RU2042449C1

RU2042449C1 - Method of making closed shapes with rectangular cross section and with connection line on flat surface of one of its flanges from sheet material

Info

Publication number: RU2042449C1
Application number: RU92002228A
Authority: RU
Inventors: С.М. Тихонов; С.М. Михайлов; Г.Е. Барабанцев; С.В. Кагерманьян; В.Т. Рябинков
Original assignee: Череповецкий металлургический комбинат
Priority date: 1992-10-27
Filing date: 1992-10-27
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: metal pressure forming. SUBSTANCE: method comprises steps of forming a shape by several transitions with subsequent operations of free and forced bending of flanges, being drawn together, and forced bending of lateral flanges; at the last transition with the forced bending of the flanges, being drawn together, bending these flanges along a radius with their convex surface, turned to outside; at the last transition with the formed bending of the lateral flanges subjecting these flanges to additional bending relative to dimensions of a ready shape up to taking away a gap between the flanges, being drawn together; then performing welding of the flanges with formation of anew flange, having a welded seam, upon welding operation acting upon the convex surfaces of the flanges by a pressure in order to level their edges, being welded, by the same height; after welding performing final shaping of the shape by unbending its lateral flanges up to dimensions of the ready shape and making a flat surface of the new flange with the welded seam; determining a bending value of the flanges, being drawn together, in a welding zone according to a relation, given in a description of the invention. EFFECT: enhanced quality of closed shapes. 1 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии формовки замкнутых профилей со сварным швом из листа. The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to a technology for forming closed profiles with a welded seam from a sheet.

Известен способ производства из листа замкнутых профилей прямоугольного сечения с разъемом на плоской поверхности одной из полок, включающий формовку профиля за несколько переходов со смыканием его полок с последовательной принудительной и свободной гибкой смыкаемых полок и принудительной гибкой боковых полок. A known method of manufacturing a sheet of closed profiles of rectangular cross section with a connector on the flat surface of one of the shelves, comprising forming the profile in several transitions with the closure of its shelves with successive forced and free flexible lockable shelves and forced flexible side shelves.

При сварке профилей, полученных данным способом (особенно тонкостенных), контактное воздействие сварочного агрегата может вызвать потерю устойчивости смыкаемых полок из-за их малой жесткости и, соответственно, взаимное смещение кромок свариваемых полок, что приводит к ухудшению качества изготавливаемых профилей в результате искажения их геометрии. When welding profiles obtained by this method (especially thin-walled), the contact action of the welding unit can cause a loss of stability of the joined shelves due to their low stiffness and, accordingly, mutual displacement of the edges of the welded shelves, which leads to a deterioration in the quality of the manufactured profiles as a result of distortion of their geometry .

Цель изобретения повышение качества полученных профилей. The purpose of the invention is the improvement of the quality of the obtained profiles.

Цель достигается тем, что в известном способе производства из листа замкнутых профилей прямоугольного сечения с разъемом на плоской поверхности одной из полок, включающем формовку профиля за несколько переходов со смыканием его полок с последовательной принудительной и свободной гибкой смыкаемых полок и принудительной гибкой боковых полок, при получении стальных профилей со сварным швом по линии разъема после последнего перехода формовки с принудительной гибкой боковых полок производят сварку смыкаемых полок с образованием новой полки со сварным швом, в последнем переходе формовки с принудительной гибкой смыкаемых полок их изгибают по радиусу выпуклой поверхностью наружу, в последнем переходе формовки с принудительной гибкой боковых полок их подвергают дополнительному изгибу по отношению к размерам готового профиля до устранения зазора между смыкаемыми полками, во время сварки смыкаемых полок производят давление на их выпуклые поверхности, выравнивая свариваемые кромки до расположения их на одном уровне, а после сварки смыкаемых кромок, имеющих поперечную кривизну, осуществляют формовку профиля в дополнительных переходах до получения плоской поверхности новой полки со сварным швом с одновременным разгибанием боковых полок до размеров готового профиля, при этом стрелу прогиба изогнутых по радиусу смыкаемых полок в зоне сварки определяют из следующего соотношения:
Δ

(1) где L суммарная длина полки готового профиля со сварным швом, мм;
S толщина полок профиля, мм;
А числовой коэффициент, определяемый экспериментально,
A=0,12÷0,36
На фиг.1 представлено поперечное сечение профиля, получаемое в последнем переходе формовки с принудительной гибкой смыкаемых полок; на фиг.2 поперечное сечение профиля, получаемое в последнем переходе формовки с принудительной гибкой боковых полок перед сваркой; на фиг.3 поперечное сечение профиля во время сварки полок; на фиг.4 поперечное сечение профиля после деформовки.The goal is achieved by the fact that in the known method of producing closed-shaped rectangular sections from a sheet with a connector on the flat surface of one of the shelves, comprising forming the profile in several transitions with closing its shelves with successive forced and free flexible lockable shelves and forced flexible side shelves, upon receipt steel profiles with a weld along the split line after the last molding transition with forced flexible side shelves, weld the shelves to be welded to form a new flanges with a welded seam, in the last transition of molding with forced flexible lockable shelves, they are bent outward along the radius with a convex surface, in the last transition of molding with forced flexible side shelves, they are subjected to additional bending with respect to the dimensions of the finished profile until the gap between the closed shelves is removed, during welding of joined shelves produce pressure on their convex surfaces, aligning the edges to be welded until they are at the same level, and after welding of joined edges having a transverse curve from the inside, the profile is formed in additional transitions until a flat surface of the new shelf with a weld is obtained with simultaneous extension of the side shelves to the dimensions of the finished profile, while the deflection arrow of the curved radii of the joined shelves in the welding zone is determined from the following ratio:
Δ

(1) where L is the total length of the shelf of the finished profile with a weld, mm;
S the thickness of the shelves of the profile, mm;
And the numerical coefficient, determined experimentally,
A = 0.12 ÷ 0.36
Figure 1 shows the cross section of the profile obtained in the last transition molding with forced flexible lockable shelves; figure 2 is the cross section of the profile obtained in the last transition molding with forced flexible side shelves before welding; figure 3 is a cross section of the profile during welding of the shelves; figure 4 is a cross section of the profile after deformation.

Способ производства из листа сварных замкнутых профилей прямоугольного сечения реализуется следующим образом. В последнем переходе формовки с принудительной гибкой смыкаемых полок помимо обычного деформирования профиля смыкаемым полкам 1 придается изгиб по радиусу R выпуклой поверхностью наружу (фиг. 1) в закрытых калибрах. В последнем переходе формовки с принудительной гибкой боковых полок 2, перед сваркой их подвергают дополнительному изгибу на угол α по отношению к размерам готового профиля, доводя смыкаемые полки 1 до соединения (фиг. 2). При этом стрела прогиба Δ смыкаемых полок, имеющих поперечную кривизну, определяется из соотношения (1). В то же время в области малых значений стрелы прогиба, характерных для рассматриваемого способа, при определении радиуса кривизны R может быть использовано следующее выражение, полученное из геометрических соотношений:
R

(2)
Затем производят сварку смыкаемых полок 1 сварочным агрегатом 4 (фиг.3) с образованием новой полки 3 со сварным швом, выпуклая поверхность которой обращена наружу. Во время сварки смыкаемых полок 1 со стороны упора 5 осуществляют давление на выпуклую поверхность, выравнивая свариваемые кромки полок 1 на одном уровне и устраняя взаимное смещение кромок f. Наличие выпуклой поверхности стыкуемых полок обеспечивает только одно вероятное направление смещения их кромок под действием контактных усилий Р при стыковке во время сварки в направлении выпуклости. Однако, смещение в этом направлении ограничено рабочим органом сварочного агрегата 4, играющего роль упора 5, выравнивающего кромки свариваемых полок на одном уровне. Таким образом, обеспечивается точная стыковка свариваемых полок и повышение качества профилей. После сварки производят доформовку профиля с разгибанием боковых полок до размеров готового профиля.The production method from a sheet of welded closed profiles of rectangular cross section is implemented as follows. In the last transition of the molding with forced flexible lockable shelves, in addition to the usual deformation of the profile, the lockable shelves 1 are given a bend along the radius R with a convex surface to the outside (Fig. 1) in closed gauges. In the last transition of the molding with forced flexible side flanges 2, before welding they are subjected to additional bending at an angle α with respect to the dimensions of the finished profile, bringing the closable flanges 1 to the joint (Fig. 2). In this case, the arrow of deflection Δ of the locked shelves having transverse curvature is determined from relation (1). At the same time, in the region of small values of the deflection arrow characteristic of the method under consideration, when determining the radius of curvature R, the following expression can be used, obtained from geometric relations:
R

(2)
Then the welded shelves 1 are welded with a welding unit 4 (Fig. 3) with the formation of a new shelf 3 with a weld, the convex surface of which is facing outward. During welding of the joined shelves 1 from the stop 5, pressure is applied to the convex surface, aligning the welded edges of the shelves 1 at the same level and eliminating the mutual displacement of the edges f. The presence of the convex surface of the joined shelves provides only one likely direction of displacement of their edges under the action of the contact forces P when joining during welding in the direction of convexity. However, the displacement in this direction is limited by the working body of the welding unit 4, which plays the role of an abutment 5, aligning the edges of the welded shelves at the same level. This ensures accurate joining of welded shelves and improving the quality of profiles. After welding, the profile is additionally shaped with extension of the side shelves to the dimensions of the finished profile.

Применение способа поясняется примером его реализации. При производстве замкнутого профиля прямоугольного сечения 160х80х5 из материала Ст.3 используется 18 формовочных клетей. После 5-и клетей смыкаемые полки формуют свободной гибкой. В 5-й клети при формовке с принудительной гибкой смыкаемым полкам придают кривизну с радиусом R 328 мм выпуклостью наружу. Далее формовка проходит по известному способу. В последнем проходе с принудительной гибкой перед сваркой боковые полки подвергают дополнительному изгибу на угол α ≈ 2^о до устранения зазора между смыкаемыми полками. При сварке смыкаемых полос осуществляют давление на их выпуклые поверхности, выравнивая их свариваемые полки на одном уровне.The application of the method is illustrated by an example of its implementation. In the manufacture of a closed profile of rectangular section 160x80x5 from the material of Art.3, 18 molding stands are used. After 5 stands, the closable shelves are molded free flexible. In the 5th cage, during molding with forced flexible lockable shelves, curvature with a radius of R 328 mm is convex outward. Next, the molding passes by a known method. In the last pass with forced flexible before welding, the side shelves are subjected to additional bending at an angle of α ≈ 2 ^about to eliminate the gap between the joined shelves. When welding closed strips, they exert pressure on their convex surfaces, aligning their welded shelves at the same level.

После проведения операции сварки профиль подвергают доформовке в формовочной клети до получения требуемых размеров и плоской поверхности соединяемых посредством сварки полок. Операция перегиба и разгиба боковых полок благоприятно сказывается на качестве профилей, так как способствует снятию остаточных напряжений, вызывающих коробление профиля. After the welding operation, the profile is subjected to additional molding in the molding stand to obtain the required dimensions and flat surface of the shelves connected by welding. The operation of bending and bending of the side shelves favorably affects the quality of the profiles, as it helps to relieve residual stresses causing warping of the profile.

После проведения опытов по варьированию стрелы прогиба <N>DELTA<N> с 250-ю образцами (50 образцов на каждую точку) были получены результаты, подтверждающие правильность соотношений (1 и 2). При изготовлении профиля данного типоразмера по обычной технологии брак по геометрии составлял около 35%
Результаты опытов приведены в таблице.After conducting experiments on varying the arrow of the deflection <N> DELTA <N> with 250 samples (50 samples for each point), results were obtained confirming the correctness of the ratios (1 and 2). In the manufacture of a profile of this standard size according to conventional technology, the marriage in geometry was about 35%
The results of the experiments are shown in the table.

Использование данного способа производства сварных замкнутых профилей прямоугольного сечения из листа позволяет по сравнению с существующими повысить качество профилей за счет резкого снижения брака по геометрии. The use of this method of production of welded closed rectangular sections from a sheet allows, in comparison with existing ones, to improve the quality of profiles due to a sharp decrease in defect in geometry.

Claims

METHOD FOR PRODUCING FROM SHEET OF CLOSED RECTANGULAR SECTION PROFILES WITH A CONNECTOR ON A PLANE SURFACE ONE OF THE SHELVES, including forming the profile for several transitions with the closure of its shelves with the sequential forced and free flexible lockable shelves and forced with the flexible side that weld along the split line after the last molding transition with forced flexible side shelves, weld the shelves to be welded to form a new shelf with a weld ohm, in the last transition of molding with forced flexible lockable shelves, they are bent outward along the radius with a convex surface, in the last transition of molding with forced flexible side shelves, they are subjected to additional bending with respect to the dimensions of the finished profile until the gap between the joined shelves is eliminated, during welding of the closed shelves produce pressure on their convex surfaces, aligning the welded edges to their location on the same level, and after welding the welded edges having a transverse curvature, t doformovku profile in additional crossings to obtain a flat surface of the new rack with a welded seam while straightening the lateral flanges to the finished profile dimensions, the deflection radiused flange merges into a welding zone defined by the relation

where L is the total length of the shelf of the finished profile with a weld, mm;
S the thickness of the shelves of the profile, mm;
A 0.12 0.36 coefficient determined experimentally.