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0 -冷弯型钢生产培训讲义2005 年 11 月 20 日冷弯型钢生产培训讲义- 1 -一、高频直缝焊管和冷弯型钢生产基本知识1 .高频直缝焊管分类1.1 按钢管外径分毛细管 Φ10mm 以下小直径管中直径管 大直径管 Φ508（20” ）以上1.2 按管径与壁厚分见表 1表 1 管径与壁厚序号 类 别 DT/t（外径/壁厚） t/DT(壁厚/外径)1 特壁厚管 0.82 厚壁管 5.5~9.0 0.18~0.123 标准管 9.1~20 0.12~0.054 薄壁管 20.1~50 0.05~0.025 特薄壁管 >50 180°~270° 时，上轧辊仅与板带原料中间部分接触；当 θ>270°时，进入几架上辊带有焊缝导向环的封闭孔型中成型导向环的厚度逐架减窄，最后成型成圆筒， （如图 10 所示）图 8 中心弯曲法 图 9 边缘弯曲法 4）综合弯曲法该方法是以挤压辊孔型半径 RJ为边缘弯曲半径，将板带原料边缘到一变形角 φ，并且再以后的成型架次中基本保持不变，而板带原料的中间部分弯曲按圆周弯曲变形法进行变形分配，直至进入几架上辊带有焊缝导向环的封闭孔型中成型。

导向环的厚度逐架减窄，最后成型成圆筒， （如图 11 所示） 5）W 弯曲法W 弯曲法于上世纪 80 年代由日本山羊精机工业株式会社研制开发，是综合弯曲法的发展，并于 1984 年获得美国专利该方法是将板带原料的中间部分进行方向弯曲的同时，又以弯曲半径 r 弯曲板带原料边缘 图 10 圆周弯曲法 图 11 综合弯曲一般设计在第一成型机架第二架以后的成型按综合弯曲法变形，直至进入几架上辊带有焊缝导向环的封闭孔型中成型导向环的厚度逐架减窄，最后成型成圆筒， （如图 12 所示） 4、5、2 冷弯型钢的弯曲方法冷弯型钢的弯曲方法有 5 种方法，分别为：1）弯曲圆心固定法（半径不变，孤长增加）该法固定弯曲半径的圆心，在半径不变的情况下，依靠弯曲角增大来依次增加弯曲孤状(如图 13 所示)，相当于圆管成型的中心弯曲成型法θRθ θ θθθ θ θθ θRФθ Фθ θRФθ Фθ θR攀钢集团眉山冷弯型钢有限责任公司培训讲义- 6 -此种方法适用于弯曲圆孤半径大的生产工艺2）弯曲圆心内移法（半径不变，孤长增加）该方法固定弯曲半径，内移弯曲圆心(如图 14 所示)，相当于圆成型的边缘弯 图 12 W 弯曲法 曲成型法。

该法适用于所有产品的生产，但弯曲回弹较大3）弯曲圆心上移法（半径减小，孤长固定）该方法随弯曲角的增大，孤长不变，弯曲半径逐渐减小(如图 15 所示)，相当于圆管成型的圆周变形成型法该法适用于波纹板美的宽、薄带坏和非对称称易加工产品4）弯曲圆心（二维）坐标移动法（半径减小，弧长增加）该方法随弯曲角增加，弯曲半径减小，弯曲孤长增加(如图 16 所示)其变化量依赖于实际经验该法适用于 3）所生产的产品图 13 弯曲圆心固定法示意图 图 14 弯曲圆心内移法示意图图 15 弯曲圆心上移法示意图 图 16 弯曲圆心（二维）坐标移动法示意图5）弯曲圆心移动和半径度化成函数关系法(图略)该法随弯曲孤长的增加，弯曲半径按照指数关系减小，应用面较窄4、6 孔型系统孔型系统一般可分为 4 类：1）同时型，即在断面上各部分同时成型2）顺序型，即先边缘部位成型后中心部位，或相反3）组合型，即先分别在各个部分顺序成型，而后同时在各部分成型，或相反4）专用型，即为保证所生产型钢断面的一些高质量指标和要求而采用的专门系统二、高频直缝电焊钢管孔型设计1、高频直缝电焊钢管孔型设计步骤：1）进行原料板宽计算；2）根据成型机组的轧辊布置形式，进行孔型结构的选择；3）挤压辊孔型设计；4）封闭孔型设计（平辊） ；5）开口孔型设计（平辊） ；6）初成型段立辊孔型设计；冷弯型钢生产培训讲义- 7 -7）定径孔型设计（平辊） ；8）定径立辊孔型设计；9）矫直辊孔型设计；10）根据前面的设计和计算，绘制成型变形图，进行成型过程状态分析，对孔型设计进行适当修改；11）根据孔型设计和计算结果，结合机组结构特点和要求，设计和绘制轧辊零件工作图。

2、双半径孔型设计与计算方法2、1 原料板宽计算a.常用计算经验公式（1）B = л( D T- t )+ Δ 1+ Δ 2 + Δ 3B— 原料宽度； D T— 成品钢管的外径，mm； t —成品钢管的壁厚，mm；Δ 1—成型余量 mm，按表 5 选取；Δ 2—焊接余量 mm，按表 6 选取；Δ 3—定径余量 mm，按表 7 选取表 5 成型余量选取表 表 6 焊接余量选取表表 7 定径余量选取表DT 6.3~25 26~35 36~50 51~70 71~95 96~120 121~145 146~172 173~200Δ30.7 1.0 1.3 1.5 2.0 2.6 2.9 3.2 3.5例 2 已知牌号为 Q235A 的 Φ165（外径）X4.50（壁厚） （ 6˝）的焊接钢管，计算所需原料宽度解：外径 DT=Φ165，壁厚 t=4.50，D T/t=165/4.50≈36.67按表 5 选取成型余量 Δ 1=3/4t=0.75X4.50≈3.38，按表 6 选取焊接余量Δ 2=1/2t=0.50X4.50=2.25，按表 7 选取定径余量 Δ 3=3.20，所需原料宽度为：B=л( D T- t )+Δ 1+Δ 2 +Δ 3=л（165-4.50）+3.38+2.25+3.20=513.056≈513答：计算所需原料宽度为 513mm。

b. 常用计算经验公式（2）B =ЛD T - 2t + 1 + ZB—原料宽度； D T— 成品钢管的外径，mm； t —成品钢管的壁厚，mm；Z —系数 mm，按表 8 选取表 8 系数 Z 选取表钢管外径，mm ≤Φ18 Φ18.1~25 Φ25.1~40 Φ41~50 >Φ51Z 0.4Л 0.48Л 0.56Л 0.6Л 0.72Л2、2 挤压辊孔型计算a.焊接挤压孔型由双半径组成，孔型结构设计见图16 所示，其作用是使靠近焊接部分的管形呈平椭圆形，使焊接挤压力沿整个管壁分布均匀，以提高质量孔型半径 DTRH= 2 + ΔR 下底圆弧半径，mmh = RH + C1 孔型半径圆心高，mmRB= RH + e 上部平椭圆弧半径，mm式中：DT— 成品焊接钢管的外径，mmDK— 机组的工作外径，mmt ≤1.0 1.1~4.0 4.1~6.0Δ2t 2/3t 1/2tDT/t 8~15 16~25 26~40 41~60Δ 1 1/2t 2/3t 3/4t t θ dsdxΔ SD12keRBkHrr3γ β ΔΔ SΔ攀钢集团眉山冷弯型钢有限责任公司培训讲义- 8 -ΔR—定径量按前面表 7 选取，mm C1—辊环宽度，一般取 20~30mm；ΔS—辊缝， 一般取 5~6 mm 取 C2= 30~40mm 图 16 焊接挤压孔型结构图h = RH- RHcosθ–ΔS sinθD1 = DK+2( RH-RHcosθ–ΔS sinθ)D2 =( DK+2R- RH sinθ-ΔS )-2r( 1/sinθ-1) D3 = D2 -2 C2 sinθH = h + ( RH + C2 )sinθ DK、 、上、下挤压辊的宽度、工作外径 b、ds、B、dx 尺 寸由机组的结构和设备参数决定。

b.压光棍孔型计算压光棍孔型结构见图 17 所示C—辊环宽度，一般取 20~30mm；ΔS—辊缝， 一般取 5~10mmR = RH 与下挤压辊半径相同 图 17 压光辊孔型结构B = 2 （ R+C ）D = DK + 2R 工作外径 DK、 b、d1、d2、d3、尺寸由机组的结构和设备参数决定2、3 封闭孔型计算（含一架焊缝导向辊）封闭孔型一般为 3+1 结构，即 3 架平辊+1 架导向封闭孔型结构见图 18 所示2、3、1 封闭辊孔型计算a. 第 i 架平辊的导向环厚度 bi = B z式中： B — 所计算原料板宽，mmZ—导向片厚度系数按表 8 选取，mm i—封闭孔型机架序号，i=1、2、3、导向b. 第 i 架下平辊的孔型半径式中：B — 所计算原料板宽，mm bi—导向片厚度，mm Cb—孔型弧长修正系数，C b=0.5~2.3mme—半径 R2偏移系数，e=2~6mm图 18 封闭辊孔型结构表 8 导向片厚度和上辊孔型半径 R2系数选取表机架序号 i 1 2 3 导向导向片厚度系数 z 0.18~0.20 0.096~0.1 0.028~0.032 0.027~0.03半径 R2修正系数 Δ 1.030~1.040 1.030~1.040 1.02~1.03 1辊环修正角度 θ(度) 14 12 10 0c.第 i 架上平辊的孔型半径R2 = ΔR 1Δ—上辊孔型半径修正系数，按表 8 选取；B+biRBi = 2Л +Cbd321DKΔSBbD33b1B3rreγ θRBi22DKbKDΔSb冷弯型钢生产培训讲义- 9 -d.孔型结构尺寸计算与选取bi+eγi = Sin-1 R2 βi =90-γ I半径 R2的偏心距 e=R 2-R1B1=R2 cosθ+ e B2=R2 sinθ+ B 1 B3=B2+C-bi/2 D1=DK+2(40~50) D2= DK+2R2sinβ i-ΔS D 3=DK+2R2(sinβ i-sinθ)D1-DK γiBi = Bi - 2 tg 2b1=(D1-DK)/2 DK— 机组的工作外径，mm C—辊环宽度，一般取 20~30mm；ΔS—辊缝， 一般取 6~14 mm，外径值大的取上限值，外径值小的取下限值。

e.封闭孔型计算过程结束前，必须对孔型圆弧段中性层的周长进行验算，孔型圆弧段中性层的周长≈原料板宽；如不等，必须进行孔型修改计算2、4 开口孔型计算计算特点：各架开口孔型的边缘弯曲半径均相等，弯曲的弧长与 W 孔型相等一致孔型中间弯曲变形的孔型，按均匀变形法均匀分配2、4、1 W 孔型计算W 成型孔型技术在近年来得到广泛的应用， （壁厚/外径）值 0.33%≤S/D ≤22.1%，不仅适用于普通碳素钢，还可应用于铝、铜、钛和不锈钢等材料的成型该方法是将板带原料的中间部分进行方向弯曲的同时，又以半径 r 弯曲板带原料边缘，能有效的减小和控制边缘延伸，一般设计在第一成型机架孔型结构见图 19a.中部反弯孔型半径该段圆弧的中型层长度，约占原料板宽的 32%~52%，中部反弯孔型半径可以接近成品圆管直径的 3 倍或等于原料板宽取原料板宽的 45%，则LR2=0.45 B B— 所需原料宽度LR2 180 R2 = 2θ Лb. 一般中部反弯变形角取θ=13~14° d.两侧下弯的孔型半径两侧下弯孔型半径的圆弧段中性层长度占原料板宽的 40%~45%（两侧下弯圆弧段中性层长度的合计值） ，取原料板宽的 40%，则LR1=0.40B/2=0.20B 。