способ производства из листа замкнутых профилей прямоугольного сечения с разъемом на плоской поверхности одной из полок

Формула изобретения

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, отличающийся тем, что 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 доформовку 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 соотношения



где L суммарная длина полки готового профиля со сварным швом, мм;

S толщина полок профиля, мм;

A 0,12 0,36 коэффициент, определяемый экспериментально.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии формовки замкнутых профилей со сварным швом из листа.

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.

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.

Цель изобретения повышение качества полученных профилей.

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:

(1) где L суммарная длина полки готового профиля со сварным швом, мм;

S толщина полок профиля, мм;

А числовой коэффициент, определяемый экспериментально,

A=0,120,36

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.

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 по отношению к размерам готового профиля, доводя смыкаемые полки 1 до соединения (фиг. 2). При этом стрела прогиба 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.

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 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.

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.

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.

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.