一种非等厚u肋热辊压成形工艺的制作方法

文档序号:9226502阅读:613来源:国知局
一种非等厚u肋热辊压成形工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种桥梁用U肋成型技术,特别是一种端部非等厚U肋的局部热辊压成型技术。
【背景技术】
[0002]目前在桥梁施工领域,正交异性桥面板在桥梁工程中得到了广泛的应用,正交异性桥面板主要由钢桥面板以及与其焊接的横梁、纵肋构成,横梁主要为横隔板,纵肋主要为闭口加劲肋即U肋。由于U型肋能够提供较大的抗扭刚度和抗弯刚度,能够改善整个桥面板的受力状态,因此成为现代正交异性桥面板的最常用的截面形式。
[0003]然而近年来国内外不断出现关于上述U型肋疲劳危害的报道,造成桥面板的疲劳寿命低于桥梁主体要求的设计使用年限。经验表明,产生这种疲劳裂缝的原因是:由于U型肋为闭口结构,在焊接时只能从外侧单面施焊,普遍采用75?85%的部分熔透焊,焊接面积较小;而留下15?25%的未恪合部分,大约2?3_,这2?3_的未恪合部分本身就形成一个天然的初始裂纹,成为疲劳裂缝源,在反复载荷作用下,导致桥面板与U肋焊缝处容易疲劳开裂。疲劳裂缝一旦产生就会降低桥面板的刚度,进而降低整个桥梁的寿命。
[0004]为解决以上缺陷,专利文献CN201310313688.4、CN201420305499.2 和CN201420544235.2先后提出采用非等厚U型加劲肋,即U肋与桥面板连接部位进行加厚,以增大U肋与桥面板的焊接面积,提高焊缝的抗疲劳性能,然而上述专利文献并没有给出实施方法,专利文献CN201420274989.0虽提出了非等厚U肋的方法,但是是采用热轧成形工艺,该工艺材料利用率和热效率较低,以及对U肋长度有所限制。

【发明内容】

[0005]为解决现有U肋与桥面板的焊接面积小、焊缝容易疲劳开裂的问题,本发明提出了一种端部非等厚U肋热辊压成形工艺。
[0006]本发明的技术方案为:1)以传统冷弯工艺成形的预成型U肋为原料,其由送料机架送入感应加热装置,通过调整机构选择合适的加热区域,达到目标要求加热温度后,送入辊压成形装置;2)成形装置由两个道次组成,其作用分别是粗成形和精成形,成形后的端部非等厚U肋,由于冷弯和热辊压变形在角部和端部都存在较大的残余应力;3)接着进入连续去应力退火炉,该退火炉主要针对U肋的弯曲部位和端部去应力退火,提高热效率;4)之后,冷却、定尺剪切。
[0007]本发明中,所述预成型U肋厚度范围为6?12mm。
[0008]本发明中,所述的感应加热装置为中频,感应线圈加热宽度和深度范围分别是6?20mm和20?70mm。其调整机构由蜗轮蜗杆组成,可实现感应线圈上下、左右移动,调整距离都为200mm。
[0009]本发明中,所述的成形装置由两道次组成,分别为粗成形和精成形。
[0010]本发明中,所述的成形温度区间为850?1050°C。
[0011]本发明中,所述的连续去应力退火炉,采用的是电阻炉,主要加热区域在弯角处和端部,为局部去应力退火。
[0012]本发明与现有的技术相比,所具有的有益效果在于:
[0013]I)本发明首次提出一种非等厚U肋热辊压成形工艺,其成形速度快,热效率高,得到的U肋残余应力小,且增大了与桥面板的焊接面积,提高了 U肋与桥面板的连接强度和焊缝的抗疲劳性能;
[0014]2)本发明所述的感应加热装置,适应范围广,可满足不同厚度和加热深度的U肋,以及通过调整机构可实现不同尺寸U肋的热辊压成形;
[0015]3)本发明可以作为一个模块嵌入到传统冷弯生产工艺中,方便快捷,可满足不同长度的定尺剪切;
[0016]4)本发明所述的连续去应力退火炉,采用的是电阻炉,主要加热区域在弯角处和端部,为局部去应力退火,热效率高。
【附图说明】
[0017]图1是本发明设计的一种非等厚U肋热辊压成形工艺结构示意图。
[0018]图2是本发明设计的感应加热装置示意图。
[0019]图3是本发明设计的辊压成形装置示意图。
[0020]图4是本发明设计的连续去应力退火炉装置示意图。
[0021]图5A是普通U肋与桥面板的焊接面积示意图。
[0022]图5B是图5A的局部放大图。
[0023]图6A是非等厚U肋与桥面板的焊接面积示意图。
[0024]图6B是图6A的局部放大图。
[0025]图中所示标号为:1预成型U肋、2感应加热装置、21上下调整机构、22左右调整机构、3感应线圈、4底辊、5调节螺栓、6固定架、7轧辊、71压下辊、72撑压辊、8去应力退火炉、81炉壳、82电阻丝、9非等厚U肋
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明:
[0027]取传统冷弯工艺成形的预成型U肋I为原料,由送料机架送入感应加热装置2,通过上下调整机构21和左右调整机构22选择合适的加热区域,达到目标要求的加热温度后,送入辊压成形装置,通过调节螺栓5来设定压下辊71的压下量大小,成形孔型由压下辊71和撑压辊72组成,接着进入连续去应力退火炉8,在去应力退火炉壳81角部安置了电阻丝82,主要针对U肋的弯曲部位和端部退火,得到非等厚U肋9样品,之后冷却、定尺剪切。
[0028]实施例1
[0029]选取Q345d板料,厚度8mm,由传统冷弯成形工艺进行预弯,通过调整机构调节加热区域为35_,设定加热温度为900°C、进给速度9m/min和压下量为5_,经热棍压成形后,接着去应力退火。经检测,得到的非等厚U肋残余应力小,且与桥面板的焊接面积是普通U肋焊接面积的2.7倍,大大提高了 U肋与桥面板的连接强度和焊缝的抗疲劳性能。
【主权项】
1.一种非等厚U肋热辊压成形工艺,其特征在于:1)以传统冷弯工艺成形的预成型U肋为原料,其由送料机架送入感应加热装置,通过调整机构选择合适的加热区域,达到目标要求加热温度后,送入辊压成形装置;2)成形装置由两个道次组成,其作用分别是粗成形和精成形,成形后的端部非等厚U肋,由于冷弯和热辊压变形在角部和端部都存在较大的残余应力;3)接着进入连续去应力退火炉,该退火炉主要针对U肋的弯曲部位和端部去应力退火,提高热效率;4)之后,冷却、定尺剪切;所述的预成型U肋厚度为6?12_。2.根据权利要求1所述的一种非等厚U肋热辊压成形工艺方法,其特征在于:所述的感应加热装置为中频,加热宽度和深度范围分别是6?20mm和20?70mm。3.根据权利要求1所述的一种非等厚U肋热辊压成形工艺方法,其特征在于:所述的成形温度区间为850?1050°C。4.根据权利要求1所述的一种非等厚U肋热辊压成形工艺方法,其特征在于:所述的连续去应力退火炉,采用的是电阻炉,主要加热区域在弯角处和端部,为局部去应力退火。
【专利摘要】一种非等厚U肋热辊压成形工艺,属于热辊压成形技术领域,所述方法包括如下步骤:1)原料选用传统冷弯工艺成形的预成型U肋,经送料机架送入感应加热装置,通过调整机构选择合适的加热区域,达到目标要求温度后,送入辊压成形装置;2)成形装置由两个道次组成,其作用分别是粗成形和精成形,成形后的非等厚U肋,由于冷弯和热辊压变形在角部和端部都存在较大的残余应力;3)接着进入连续去应力退火炉,该退火炉主要针对非等厚U肋的弯曲部位和端部去应力退火,提高热效率;4)之后,冷却、定尺剪切。本发明工艺成形速度快,热效率高,得到的U型肋残余应力小,且增大了U肋与桥面板的焊接面积,提高了U肋与桥面板的连接强度和焊缝的抗疲劳性能。
【IPC分类】B21D7/08, B21D7/16
【公开号】CN104942104
【申请号】CN201510224954
【发明人】韩静涛, 彭雪锋, 葛云杰, 陈强
【申请人】北京科技大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月5日
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