относительно расхода энергии выполнение способа сгибания для образования стального профиля. Дополнительно к этому снижается стоимость материала.

Согласно одному возможному примеру выполнения стального профиля ослабление выполнено в виде выемки в заготовке. Тем самым обеспечивается особенно простое и целесообразное выполнение ослабления.

Также может быть предусмотрено выполнение стального профиля, у которого заготовка для осуществления способа имеет в зоне сгиба, по существу, У-образную выемку, при этом плечи выемки образуют друг с другом угол предпочтительно в диапазоне 90-135°.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом выполнения стального профиля, заготовка имеет в зоне сгиба, по существу, ^-образную выемку. ^-образная выемка в этом смысле может быть образована также с помощью двух лежащих рядом друг с другом У-образных выемок. После сгибания плечи ^-образной выемки, то есть соответствующие плечи двух У-образных выемок, прилегают друг к другу и образуют нулевую щель. Эту нулевую щель можно затем закрывать, например, с помощью сварки, в частности лазерной сварки.

Существенное преимущество ^-образной выемки состоит в том, что при сгибании заготовки деформируется, т.е. деформируется холодным способом, лишь особенно небольшая зона. При ^-образной выемке, которая открыта к внутренней стороне сгиба, деформируется при сгибании лишь противоположная внутренней стороне сгиба зона заготовки. За счет этого оказывается лишь небольшое влияние на прочность материала заготовки при сгибании. Это особенно важно при применении стальных профилей, поскольку деформированная зона, с одной стороны, является более твердой, однако также и более хрупкой.

В другом предпочтительном варианте выполнения стального профиля согласно изобретению заготовка имеет выемку, которая в первой зоне выполнена У-образной, в во второй зоне, в частности в зоне дна выемки, ^-образной, при этом плечи У-образной выемки образуют друг с другом угол предпочтительно в диапазоне примерно от 50 до 110°. После сгибания заготовки плечи ^-образной зоны выемки прилегают друг к другу и образуют нулевой зазор. Дополнительно к этому плечи У-образной зоны выемки после сгибания прилегают друг к другу и образуют нулевой зазор. Таким образом, образуются три нулевых зазора: нулевой зазор в У-образной зоне и два нулевых зазора в ^-образной зоне, то есть между плечами обеих образующих ^-образную зону У-образных выемок. Затем эти нулевые зазоры предпочтительно закрывается с помощью сварки, в частности лазерной сварки.

Существенное преимущество выемки такого вида состоит в том, что при сгибании деформируется лишь очень небольшая зона. При выемке такого вида, которая открыта к внутренней стороне сгиба, этой зоной является, например, противоположная внутренней стороне сгиба зона. За счет этого оказывается лишь небольшое влияние на прочность заготовки при сгибании. Дополнительно к этому за счет выемок этого вида можно обеспечивать большой угол сгиба при одновременно небольшом влиянии на материал. Дополнительно к этому достигаются хорошие свойства сгиба независимо от направления прокатки заготовки, т.е. направления, в котором проходит валок при изготовлении заготовки. После сгибания заготовки с выемкой такого вида заготовка имеет в верхней точке сгиба большую толщину, чем в не согнутой зоне заготовки. Например, если заготовка сгибается на угол 110°, то вершина имеет толщину, которая примерно в 1,7 раза превышает толщину заготовки в не согнутой зоне.

В другой предпочтительной модификации обоих указанных выше вариантов выполнения плечи ^образной выемки примыкают к плечам У-образных выемок, в частности так, что лежащие снаружи плечи ^-образной выемки примыкают к плечам У-образной выемки. Это можно понимать так, что, в частности, свободные концы лежащих снаружи плеч ^-образной выемки примыкают к плечам У-образной выемки. При этом плечи У-образной выемки не прилегают друг к другу, а проходят от концов ^-образной выемки к предусмотренной внутренней стороне сгиба заготовки, т.е., например, к открытой стороне выемки. За счет этого может быть реализована, в частности, открытая к внутренней стороне сгиба выемка.

- 3 027891

Предпочтительно угол между плечами У-образной выемки соответствует углу сгибания заготовки. Кроме того, предпочтительно лежащие снаружи плечи ^-образной выемки ориентированы, по существу, параллельно друг другу. Дополнительно к этому предпочтительно, что ширина ^-образной выемки увеличивается с увеличивающимся углом между плечами У-образной выемки.

В другом целесообразном варианте стального профиля заготовка имеет сварной шов, в частности лазерный сварной шов, для усиления ослабления в зоне сгиба. Тем самым создается особенно стабильный и простой в изготовлении стальной профиль.

Кроме того, стальной профиль может использоваться для шпунтовой сваи, в частности Ζ-образной шпунтовой сваи, которая образована с помощью стального профиля, который изготовлен в соответствии со способом по настоящему изобретению. Изготовленная в использованием способа, согласно изобретению шпунтовая свая имеет, в частности, на вершинах сгибов большую толщину по сравнению с не согнутыми зонами шпунтовой сваи. Шпунтовые сваи имеют, как правило, в не согнутых зонах шпунтовой сваи толщину порядка примерно 12 мм в соответствии с ΌΙΝ 10248.

Кроме того, шпунтовая свая, в частности Ζ-образная шпунтовая свая, содержит замковый элемент для соединения шпунтовой сваи с замковым элементом другой шпунтовой сваи или несущего элемента, с проходящей, по существу, под прямым углом от стенного участка шпунтовой сваи упорной планкой и с проходящей от упорной планки крюковой планкой, при этом крюковая планка ориентирована, по существу, под углом по меньшей мере 90°, в частности под углом от 100 до 130° относительно упорной планки, и один конец крюковой планки обращен к стенному участку. Проходящую, по существу, под прямым углом от стенного участка шпунтовой сваи упорную планку следует понимать в рамках данного изобретения предпочтительно так, что упорная планка ориентирована под углом примерно 90° относительно стенного участка.

При этом замковый элемент шпунтовой сваи предпочтительно изготовлен с помощью указанного выше способа согласно изобретению. Предпочтительно для этого полосовая стальная заготовка сгибается с помощью указанного выше способа в соответствующую замковому элементу форму. Замковый элемент служит, в частности, для вхождения в зацепление с замковым элементом другой шпунтовой сваи. Для этого замковый элемент вдвигается в замковый элемент другой шпунтовой сваи предпочтительно при введении, забивании или погружении посредством вибрации шпунтовой сваи в грунт.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом выполнения шпунтовой сваи согласно изобретению упорная планка ориентирована под углом максимально 90°, в частности под углом примерно 20-60°, предпочтительно 35-45°, относительно стенного участка.

Кроме того, может быть получена шпунтовая свая, в частности Ζ-образная шпунтовая свая, содержащая замковый элемент для соединения шпунтовой сваи с замковым элементом другой шпунтовой сваи или несущего элемента, с проходящей, по существу, под прямым углом от стенного участка шпунтовой сваи упорной планкой, с проходящей от упорной планки, в частности, по существу, под прямым углом, головной планкой, с проходящей, в частности, по существу, под прямым углом от головной планки торцевой планкой и с проходящей от торцевой планки крюковой планкой, при этом крюковая планка ориентирована, по существу, под углом по меньшей мере 90°, в частности под углом от 100 до 130°, относительно торцевой планки и проходит от торцевой планки в И-образную зону, которая образована упорной планкой, головной планкой и торцевой планкой. Проходящую, по существу, под прямым углом от стенного участка шпунтовой сваи упорную планку следует понимать в рамках данного изобретения предпочтительно так, что упорная планка ориентирована под углом примерно 90° относительно стенного участка. Проходящую, по существу, под прямым углом от упорной планки головную планку следует понимать в рамках данного изобретения предпочтительно так, что головная планка ориентирована под углом примерно 90° относительно упорной планки. Проходящую, по существу, под прямым углом от головной планки торцевую планку следует понимать в рамках данного изобретения предпочтительно так, что торцевая планка ориентирована под углом примерно 90° относительно головной планки.

При этом замковый элемент шпунтовой сваи предпочтительно изготовлен с помощью способа согласно изобретению указанного выше вида. Предпочтительно для этого полосовая стальная заготовка сгибается с помощью указанного выше способа в соответствующую замковому элементу форму. Замковый элемент служит, в частности, для вхождения в зацепление с замковым элементом другой шпунтовой сваи. Для этого замковый элемент вдвигается в замковый элемент другой шпунтовой сваи предпочтительно при введении, забивании или погружении посредством вибрации шпунтовой сваи в грунт.

В частности, замковый элемент (в этом абзаце называемый в последующем вторым замковым элементом) шпунтовой сваи служит для вхождения в зацепление с замковым элементом указанного вида с упорной планкой и крюковой планкой (в этом абзаце называемый в последующем первым замковым элементом). Во время нахождения обоих замковых элементов в зацеплении, обе упорные планки, с одной стороны, прилегают друг к другу и ориентированы, по существу, параллельно друг другу. Кроме того, крюковые планки обоих замковых элементов прилегают друг к другу. То есть упорная планка первого замкового элемента проходит параллельно упорной планке второго замкового элемента. При этом упорная планка первого замкового элемента проходит от стенного участка шпунтовой сваи в И-образную зо- 4 027891 ну второго замкового элемента, которая образована упорной планкой, головной планкой и торцевой планкой первого замкового элемента. Крюковая планка выступает в зону первого замкового элемента, которая образована упорной планкой и крюковой планкой первого замкового элемента. Оба стенных участка шпунтовой сваи, которые соединяются с помощью замковых элементов, ориентированы при этом, по существу, параллельно друг другу и лежат в одной и той же плоскости. При соединении двух замковых элементов указанного выше вида образуются промежуточные пространства, которые по сравнению с прежними соединениями с помощью замковых элементов имеют особенно небольшие объемы. За счет этого требуется, в частности, меньшее количество уплотнительной массы, которая после вдвигания друг в друга замковых элементов заливается в промежуточные пространства. Кроме того, первый замковый элемент предпочтительно образован на первом конце шпунтовой сваи, при этом на втором конце шпунтовой сваи образован другой замковый элемент, предпочтительно замковый элемент, который соответствует второму замковому элементу. Цифровые анализы, основанные на способе конечных элементов, и опыты с замковыми элементами показали, что указанное выше соединение согласно изобретению двух замковых элементов является особенно стабильным относительно сил растяжения. Это относится, в частности, к первому замковому элементу, в котором упорная планка ориентирована, по существу, под прямым углом относительно стенного участка, а крюковая планка проходит под углом от 120 до 140° относительно упорной планки. Кроме того, это относится, в частности, ко второму замковому элементу, в котором упорная планка ориентирована, по существу, под прямым углом относительно стенного участка, головная планка ориентирована, по существу, под прямым углом относительно упорной планки, торцевая планка ориентирована, по существу, под прямым углом относительно головной планки, а крюковая планка проходит под углом от 120 до 140° относительно торцевой планки. Если при соединении замковых элементов этого вида прикладывается сила растяжения в направлении прохождения стенного элемента замковых элементов (при толщине материала шпунтовой сваи примерно 10 мм), то замковые элементы разрушаются лишь при силе растяжения 136 кН. По сравнению с этим соединения известных из уровня техники профилей Ларсена разрушаются уже при силе растяжения 80 кН. Указанные выше силы растяжения определялись при длине пробы 100 мм каждая.

В соответствии с одной предпочтительной модификацией шпунтовой сваи упорная планка ориентирована под углом максимально 90°, в частности под углом примерно 30-70°, предпочтительно 45-55° относительно стенного участка, при этом головная планка ориентирована под углом максимально 90°, в частности под углом примерно 20-50°, предпочтительно 30-40° относительно упорной планки, и/или при этом торцевая планка ориентирована под углом максимально 90°, в частности под углом примерно 3070°, предпочтительно 45-60° относительно головной планки.

Согласно одному предпочтительному варианту выполнения шпунтовой сваи крюковая планка ориентирована, по существу, под углом 120-140° относительно торцевой планки.

Указанные выше цифровые анализы и опыты с замковыми элементами показали, что указанная выше модификация соединения двух замковых элементов является особенно стабильной относительно сил растяжения. При приложении силы растяжения в направлении прохождения стенного участка замковых элементов (при толщине материала шпунтовой сваи примерно 10 мм), замковые элементы выходят из строя лишь при силе растяжения 112 кН. При силе растяжения, например, 110 кН стенные участка соединенных замковых элементов растягиваются друг от друга на 50-60 мм по сравнению с исходным положением без приложения силы. По сравнению с этим стенные элементы соединенных замковых элементов, указанных выше, растягиваются друг от друга на 90-100 мм по сравнению с исходным положением без приложения силы. То есть смещение стенного участка при силе растяжения меньше по сравнению с указанным выше соединением двух замковых элементов. Другим преимуществом является то, что в диапазоне нагрузки примерно 80 кН образуются меньшие напряжения, чем в указанных выше замковых элементах. Это особенно предпочтительно для мест сварки.

Согласно одному предпочтительному варианту выполнения шпунтовой сваи крюковая планка выполнена закругленной. Это означает, например, что конец крюковой планки при рассматривании в поперечном сечении шпунтовой сваи выполнен без острых кромок. Предпочтительно при этом конец крюковой планки закруглен посредством фрезерования. В частности, при соединении шпунтовых свай посредством вдвигания друг в друга замков острые кромки могут приводить к взаимному снятию стружки в замках. Возникающие при этом стружки собираются между замками и приводят к частичному заклиниванию. Это значительно затрудняет вдвигание друг в друга, соответственно, при определенном количестве образующейся между замками стружки делает его невозможным. Кроме того, замки за счет снятия стружки острыми кромками повреждаются и одновременно снижается их прочность. За счет округленных концов крюковых планок предотвращается снятие стружки, так что замковые элементы двух шпунтовых свай можно особенно просто и без повреждений вдвигать друг в друга.

Кроме того, может быть изготовлена шпунтовая стенка, содержащая по меньшей мере две шпунтовые сваи, в частности Ζ-образные шпунтовые сваи, указанного выше вида.

Также может быть изготовлена система для изготовления стального профиля из заготовки, в частности стальной заготовки, предпочтительно полосовой стальной заготовки, содержащей ослабляющее

- 5 027891 устройство для выполнения ослабления заготовки, в частности выемки, в зоне предусмотренного сгибания заготовки и гибочное устройство для сгибания заготовки в зоне ослабления.

Автором настоящего изобретения было установлено, что известные системы для изготовления стальных профилей имеют особенно сложную конструкцию, вызывают высокий расход энергии и приводят к большим затратам на оборудование и на организацию производства.

Преимущество системы, согласно изобретению, состоит в обеспечении возможности изготовления стальных профилей особенно просто и автоматизированно с помощью системы.

Предпочтительно ослабляющее устройство может быть выполнено в виде фрезерного блока, штамповочного блока, блока тиснения и/или прокатного блока. Более предпочтительно гибочное устройство может содержать поворотный гибочный блок, штамповочный гибочный блок и/или гибочный блок для свободного сгибания заготовки.

В одном предпочтительном варианте выполнения системы согласно изобретению она содержит подающее устройство для подачи заготовки, в частности стальной заготовки, предпочтительно полосовой стальной заготовки. Таким образом, можно автоматически подавать в системе заготовку для изготовления стального профиля.

Предпочтительно подающее устройство может быть выполнено в виде автоматизированного манипулятора, который подает заготовки со штабеля заготовок. Дополнительно предпочтительно, подающее устройство может быть разматывающим блоком для разматывания рулона полосовой стали.

Согласно другому варианту выполнения системы предусмотрено режущее устройство для разделения подаваемой с рулона стальной полосы на заготовки. За счет этого можно разрезать полосовые стальные заготовки на необходимую для изготовления стального профиля величину, соответственно длину.

Согласно другому варианту выполнения системы режущее устройство предназначено для выполнения выемки, которая ориентирована, по существу, поперек продольного направления полосовой стальной заготовки и открыта к боковому ограничению полосовой стальной заготовки.

Ниже приводится более подробное пояснение примеров выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено фиг. 1 - пример выполнения способа согласно изобретению;

фиг. 2 - пример выполнения стального профиля согласно изобретению;

фиг. 3 - первый пример выполнения системы согласно изобретению;

фиг. 4А-В - другие примеры выполнения способа согласно изобретению;

фиг. 5 - два первых примера выполнения двух шпунтовых свай согласно изобретению;

фиг. 6 - поперечный разрез первого примера выполнения шпунтовой стенки согласно изобретению;

фиг. 7 - второй пример выполнения системы согласно изобретению;

фиг. 8 - пример выполнения заготовки в изометрической проекции;

фиг. 9 - показанная на фиг. 8 полосовая стальная заготовка в промежуточном состоянии в изометрической проекции;

фиг. 10 - два вторых примера выполнения двух шпунтовых свай согласно изобретению;

фиг. 11 - второй пример выполнения шпунтовой стенки согласно изобретению в изометрической проекции;

фиг. 12 - поперечный разрез второго примера выполнения шпунтовой стенки согласно изобретению;

фиг. 13 - поперечный разрез частичного участка замкового элемента.

На фиг. 1 показан пример выполнения способа согласно изобретению изготовления стального профиля 1. При этом заготовка 2 показана на виде сбоку поперек продольного направления 3 заготовки 2.

На стадии А заготовка 2 подается в виде прямоугольной полосовой стальной заготовки 4, которая имеет высоту 5 и длину 6.

На стадии В в зоне 12 предусмотренного сгибания заготовки 2 выполняют ослабления 10 в виде выемок 11. Для этого инструментальный блок 15, который служит в качестве ослабляющего устройства 14, вырезает частичный элемент из заготовки 2. За счет этого образуются У-образные выемки 11 с двумя, по существу одинаковыми по длине плечами 16.

В стадии С способа заготовку 2 сгибают в зоне 12 сгиба с помощью гибочного устройства 20 так, что образованная на стадии В выемка 11 закрывается на внутренней стороне 21 сгиба заготовки 2. При этом плечи 16 образованной на стадии В выемки 11 в согнутом состоянии упираются друг в друга.

В не изображенной другой стадии способа плечи 16 неразъемно соединяют друг с другом с помощью лазерной сварки, так что выполненное первоначально в виде выемки 11 ослабление усиливается для образования стального профиля 1 с высокой жесткостью. При этом лазерную сварку выполняют так, что образованная упирающимися друг в друга плечами 16 щель закрывается с помощью лазерного сварного шва. Образованная щель может быть также техническим нулевым зазором. Таким образом, нет необходимости в согласовании плеч для выполнения сварки.

На фиг. 2 показан на виде сбоку пример выполнения стального профиля 1 согласно изобретению, который изготовлен из показанной на фиг. 1 заготовки 2 в соответствии со способом согласно изобретению. При этом одинаковые или функционально одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями.

- 6 027891

Образованные в способе изготовления выемки закрыты с помощью процесса сгибания. При этом стальной профиль имеет сварные швы 30, с помощью которых прочно закрыты выемки для усиления стального профиля. Сварные швы проходят при этом на внутренних сторонах 31 сгиба или на наружной стороне сгиба, при рассматривании вдоль стального профиля 1, и проходят вдоль показанных на фиг. 1 плеч 16 частично в заготовку 2.

На фиг. 3 показан пример выполнения системы 40 согласно изобретению для изготовления стального профиля из заготовки. Подающее устройство 41 подает стальную полосу с рулона 42, так что стальную полосу можно разделять в режущем устройстве 43 на заготовки, которые имеют подходящий размер для последующего процесса изготовления. Дополнительно к этому система имеет второе подающее устройство 50, которое подает с поддона 51 заготовку 52 для дальнейшего процесса изготовления.

Передаточные элементы 55 направляют подлежащие обработке заготовки 44, соответственно 52 в ослабляющее устройство 56, которое выполнено в виде фрезеровочного блока 57.

После образования с помощью фрезеровочного блока 57 выемки в заготовке заготовка 44, соответственно 52 подается с помощью передаточных элементов 55 в гибочное устройство 60 для сгибания заготовки 44, соответственно 52.

После сгибания заготовки 44, соответственно 52 подаются в устройство 61 лазерной сварки, в которой закрываются выемки заготовки. После сварки стальные профили 58 можно с помощью передаточных элементом 55 укладывать в штабель 59.

Управление системой 40 осуществляется с помощью центрального управляющего устройства 62.

На фиг. 4А-В показан второй пример выполнения способа согласно изобретению. В частности, на фиг. 4А-В показаны два промежуточных состояния заготовки 400 перед сгибанием наверху и после сгибания внизу.

В частности, на фиг. 4А показан концевой участок 401 заготовки 400, в котором конец 402 выполнен закругленным, т.е. без острых кромок. В показанном сверху на фиг. 4а промежуточном состоянии выемка 410 в заготовке 400 имеет ^-образную зону 411 и У-образную зону 412. ^-образная зона 411 состоит из первого У-образного частичного участка 420 и второго У-образного частичного участка 421. При этом первое, при рассматривании слева направо, плечо 413 У-образной зоны 412 примыкает к первому плечу 422 первого У-образного частичного участка 420. Второе плечо 423 У-образного частичного участка 420 примыкает к первому плечу 424 второго У-образного частичного участка 421. Второе плечо 425 второго У-образного частичного участка 421 примыкает ко второму плечу 414 У-образной зоны 412. При рассматривании в направлении слева направо выемка 410 ограничивается следующими примыкающими друг к другу элементами: первым плечом 413 У-образной зоны 412, первым плечом 422 первого Уобразного частичного участка 420, вторым плечом 423 первого У-образного частичного участка 420, первым плечом 424 второго У-образного частичного участка 421, вторым плечом 425 второго Уобразного частичного участка 421 и вторым плечом 414 У-образной зоны 412.

При этом угол раскрыва между первым плечом 413 и вторым плечом 414 составляет примерно 110°.

На фиг. 4А показана внизу заготовка 400 в промежуточном состоянии после сгибания. При сгибании заготовка была согнута на угол сгибания примерно 110°, так что между концевым участком 401 и правым в направлении рассматривания участком 430 заготовки 400 имеется угол раскрыва примерно 70°. После сгибания плечи соответствующих У-образных зон, соответственно, частичных участков прилегают друг к другу, соответственно образуют нулевой зазор, т.е. плечо 413 образует с плечом 414 нулевой зазор, плечо 422 образует с плечом 423 нулевой зазор и плечо 424 образует с плечом 425 нулевой зазор.

На фиг. 4В показана заготовка 440 с выемкой 441, которая имеет, по существу, ту же форму, что и выемка 410. При этом одинаковые и функционально одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями. В показанной на фиг. 4В выемке 441 угол раскрыва между первым плечом 413 и вторым плечом 414 составляет примерно 90°. При сгибании плечи 413 и 414 У-образной зоны 412, а также плечи 422 и 423 и плечи 424 и 425 ^-образной зоны 411 образуют соответствующую нулевую щель так, что между отогнутыми друг к другу участками 445 и 446 возникает угол раскрыва примерно 90°.

На фиг. 4С показана заготовка 450 с выемкой 451, которая, по существу, выполнена как выемки 410 (фиг. 4А) и 441 (фиг. 4В). При этом одинаковые и функционально одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями. В показанной на фиг. 4С выемке 451 угол раскрыва между первым плечом 413 и вторым плечом 414 составляет примерно 50°. При сгибании плечи 413 и 414 У-образной зоны 412, а также плечи 422 и 423 и плечи 424 и 425 ^-образной зоны 411 образуют соответствующую нулевую щель так, что между отогнутыми друг к другу участками 455 и 456 возникает угол раскрыва примерно 130°.

На фиг. 5 показан частичный участок 510, соответственно 520 первой шпунтовой сваи 511, соответственно второй шпунтовой сваи 521. Первая шпунтовая свая 511 имеет замковый элемент 512, который находится в зацеплении с замковым элементом 522 второй шпунтовой сваи 521. На фиг. 1 указанные углы с положительными значениями больше +0° следует понимать как углы в направлении 530 по часовой стрелке; указанные углы с отрицательными значениями меньше -0° следует понимать как углы в направлении против часовой стрелки.

- 7 027891

Замковый элемент 512 первой шпунтовой сваи 511 образован упорной планкой 513 и крюковой планкой 514. Упорная планка 513 проходит от стенного участка 515 первой шпунтовой сваи 511, по существу, под прямым углом (примерно -90°). При этом требуемое для этого сгибание заготовки может осуществляться, например, через показанные на фиг. 4В промежуточные состояния заготовки 440. Крюковая планка 514 проходит от упорной планки 513 под углом α примерно -110°. Сгибание заготовки, которое требуется для получения такого угла, например 110°, можно осуществлять, например, через показанные на фиг. 4А промежуточные состояния заготовки 400. Конец крюковой планки 514 образует одновременно конец 502 первой шпунтовой сваи 511. Этот конец 502 выполнен закругленным и не имеет, по меньшей мере, при рассматривании в поперечном сечении шпунтовой сваи, острых кромок. Замковый элемент 522 второй шпунтовой сваи 521 образован с помощью упорной планки 523, головной планки 524, торцевой планки 525 и крюковой планки 526. Упорная планка 523 проходит от стенного участка 527 второй шпунтовой сваи 521, по существу, под прямым углом (примерно +90°). Головная планка 524 проходит от упорной планки 523, по существу, под прямым углом (примерно -90°). Торцевая планка 525 проходит от головной планки 524, по существу, под прямым углом (примерно -90°). Сгибание заготовки, которое требуется для получения таких прямых углов, может осуществляться, например, через показанные на фиг. 4В промежуточные состояния заготовки 440. Крюковая планка 526 проходит от торцевой планки 525 под углом β примерно -110°. Сгибание заготовки, которое требуется для получения такого угла, например 110°, можно осуществлять, например, через показанные на фиг. 4А промежуточные состояния заготовки 400. Конец крюковой планки 526 образует одновременно конец 503 второй шпунтовой сваи 521. Этот конец 503 выполнен закругленным и не имеет, по меньшей мере, при рассматривании в поперечном сечении шпунтовой сваи, острых кромок.

Упорная планка 523, головная планка 524 и торцевая планка 525 образуют совместно И-образную зону шпунтовой сваи 521. Вместе со стенным участком 527 И-образная зона 528 образует серповидную зону шпунтовой сваи 521. При этом крюковая планка 526 выступает во внутреннее пространство 529, которое образовано И-образной зоной 528, соответственно серповидной зоной. В показанном на фиг. 5 состоянии стенные участки 515 и 527 ориентированы параллельно друг другу и расположены в одной и той же плоскости.

При перемещении стенных участков 515 и 527 друг к другу замковые элементы 512 и 522 упираются друг в друга своими упорными планками 513 и 523. При нагрузках на растяжение между показанными шпунтовыми сваями 511 и 521, т.е. когда шпунтовые сваи перемещаются с большой силой друг от друга в направлении прохождения стенных участков, замковые элементы сцепляются друг с другом так, что конец 502 крюковой планки 514 упирается в торцевую планку 525, а конец 503 крюковой планки 526 упирается в упорную планку 513. При нагрузках на сжатие, например, поперек продольного направления шпунтовых свай 511 и 521, замки остаются сцепленными друг с другом. Лишь за счет сдвига входящих в зацепление друг с другом шпунтовых свай в направлении рассматривания на фиг. 5 шпунтовые сваи можно отделять друг от друга.

На фиг. 6 показана часть шпунтовой стенки 600 с двумя шпунтовыми сваями. Показанные на фиг. 6 шпунтовые сваи выполнены аналогично показанным на фиг. 5 шпунтовым сваям. При этом одинаковые или функционально одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями. При этом первая шпунтовая свая 511 выполнена, по существу, Ζ-образной с первым стенным участком 515, который имеет на одном конце 610 (справа) замковый элемент 512. Вторая шпунтовая свая 521 выполнена, по существу, Ζобразной с первым стенным участком 527, который имеет на одном конце 620 (слева) замковый элемент 522.

От первого стенного участка 515 первой шпунтовой сваи 511 проходит второй стенной участок 640 первой шпунтовой сваи 511 под углом ς примерно +50° к первому стенному участку 515. От второго стенного участка 640 проходит третий стенной участок 613 первой шпунтовой сваи 511 под углом ρ примерно -50° ко второму стенному участку 640. Третий стенной участок 613 имеет на конце 611 замковый элемент 612, который выполнен, по существу, как замковый элемент 522 второй шпунтовой сваи 521. То есть замковый элемент 612 имеет ту же форму, что и замковый элемент 522, при зеркальном отражении относительно плоскости 630.

От первого стенного участка 527 второй шпунтовой сваи 521 проходит второй стенной участок 641 второй шпунтовой сваи 521 под углом η примерно -50° к первому стенному участку 527. От второго стенного участка 641 проходит третий стенной участок 614 второй шпунтовой сваи 521 под углом ξ, примерно +50° ко второму стенному участку 641. Третий стенной участок 614 имеет на конце 621 замковый элемент 622, который выполнен, по существу, как замковый элемент 512 первой шпунтовой сваи 511. То есть замковый элемент 622 имеет ту же форму, что и замковый элемент 512, при зеркальном отражении от плоскости 630.

На фиг. 7 показан второй пример выполнения системы 700 согласно изобретению для изготовления шпунтовой сваи 701 из полосовой стальной заготовки 702. При этом полосовая стальная заготовка 702 сматывается с рулона 703 стальной полосы с помощью подающего устройства 704 и подается в направлении 710 транспортировки в последующие компоненты системы 700. Транспортировочное устройство

- 8 027891

711 служит для транспортировки стальной заготовки 702 в направлении 710 транспортировки вдоль, соответственно, через отдельные компоненты системы 700.

С подающего устройства 704 полосовая стальная заготовка 702 попадает в фрезеровочное устройство 712, с помощью которого в полосовой стальной заготовке 702 выполняются выемки, которые предусмотрены в качестве ослаблений. Фрезеровочное устройство 712 имеет два фрезерных блока 713 и 714. С помощью фрезерного блока 713 выполняются сначала выемки в полосовой стальной заготовке 702 снизу. С помощью фрезерного блока 714 выполняются выемки в полосовой стальной заготовке 702 сверху.

Лазерное режущее устройство 720 служит для выполнения в полосовой стальной заготовке 702 на заданных расстояниях друг от друга, при рассматривании в направлении транспортировки, птицеобразных вырезов. Вырезы проходят каждый поперек направления 710 транспортировки от наружного края полосовой стальной заготовки 702, по существу, прямолинейно в полосовую стальную заготовку 710. В частности, выполняются на заданных расстояниях друг от друга, при рассматривании в направлении 710 транспортировки, два выреза, а именно от бокового ограничения полосовой стальной заготовки 702 с заданной глубиной внутрь. Вырезы выполняются, в частности, для обеспечения возможности выполнения в последующем процессе изготовления сгибаний, без передачи моментов сгибания на всю находящуюся в направлении 710 транспортировки полосовую стальную заготовку 702. При этом разрезы выполняются в тех местах полосовой стальной заготовки 702, где в последующем процессе изготовления выполняется отделение заготовки от полосовой стальной заготовки 702.

Гибочное устройство 725 системы 700 предназначено для сгибания полосовой стальной заготовки 702 в различных местах. В зоне сгибания образованные при сгибании нулевые щели закрываются с помощью лазерного сварочного устройства 730. После сварки с помощью режущего устройства 740 отдельные заготовки отрезаются от полосовой стальной заготовки 702. Затем готовые заготовки можно хранить в штабеле 750 для транспортировки.

На фиг. 8 показан частичный участок заготовки 800, которая выполнена в виде полосовой стальной заготовки 801. В полосовой стальной заготовке 801 выполнены выемки 810, которые проходят поперек продольного направления 815 полосовой стальной заготовки 801 сбоку в полосовую стальную заготовку 801 и открыты к боковому ограничению 816 полосовой стальной заготовки. Первая зона 820 ограничивает первый участок 821 выемки 810. Вторая зона 830 ограничивает второй участок 831 выемки 810. При этом изгибной момент 840 можно прикладывать ко второй зоне 830 полосовой стальной заготовки 801 в виде крутящего момента вокруг изображенной штриховой линией оси 841. То есть изображенная в направлении рассматривания под штриховой линией 841 зона полосовой стальной заготовки остается в своем положении, в то время как на изображенную в направлении рассматривания над штриховой линией 841 краевую зону полосовой стальной заготовки действует крутящий момент вокруг оси 841. При этом такой изгибающий момент 840 на основании выемки 810 не передается на первую зону 820 полосовой стальной заготовки. То есть во второй зоне 830 можно выполнять сгибание без передачи этого сгибания на первую зону 820, соответственно без оказания влияния на первую зону 820.

На фиг. 9 показана в изометрической проекции изображенная на фиг. 8 полосовая стальная заготовка 801 в промежуточном состоянии после сгибания. То есть в показанной на фиг. 8 полосовой стальной заготовке 801 выполнены сгибы, предусмотренные в процессе изготовления шпунтовой сваи. На фиг. 9 показаны, по существу, две шпунтовые сваи 901 и 902, которые в следующей стадии процесса изготовления отделяются друг от друга.

На фиг. 10 показан частичный участок 1010, соответственно 1020 первой шпунтовой сваи 1011, соответственно второй шпунтовой сваи 1021. Первая шпунтовая свая 1011 имеет замковый элемент 1012, который находится в зацеплении с замковым элементом 1022 второй шпунтовой сваи 1021. На фиг. 10 указанные углы с положительными значениями больше +0° следует понимать как углы в направлении 1030 по часовой стрелке; указанные углы с отрицательными значениями меньше -0° следует понимать как углы в направлении против часовой стрелки.

Замковый элемент 1012 первой шпунтовой сваи 1011 образован упорной планкой 1013 и крюковой планкой 1014. Упорная планка 1013 проходит от стенного участка 1015 первой шпунтовой сваи 1011, по существу, под углом ω +38°. Крюковая планка 1014 проходит от упорной планки 1013 под углом ψ примерно +123°. Конец крюковой планки 1014 образует одновременно конец 1002 первой шпунтовой сваи 1011. Этот конец 1002 выполнен закругленным и не имеет, по меньшей мере, при рассматривании в поперечном сечении шпунтовой сваи, острых кромок.

Замковый элемент 1022 второй шпунтовой сваи 1021 образован с помощью упорной планки 1023, головной планки 1024, торцевой планки 1025 и крюковой планки 1026. Упорная планка 1023 проходит от стенного участка 1027 второй шпунтовой сваи 1021, по существу. под углом χ примерно -49,5°. Головная планка 1024 проходит от упорной планки 1023 под углом φ примерно +30,5°. Торцевая планка 1025 проходит от головной планки 1024 под углом σ примерно +57°. Крюковая планка 1026 проходит от торцевой планки 1025 под углом ω примерно +123°. Конец крюковой планки 1026 образует одновременно конец 1003 второй шпунтовой сваи 1021. Этот конец 1003 выполнен закругленным и не имеет по меньшей мере, при рассматривании в поперечном сечении шпунтовой сваи, острых кромок. В показанном на фиг. 10

- 9 027891 положении стенные участки 1015 и 1027 ориентированы параллельно друг другу и лежат в одной плоскости.

При нагрузках на растяжение между показанными шпунтовыми сваями 1011 и 1021, т.е. когда шпунтовые сваи перемещаются с большой силой друг от друга, замковые элементы сцепляются друг с другом так, что конец 1002 крюковой планки 1014 упирается в торцевую планку 1025, а конец 1003 крюковой планки 1026 упирается в упорную планку 1013. При нагрузках на сжатие, например, поперек продольного направления шпунтовых свай 1011 и 1021, замки остается сцепленными друг с другом. Лишь за счет сдвига входящих в зацепление друг с другом шпунтовых свай в направлении рассматривания фиг. 10, шпунтовые сваи можно отделять друг от друга.

На фиг. 11 и 12 показана часть шпунтовой стенки 1100 с двумя шпунтовыми сваями. При этом шпунтовая стенка 1100 показана на фиг. 11 в изометрической проекции, а на фиг. 12 - в поперечном разрезе. Показанные на фиг. 11 и 12 шпунтовые сваи выполнены аналогично показанным на фиг. 10 шпунтовым сваям. При этом одинаковые или функционально одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями. При этом первая шпунтовая свая 1011 выполнена, по существу, Ζ-образной с первым стенным участком 1015, который имеет на одном конце 1110 (справа) замковый элемент 1012. Вторая шпунтовая свая 1021 выполнена, по существу, Ζ-образной с первым стенным участком 1027, который имеет на одном конце 1120 (слева) замковый элемент 1022.

От первого стенного участка 1015 первой шпунтовой сваи 1011 проходит второй стенной участок

1140 первой шпунтовой сваи 1011 под углом ν примерно -50° к первому стенному участку 1015. От второго стенного участка 1140 проходит третий стенной участок 1113 первой шпунтовой сваи 1011 под углом μ примерно +50° ко второму стенному участку 1140. Третий стенной участок 1113 имеет на конце 1111 замковый элемент 1112, который выполнен, по существу, как замковый элемент 1022 второй шпунтовой сваи 1021. То есть замковый элемент 1112 имеет ту же форму, что и замковый элемент 1122, при зеркальном отражении относительно плоскости 1130.

От первого стенного участка 1027 второй шпунтовой сваи 1021 проходит второй стенной участок

1141 второй шпунтовой сваи 1021 под углом λ примерно +50° к первому стенному участку 1027. От второго стенного участка 1141 проходит третий стенной участок 1114 второй шпунтовой сваи 1021 под углом примерно -50° ко второму стенному участку 1141. Третий стенной участок 1114 имеет на конце 1121 замковый элемент 1122, который выполнен, по существу, как замковый элемент 1012 первой шпунтовой сваи. То есть замковый элемент 1122 имеет ту же форму, что и замковый элемент 1012, при зеркальном отражении от плоскости 1130.

На фиг. 13 показан поперечный разрез частичного участка показанного на фиг. 10 замкового элемента 1022. Этот поперечный разрез иллюстрирует процесс сварки после стадии сгибания. В частности, на фиг. 13 показана крюковая планка 1026 и участок торцевой планки 1025. После сгибания плечи выемки, например, плечи 413 и 414, показанные на фиг. 4А, образуют нулевую щель. Для закрывания (сварки) нулевой щели лазерный луч 1310 направляется с наружной стороны 1320 сгиба к внутренней стороне 1321 сгиба. Лазерный луч 1310 проходит внутри заготовки 1300, по существу, вдоль нулевой щели. После сварки на наружной стороне 1320 сварного шва образуется сварочный корень 1330, а на внутренней стороне 1321 сварного шва сварочный корень 1331. Внутри заготовки 1300 образуются после сварки две зоны 1340 и 1341. Зона 1340 образована имеющим, по существу, треугольную форму сварочным сердечником 1345, который при сварке полностью плавится. Зона 1341 образована переходной зоной между сварочным сердечником 1345 и не затронутой при сварке зоной 1346 заготовки. Сварка с наружной стороны 1320 сгиба приводит к образованию конического корня, вершина которого ориентирована к внутренней стороне 1321 сгиба. При этом фокус 1350 лазерного луча 1310 лежит внутри заготовки 1300, в частности в зоне 1340. Это положение фокуса, т.е. положение фокуса внутри заготовки (исходя из точки, в которой лазерный луч падает на заготовку), обеспечивает образование широкого корня, так что захватывается широкая зона наружной стороны сгиба. В частности, при ^-образных выемках, которые в согнутом состоянии выступают в форме ласточкина хвоста, можно тем самым расплавлять образованные при сгибании нулевые зазоры. За счет этого расплавляется также деформированная при сгибании зона, так что структура после охлаждения имеет меньше напряжений, чем в предварительно согнутом состоянии.

Лазерный луч 1310, который применяется для сварки, имеет предпочтительно мощность от 10 до 14 кВт. В частности, при угле сгиба примерно 110° мощность сварочного лазерного луча предпочтительно составляет примерно 14 кВт при предпочтительном положении фокуса примерно -14 мм, при угле сгиба примерно 90° мощность сварочного лазерного луча предпочтительно составляет примерно 12 кВт при предпочтительном положении фокуса примерно -16 мм, и при угле сгиба примерно 50° мощность сварочного лазерного луча предпочтительно составляет примерно 10 кВт при предпочтительном положении фокуса примерно -8 мм.

Предпочтительно сварочный лазерный луч перемещается при сварке при направлении рассматривания фиг. 13 вдоль подлежащей сварке заготовки со скоростью от 1,5 до 1,8 м/мин.

Claims (10)

1. Способ изготовления стального профиля, в котором подготавливают стальную заготовку (2, 44, 52, 801), образуют ослабления (10) посредством выполнения выемок (11) в зоне предусмотренного сгиба заготовки (2, 44, 52, 801), сгибают заготовку (2, 44, 52) для создания сгиба на заготовке (2, 44, 52), после сгибания заготовки (2, 44, 52) выемку (11), выполненную на внутренней стороне (21) сгиба заготовки (2, 44, 52), закрывают с помощью лазерной сварки, при этом сварку выполняют с помощью фокусированного лазерного луча (1310), который направлен с наружной стороны (1320) сгиба заготовки к внутренней стороне (1321) сгиба, причем фокус лазерного луча лежит внутри заготовки.

2. Способ по п.1, в котором выемки (11) образуют посредством надреза в заготовке (2, 44, 52).

3. Способ по п.1, в котором выемки (11) образуют посредством фрезерования, прокатки, штамповки или тиснения.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором сварку выполняют с помощью гибридной лазерной сварки.

5. Способ по любому из пп.1-4, в котором при сгибании образующая ослабление (10) выемка (11), которая выполнена на наружной стороне сгиба заготовки (2, 44, 52), увеличивается.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором плечи (16), которые ограничивают образующую ослабление (10) выемку (11), соединяют неразъемно.

7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором сгибание осуществляют посредством сгибания в штампе.

8. Способ по любому из пп.1-7, в котором подготовку стальной заготовки (2, 44, 52) осуществляют посредством размотки бунта стальной полосы.

9. Способ по любому из пп.1-8, в котором дополнительно выполняют выемку (810), которая ориентирована, по существу, поперек продольного направления (815) стальной заготовки (801) и открыта к боковым поверхностям (816) стальной заготовки (801).

10. Способ по п.9, в котором выемку (810) в стальной заготовке (801) выполняют таким образом, что при сгибании заготовки (801) изгибающий момент (840) в первой зоне (820) стальной заготовки (801), которая ограничивает первый участок (821) выемки (810), не передается на вторую зону (830) стальной заготовки (801), которая ограничивает второй участок (831) выемки (810).