[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有非等厚鎖扣的冷彎鋼板樁的成型方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210129871.4
• 申請(qǐng)日: 2012-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102632114A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓靜濤;胡兆成;晏培杰;王圣清;李丹陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B21D5/08
• 分類(lèi)號(hào): B21D5/08;E02D5/04
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼板樁的成型方法，特別是一種具有非等厚鎖扣的冷彎鋼板樁的局部熱輥壓成型方法。

背景技術(shù)

目前我國(guó)的鋼板樁年消耗量保持在3萬(wàn)噸左右，僅占全球的1％，而且僅限于一些港口、碼頭、船廠(chǎng)建設(shè)等永久性工程和建橋圍堰、基坑支護(hù)等臨時(shí)性工程。

鋼板樁產(chǎn)品按生產(chǎn)工藝劃分有冷彎薄壁鋼板樁和熱軋鋼板樁兩種類(lèi)型。在工程建設(shè)中，冷彎鋼板樁應(yīng)用范圍較狹窄，大都作為應(yīng)用的材料補(bǔ)充，熱軋鋼板樁一直是工程應(yīng)用的主導(dǎo)產(chǎn)品。

冷彎鋼板樁是由冷彎?rùn)C(jī)組連續(xù)輥壓成形，且側(cè)面鎖扣可連續(xù)性搭接以形成一種板樁墻的鋼結(jié)構(gòu)體。傳統(tǒng)的冷彎鋼板樁采用較薄的板材(常用厚度為8mm～14mm)，以冷彎成型機(jī)組加工而成。其生產(chǎn)成本較低而價(jià)格便宜，定尺控制也更靈活。但因加工方式簡(jiǎn)陋，樁體各部位厚度相同，截面尺寸無(wú)法優(yōu)化導(dǎo)致聯(lián)接處卡扣不嚴(yán)、無(wú)法止水；受冷彎加工設(shè)備能力制約，只能生產(chǎn)鋼種強(qiáng)度級(jí)別低、厚度較單薄的產(chǎn)品；且冷彎加工過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力較大，樁體使用中易產(chǎn)生撕裂，應(yīng)用具有較大的局限性。所以，在工程建設(shè)中，傳統(tǒng)的冷彎鋼板樁應(yīng)用范圍較狹窄，大都只是作為應(yīng)用的材料補(bǔ)充。

但是，冷彎鋼板樁仍具有其優(yōu)點(diǎn)：可根據(jù)工程實(shí)際情況，選取經(jīng)濟(jì)、合理的截面，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)上的最優(yōu)化，比同性能熱軋鋼板樁節(jié)省材料10～15％，極大的降低了施工成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是，克服傳統(tǒng)冷彎技術(shù)在成型高強(qiáng)度鋼板樁時(shí)的局限性，對(duì)平板板料的局部進(jìn)行加熱使其達(dá)到一定溫度，然后在冷彎成型設(shè)備中將平板板料逐道次成型為帶有非等厚鎖扣的鋼板樁。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：本發(fā)明提供一種具有非等厚鎖扣的冷彎鋼板樁的成型方法，該方法包括如下步驟：

(1)利用感應(yīng)加熱設(shè)備將平板板料兩邊邊部加熱至500～900℃，形成塑性良好的成型區(qū)域；

(2)利用側(cè)面擠壓輥對(duì)板料邊部進(jìn)行逐道次的擠壓，使邊部材料沿厚度方向流動(dòng)，進(jìn)而成型為所需的非等厚過(guò)渡板料，擠壓道次中每道次的擠壓增量為1～20mm，且每道次擠壓增量的總和等于總擠壓量；

(3)利用成型輥將非等厚過(guò)渡板料軋制為具有目標(biāo)截面的非等厚板料；

(4)通過(guò)后續(xù)的成型道次將具有非等厚鎖扣的板料冷彎成具有非等厚鎖扣的鋼板樁。

進(jìn)一步地，在步驟(1)之前還包括將所述板料以進(jìn)給速度v在軋輥中前進(jìn)的步驟。

進(jìn)一步地，所述感應(yīng)加熱設(shè)備為感應(yīng)線(xiàn)圈。

進(jìn)一步地，步驟(2)中可以通過(guò)調(diào)節(jié)側(cè)面擠壓輥后端的螺絲頂杠來(lái)使所述側(cè)面擠壓輥?zhàn)杂傻厍昂笠苿?dòng)。

進(jìn)一步地，步驟(2)中分四個(gè)道次對(duì)板料進(jìn)行擠壓成型，每道次的進(jìn)給量分別為8mm→5.5mm→4mm→2.5mm；或者分六個(gè)道次對(duì)板料進(jìn)行擠壓成型，每道次的進(jìn)給量分別為5mm→4.5mm→4mm→3mm→2.5mm→1mm。

本發(fā)明還提供一種具有非等厚鎖扣的冷彎鋼板樁，采用如權(quán)利要求1-9之一的成型方法制成。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果在于：

(1)本發(fā)明通過(guò)感應(yīng)加熱的方法將板料邊部加熱至高溫，板料的塑性有了明顯的提高。與傳統(tǒng)的冷彎成型工藝相比，顯著降低了板料的屈服點(diǎn)，減小材料的成形力，提高了材料的成型性能，一方面，擴(kuò)大了選用材料的強(qiáng)度級(jí)別；另一方面，降低對(duì)設(shè)備的要求，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低了成本；

(2)本發(fā)明在高溫下對(duì)板料邊部進(jìn)行成型，減小了成型后材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力，能夠有效預(yù)防鋼板樁在使用過(guò)程中的開(kāi)裂現(xiàn)象，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，延長(zhǎng)了鋼板樁的使用壽命，增強(qiáng)了安全性能；

(3)本發(fā)明利用側(cè)面擠壓輥將材料邊部擠壓成非等厚鎖扣，克服了傳統(tǒng)的冷彎鋼板樁各部位厚度相同，鎖扣部位卡扣不嚴(yán)、無(wú)法止水等局限性；

(4)本發(fā)明在冷彎工藝中引入了感應(yīng)加熱、擠壓輥等輔助設(shè)備，集合了冷彎鋼板樁低成本高效率和熱軋鋼板樁截面尺寸更優(yōu)化的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的帶鎖扣的冷彎鋼板樁的示意圖；

圖2是本發(fā)明中側(cè)面擠壓輥的立體圖；

圖3是本發(fā)明中過(guò)渡板料成型過(guò)程的示意圖；

圖4是本發(fā)明中帶鎖扣的冷彎鋼板樁成型過(guò)程的示意圖；

圖5是本發(fā)明中的感應(yīng)線(xiàn)圈的設(shè)計(jì)原理圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的目標(biāo)產(chǎn)品帶鎖扣的冷彎鋼板樁的示意圖如圖1所示，其成型過(guò)程如圖3和圖4所示。

具有非等厚鎖扣的冷彎鋼板樁的成型方法，包括如下步驟：