[發明專利]梯形截面冷彎焊接異形管的成形工藝

有效

• 申請號: 201010275501.2
• 申請日: 2010-09-07
• 公開（公告）號: CN102125942A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 張靜;姜春民
• 申請（專利權）人: 上海豪藝萊冷彎型鋼有限公司
• 主分類號: B21C37/08
• 分類號: B21C37/08;B21D5/12;B21C37/30
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 雷紹寧

技術領域

本發明涉及一種冷彎焊接異形管的成形工藝。

背景技術

如圖1所示，一種梯形截面的異形管，應用在鋼結構建筑上，建筑外部掛上玻璃，形成弧面屋頂和墻面。此截面形狀和尺寸是鋼結構設計者提出的特殊要求，是因為此建筑物內需要有足夠的陽光進入，產品作為構件既要起到承載作用，同時還要減少遮光面積。該異形管的截面為倒梯形，其上底為長邊，下底為短邊，兩條腰(側邊)等長，上底與下底的兩端均設有圓角(彎角)，上底的長度(180mm)定義為上底直線段的長度以及兩個上底彎角外圓弧在上底方向上的投影長度之和，下底的長度(50mm)定義為兩側邊延長線與下底延長線的交點之間的距離。在下底長度非常小、只有壁厚t的4倍的情況下，要求下底兩端的彎角R1、R2很小，使得下底直線段的長度≥2t，其目的是滿足玻璃安裝條件，而短邊設計的很小是為了減少遮光，梯形的目的是能將光線反射到室內，如圖2所示。

該異形管雖然是簡單的梯形截面，但短邊非常小，只有壁厚的4倍，特別是短邊兩端的彎角半徑很小，R1＝R2＝1.5t，已超出了常規冷彎型鋼的要求。加之其材質為低合金鋼，這樣，一方面在彎角處很容易產生開裂現象，其二，短邊的小平面很難“冷彎”變形出來理想的直線段。

現有技術的閉口冷彎型鋼(方矩管和異形管)成形工藝可分為兩種形式。第一種就是“圓變方”，也就是通過圓形截面在常溫狀態下，經過連續或半連續輥彎變形或拉拔成所需方矩形管和異形管。連續即為從縱剪帶到圓形截面至異形截面在同一條生產線上連續完成。半連續，即為使用圓管為母材變形為異形管包括方矩管，其工藝變形輥花圖如圖3所示。第二種工藝就是常講的“直接成方”或“方變方”，使用縱剪帶，按產品截面形狀，使用輥彎成形工藝先成形后焊接再定徑，其工藝變形輥花圖如圖4所示。中國發明專利申請CN200910017491.X公開了一種方矩型鋼成型工藝方法，采用的就是這種“方變方”的工藝。

按照上述兩種現有工藝進行試制，首先按“圓變方”工藝方案變形輥花進行工藝和軋輥設計，經多次參數調整，雖基本可以達到各部分的尺寸要求，但彎角處嚴重增厚，且彎角處經磁粉探傷有開裂現象。再按“方變方”工藝方案輥花進行工藝和軋輥設計，試制出最終產品后，發現雖然彎角處不增厚，也無開裂現象，但下底直線段長度達不到要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種梯形截面冷彎焊接異形管的成形工藝，以克服現有技術的上述缺陷。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種梯形截面冷彎焊接異形管的成形工藝，將板材經過成形、焊接和定徑三個階段加工成管材，所述冷彎焊接異形管的截面為倒梯形，由上底、下底和兩條側邊構成，上底包括上底直線段及其兩端的兩個上底彎角，下底包括下底直線段及其兩端的兩個下底彎角，總體軋制成型工藝采用“方變方”和“圓變方”復合工藝：在成形階段采用“方變方”工藝將板材形成一個類似倒梯形截面，包括上底和兩條側邊，但下底完全由一個大圓弧彎角構成；在定徑階段，采用“方變方”工藝將所述上底的直線段、兩條側邊和兩個上底彎角定徑到最終尺寸，采用“圓變方”工藝將所述大圓弧彎角軋制成最終尺寸的下底直線段和兩個下底彎角。

優選地，其中兩個下底彎角的外圓弧半徑小于等于板材厚度的1.5倍。

優選地，在成形階段，先對板材兩側進行數道次輥軋，形成兩個上底彎角；然后，對板材的中間進行數道次輥軋，形成下底的一個大圓弧彎角，并使板材閉合，形成類似倒梯形截面，閉合的接縫位于上底直線段的中點。

優選地，在定徑階段，兩條側邊的尺寸諸道次從高變低，同時上底彎角諸道次從大變小，而上底直線段尺寸諸道次從小變大。

本發明的有益效果是：本發明創造性地結合了“圓變方”和“方變方”兩種工藝的特點，能夠很好地成形出梯形截面異形管，在保證下底(短邊)總長度很小的前提下，能夠成形出半徑很小的下底彎角，從而使下底直線段的長度盡可能地大，并且在各個彎角處不會產生明顯地增厚和開裂。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1是一種梯形截面異形管的示意圖。

圖2是這種梯形截面異形管用于建筑結構上，可以減少遮光的原理示意圖。

圖3是單純運用現有的“圓變方”工藝制造梯形截面異形管的工藝變形輥花示意圖。

圖4是單純運用現有的“方變方”工藝制造梯形截面異形管的工藝變形輥花示意圖。

圖5是本發明一種梯形截面異形管復合成形工藝在成形階段的工藝變形輥花示意圖。