冷弯成型—方管成型
方管弯曲工艺的探讨
方管弯曲工艺的探讨
方管弯曲工艺是将方管进行加工成所需的弯曲形状的工艺过程。
在建筑、制造和装饰行业中，方管常用于制作扶手、栏杆、室内外装饰等。
以下是方管弯曲工艺的一些探讨：
1. 弯曲方式：方管的弯曲可以采用冷弯或热弯两种方式。
冷弯是在常温下进行，但由于方管的材质较硬，需要使用专用的弯管机设备来完成。
热弯则是先加热方管至一定温度，通过外力使其弯曲，可以得到更大半径的弯曲。
2. 弯曲半径：方管的弯曲半径取决于所使用的设备和材料的性质。
一般来说，方管的弯曲半径应大于其外径的2倍，否则可能导致弯曲过程中方管出现压扁、裂纹等质量问题。
3. 应用领域：方管的弯曲工艺广泛应用于建筑和装饰领域。
例如，可以将方管弯曲成不同形状的扶手，用于楼梯、阳台等；还可以制作弧形的栏杆、屏风等室内装饰物。
4. 弯曲精度：方管的弯曲精度要求较高，需要根据具体要求进行控制。
在弯曲过程中，需要注意控制方管的弯曲角度、弯曲位置和弯曲平直度等参数，以保证弯曲后的方管符合设计要求。
5. 弯曲工艺优化：为了提高方管的弯曲质量和效率，可以进行工艺优化。
例如，在冷弯过程中可以采用多次弯曲的方法，先进行粗弯，再进行修整，从而降低方管的变形和应力集中；在热弯过程中可以精确控制加热温度和加热时间，以避免过热或不均匀加热导致的质量问题。
总的来说，方管弯曲工艺是一个综合性的过程，需要考虑材料的性质、设备的选择和工艺参数的控制等因素，以确保方管在弯曲过程中具有良好的质量和形状。
冷弯管文档
冷弯管1. 什么是冷弯管冷弯管是一种通过冷加工工艺制造而成的管材。
与传统的热轧管相比，冷弯管具有形状稳定、尺寸精度高、表面光滑等优点。
冷弯管广泛应用于建筑、机械制造、汽车制造、桥梁工程等领域。
2. 冷弯管的制造工艺冷弯管的制造工艺包括以下几个步骤：2.1 材料准备冷弯管的材料通常是金属板材，比如钢板、不锈钢板等。
材料必须符合相关标准，并经过预处理，如切割、矫直等。
2.2 弯曲成型在冷弯管的制造过程中，主要通过机械设备进行弯曲成型。
通过调整设备的模具和辊轮等部件，可以使金属板材在不破坏其基本结构的情况下得到所需的弯曲形状。
2.3 焊接在弯曲成型之后，通常需要对冷弯管进行焊接。
焊接可以增强冷弯管的强度和密封性。
常用的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊等。
2.4 修整和表面处理经过焊接后，冷弯管还需要进行修整和表面处理。
修整包括修剪多余的边缘、调整尺寸等。
表面处理可以选择镀锌、喷涂等方法，增加冷弯管的防腐性能和美观度。
3. 冷弯管的优点相比于热轧管，冷弯管具有以下优点：•尺寸精度高：冷弯管的尺寸精度可以达到更高的标准，适用于对尺寸要求较高的场合。
•强度高：通过冷加工，冷弯管的内部结构得到改善，使得其强度较高。
•表面光滑：冷弯管经过矫直和调整尺寸等工艺，表面光滑平整。
•形状稳定：冷弯管的成型过程中，通过机械设备控制，可以使管材形状稳定，不易变形。
•生产效率高：冷弯管的制造过程中，可以通过机械化生产线实现批量生产，提高生产效率。
4. 冷弯管的应用领域由于冷弯管具有优良的性能和广泛的尺寸范围，被广泛应用于以下领域：4.1 建筑领域冷弯管常用于建筑领域的结构支撑、护栏、护壁等。
其形状稳定、强度高的特点使得冷弯管在建筑结构中具有重要作用。
4.2 机械制造领域冷弯管在机械制造领域应用广泛，比如制造风力发电机塔架、挖掘机臂等。
冷弯管的高精度、高强度满足了机械设备对管材的严格要求。
4.3 汽车制造领域冷弯管在汽车制造领域常用于汽车底盘、车架结构等部件的制造。
钢结构工程中方矩形钢管的应用及其材性特点
度的宽翼缘Ｈ型钢和圆钢管相比，方钢管在两个主
轴方向的抗弯刚度是圆钢管的１．３倍；与Ｈ型钢强
轴方向的抗弯刚度接近，而在弱轴方向是其２．７倍，
回转半径为其１．６倍。较强的抗弯刚度不仅显著提
高了抗弯承载力，而且更适用于桁架节间荷载或杆
件有次弯矩的条件；较大的回转半径则更有利于保
图１０武汉世纪家园住宅小区实景
万方数据
标准与规范
管材均由国外进口，工程实例有： １）上海８万人体育场屋盖结构（１９９７年，用钢
量约４ ０００ ｔ）；２）首都机场钢结构（１９９９年，用钢量 约３ ０００ ｔ）；３）广州新白云机场廊桥结构（２００２年，
用钢量约９ ０００ ｔ）；４）新疆体育馆屋盖结构（２００５ 年，用钢量约３ ５００ ｔ）；５）首都新博物馆屋盖结构 （２００５年，用钢量约３ ９００ ｔ，图８）。
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图７冷弯方管屋架构件（标准图）
５００ ｍｍ×１２（１４）ｍｍ，４００ ｍｍ×４００ ｍｍ×１２ ｍｍ，
节点为柱横隔板贯通的梁柱刚性连接节点。
图８苜都新博物馆外观
１．２．７采用方（矩）形钢管混凝土柱的高层结构实 例
在方（矩）形钢管混凝土柱的工程应用方面，浙 江杭萧钢结构公司有较多的经验。自２００１年以来， 该公司参加设计与承建的钢管混凝土（柱）多高层结 构已超过３０栋，其中多栋采用了方（矩）形冷弯钢 管。同时该公司也建立了自己的冷弯方（矩）形钢管 加工生产线（可生产５００ ｍｍ大截面方钢管），并参 与了ＣＥＣＳ １５９：２００４的编制工作。其部分工程实 例概况如下：
窗架及檩条、支撑等组成（图４）。结构杆件与檩条 均采用冷弯薄壁矩形钢管（由冷弯Ｃ型钢组焊而
钢结构 ２００９年第１１期第２４卷总第１２６期
方管型材设备发展历史背景介绍
方管型材设备发展历史背景介绍方管型材是一种常见的建筑材料，用于搭建建筑物的框架结构。
它具有强度高、耐腐蚀、重量轻等优点，因此在建筑领域得到广泛应用。
方管型材的发展历史可以追溯到20世纪初，随着工业化的进程和建筑工程的需求，方管型材设备逐渐得到发展和完善。
在20世纪初，钢铁工业的发展为方管型材设备的生产提供了基础。
当时，方管型材设备还处于起步阶段，生产工艺相对简单，设备规模较小。
随着工业化的推进，方管型材设备逐渐得到改进和升级，生产效率得到了提高。
同时，方管型材的用途也逐渐扩大，不仅用于建筑领域，还广泛应用于机械制造、汽车制造等领域。
20世纪40年代末，方管型材设备经历了一次重大的技术革新。
当时，瑞典研发出了一种新型的方管型材设备，采用了先进的冷弯成型工艺，使生产效率大幅提高，产品质量得到了显著改善。
这种新型设备的问世，标志着方管型材设备进入了一个新的发展阶段。
随着科技的不断进步，方管型材设备的生产工艺和技术也得到了不断的创新。
在20世纪60年代，我国独立研发了一种新型的方管型材设备，采用了自主创新的冷弯成型工艺，使产品的生产效率、质量和精度都得到了大幅提升。
这一技术的引入，为我国的方管型材生产奠定了基础，使我国成为方管型材生产的重要国家。
随着经济的快速发展和建筑工程的蓬勃发展，方管型材设备的需求量不断增加。
为满足市场的需求，方管型材设备的生产企业纷纷进行技术创新和设备升级。
现代方管型材设备采用了先进的数控技术和自动化生产线，使生产效率大幅提高，产品的质量和精度也得到了进一步提升。
当前，方管型材设备正处于不断发展和完善的阶段。
随着科技的进步和技术的创新，方管型材设备的生产工艺和技术将会进一步改进和提高。
预计未来，方管型材设备将更加智能化、自动化，生产效率和产品质量将得到进一步提升。
方管型材设备的发展历史可以追溯到20世纪初，经过多年的发展和创新，方管型材设备在生产工艺、技术和设备规模上都取得了长足的进步。
冷弯成型工艺理论基础
用弹复区的长度L0和成型过渡区长度L来限定两道成型辊
的间距，有利于避免边缘的塑性拉伸。
弯曲半径
1、冷弯成型过程
辊弯成型过程中，还有一个重要条件，即最小弯曲半径
的选择必须合理。
图示成型处的弯曲半径为R，带材厚度为S，图上的影线部分 代表变形沿厚度的分布状态。
。
第二次压弯φ2角，如果φ1≈φ2， 则两者的拉伸与减薄大致相等。
当一次压弯成型时，凹辊对工件 两侧压力所产生的拉力及应变集
中（b1点附近）现象将显著增大 ，外层纤维o1c1将有较大拉伸，它
向弦线靠近的距离，即减薄量
b1b1` 将明显大于a1a1` ，其中性 层内移量bb` 也要相应大aa` 。
边缘在折弯时的伸长量。
伸长量
在辊压成型过程中这个伸长量不 应超过该种材料的弹性极限延
b0
a’
l αi b’
L
a
伸量。
L
避免边缘的塑性拉伸。
b
图3-2 成型时边缘的伸长
1、冷弯成型过程
图为角型材成型时的边缘伸长，图中表 示第i道机架与第i-1道机架间成形过程。
在此过程中，角度变化量为αi，两机架 间成型过渡区长度为L，带材边缘在水平面 上投影长度为ab，在垂直面上投影长度为 a`b` ，这两个投影都是曲线形，为了计算 上方便，可以把它们都看成是直线。
图 两段压弯成型
1、冷弯成型过程
分步压弯——分次弯曲
第一次所用的凸辊圆角半径R1较大
，工件的弯曲处不受减薄和裂纹的
威胁。
第二次所用的圆角半径虽小，但它 与已经弯曲的工件的接触面积将明 显大于R2与平面的接触面积。 因此，两次压弯将比一次压弯的应 变集中程度小，厚度减薄量也小。
冷弯成型工艺流程
冷弯成型工艺流程
《冷弯成型工艺流程》
冷弯成型是一种通过压力将金属板材或管材弯曲成所需形状的加工方法。
这种工艺流程常用于制造建筑结构、汽车零部件、船舶部件等各种金属制品。
以下是一般的冷弯成型工艺流程：
1. 材料准备：首先需要准备好要加工的金属板材或管材，确保其质量符合要求。
2. 设计模具：根据所需的产品形状和尺寸，设计出相应的模具，模具的质量和准确度对成品质量有着直接的影响。
3. 设置机床参数：根据金属材料的性质和模具的要求，对冷弯成型机床进行合适的参数设置，包括压力、速度等。
4. 进行冷弯成型：在机床上将金属板材或管材放入模具中，并施加压力，使其产生弯曲变形，直至达到所需的形状。
5. 整理产品表面：经过冷弯成型后，产品的表面可能会有一些划痕或凹陷，需要进行表面处理，以确保产品的外观和质感。
6. 检验产品质量：最后，对成品进行严格的检验，确保其质量符合要求，不存在裂纹、变形等质量问题。
冷弯成型作为一种常用的金属加工工艺，具有加工精度高、生产效率高、成品质量稳定等优点，广泛应用于各种工业领域。
同时，随着技术的不断进步，冷弯成型工艺也在不断创新和改进，为金属加工行业的发展带来了新的可能性。
弯头的成形工艺
弯头的成形工艺弯头是一种管道连接部件，其作用是将两个管道连接在一起并使其能够在不同角度下转向。
在工业生产中，弯头广泛应用于石油、化工、电力、冶金等行业的管道系统中。
弯头的成形工艺是制造弯头的重要步骤之一，下面我们来详细了解一下。
弯头的成形工艺是通过将金属管材在一定条件下进行变形、弯曲、缩径等加工工艺，使其成为所需角度和半径的管弯形状。
弯头的成形工艺通常可以分为冷弯、热弯、热冷弯三种方式。
冷弯是将金属管材在室温下进行弯曲成型的方法。
这种方法适用于制作小半径弯头，具有成本低、生产效率高、质量稳定等优点。
冷弯弯头的成形工艺一般采用弯管机进行加工，通过一系列辊轮的协调工作来完成弯曲成型的过程。
同时，冷弯弯头还需要进行调直、坡口处理、焊接等后续工艺。
热弯是将金属管材在高温下进行弯曲成型的方法。
这种方法适用于制作大半径弯头，具有成形范围广、成形效率高、成形精度高等优点。
热弯弯头的成形工艺通常需要将金属管材加热到一定的温度，然后通过弯管机或人工操作将其弯曲成所需形状。
热弯弯头的后续工艺与冷弯弯头类似，需要进行调直、坡口处理、焊接等工艺。
热冷弯是将金属管材在一定温度下进行弯曲成型的方法。
这种方法适用于制作大尺寸、小批量的弯头，具有成形范围广、成形效率高、成形精度高等优点。
热冷弯弯头的成形工艺需要将金属管材预热到一定温度，然后通过弯管机或人工操作将其弯曲成所需形状。
在弯管过程中，需要不断加温、冷却，以保证成形精度和质量。
热冷弯弯头的后续工艺也与冷弯弯头类似，需要进行调直、坡口处理、焊接等工艺。
弯头的成形工艺是制造弯头的重要步骤之一。
通过不同的成形工艺，可以制造出各种不同角度和半径的弯头，以满足不同行业对管道系统的要求。
同时，成形工艺的选择也与金属管材的材质、尺寸、数量等因素有关，需要综合考虑成本、生产效率、质量等方面的因素。
冷弯矩形钢管的成型工艺、性能及在建筑中的应用
第 ８卷第 １ 期 ２ ０ 年 ２月 ０８
泰 州职 业 技 术 学 院学 报
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ａｚ ｏ ｏｙｅ ｈ ｉａ ｎ ｔｕｅ ｏ ｒａ ｉｈ ｕＰ ｌｔｅ ｎｅｌＩｓｉ ｔ ｏＴ ｔ
Ｖｏ ． Ｎｏ １ １ ８ ． Ｆ ｂ．０ ｅ ２ ０８
维普资讯
泰 州职业技术学 院学报
第 １ 期
产。“ 直接成型” 其弯曲成型一般采用以下两种基本成型方式： 时，
（） １定弯 曲 中心 和弯 曲半径 法， 定点定 径 ” 即“ 法 如 图 ２ 示 。图 中的阴影部 分为下 一步 即将要 弯 曲成 圆弧 的部分 ， 弯 曲量 。对 于一个 弯 曲角来 所 即待
成 型 ，都 属于 辊弯 成 型 ，采 用 的是 高频 电阻焊 方 法 ，故 其壁 厚 均 在 ２ｒｍ 以 内 ，最 大方 形 断 面可 达 ０ ａ ５０ ￣ Ｏｍｍ。 日本 用这 种工 艺可生 产 ５０ ￣ ５ｍｍ ２ｍｍ方形焊 管 。 ０ｍｍ ５Ｏ ５ｍｍ ５０ ￣ ２ 这种工 艺 的优点是 ： 尺寸精 度较 高 ， 弯角 ９ 。 Ｏ处壁 厚稍 增 。关 于它 的缺点 ， 的文献 指 出 ： 由圆变 有 在 方 的过 程 中 ， 轧辊 作用 力始 终 集 中于 一点 ， 力集 中 ， 应 在壁 厚 大 于 １．ｒ 的型 材 弯 曲过程 中可 能 出现 ２７ ｍ ａ
说， 待弯曲量在 已弯 曲弧的一侧 ， 曲时随着弯曲角的增加， 曲弧长由 Ａ 弯 弯 Ｂ逐渐向一侧过渡成 Ａ Ｂ， 其
弯 曲圆弧 中心不 变， 曲半径 Ｒ不变 。 弯 （ ） 弯 曲半径 ， 曲 中心 内移法 ， “ 径变 点” ２定 弯 即 定 法 如 图 ３所示 。图 中的阴影部 分一 待弯 曲量 ， 布在一 个 圆角 已弯 曲弧 的两 侧， 角 的弯 曲由 Ａ 分 一个 Ｂ 逐 渐 向两侧 过渡成 ＡＢ， 弯 曲半 径 Ｒ不变 ， 曲圆弧 中心 内移变 短［ 其 弯 ２ １ 。
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方管成型
方矩形管是一种用途极广的闭口型钢，与相同截面积的圆管相比，它具有强度高，抗弯截面模量大，易于装配以及稳固、美观等优点，方管成型主要应用于汽车制造业、建筑行业等。
一、圆变方与直接成方的的比较
目前，世界上生产方矩管主要有2 种成型方式：圆成方和直接成方。
1. 直成方
直成方的孔型分两大类: 第一类是专用孔型, 即定身量做, 此法成型方式有:定点变径法、变点定径法、定径弯折点外移法、定径弯折点内外移动法。
第二类是通用孔型, 目前国内大部分生产企业都用此孔型。
通用孔型说白了也就是专用孔型成型方式的第三、第四种的组合产物。
在此孔型中,折弯处的上辊有一个固定圆角, 不同带厚都用同一个上辊来解决, 实际上是采用了一种模糊技术来处理问题, 此技术节约了大量的轧辊, 所以生产厂家大都希望采用此孔型。
2. 圆变方
圆变方的成型方式大体上有两种: 第一、箱式孔型变形。
箱式孔型变形是母管经过一般最少为四架平辊和三架立辊或更多道次的平辊立辊交替作用在母管上进行变形, 可简单地描述为: 平辊上下挤压简称“压扁” ; 立辊左右挤压称“挤高”。
母管在“压扁”“挤高”的若干个过程中逐渐接近型材形状, 最后变形成所需型材。
第二、四辊式变形。
四辊式变形即四个辊片在同一平面内组成一个孔型, 母管从孔型中穿过, 类似于拉拔变形, 但它把拉拔固定模变成了分体的滚动模。
二、圆成方与直接成方各自的特点
1、圆成方
圆成方的优点：圆成方成型的产品质量好，机组成型速度快。
比如内角R 均等，焊缝平整，产品外观好。
而直接成方存在内角R 不均等，角部变薄，焊缝不平整，机组成型速度慢等缺点。
1）、不同形式的圆变方质量分析
（l）箱式成型
在箱式成型变形过程中, 可分为理想的中心线成型法和底线成型法, 生产厂家为少换辊时间, 一般采用底线成型法, 底线成型时, 从母管到型材整个过程中上部边缘是下山过程, 下山量为圆管直径与方矩管高度之差, 可以说上边部是由受压演变成受拉变形过程, 而底部是一个受压过程。
箱式成型时, 不论何种成型方式, 在成型过程中, 母材上下左右与轧辊孔型产生摩擦, 特别是主动
辊平辊孔型中的两侧壁, 由于速差( 侧面可看成有无数条不同直径的线组成一个面) 擦划较重, 有可能划伤两个侧面。
这在大规格方矩管变形中较常见。
再者箱式孔型变形过程中, 由于有“压扁”“挤高”交替进行,可以想象其消耗的力是比较大的, 特别是厚壁管材难以达到形状要求。
( 2 ) 四辊式变形
在此变形中, 四个辊面接触母材, 如果去除母材本身的抗弯强度后, 可以认为四个辊面的压力大体相等, 上下压力反映在左右压力上,左右压力也反映在上下压力上, 除非调试不到位时, 上下压力与左右压力有差别。
另外随着变形的深入, 辊面上R 曲率逐渐增大, 弧面深度值减小, 反映在弧面上的接触速差越来越小, 这对于母材变形十分有利
2、直接成方
直接成方的优点：直接成方成型道次少，材料节省，单位耗能低，轧辊共用性好；而圆成方有材料利用率相对较低，成型功率大，生产道次多，轧辊共用性差，在生产厚壁管时，若孔型设计不合理易使金属在角部严重堆积甚至造成压裂等缺点。
生说中直接成方由于其省料、节能、投资少，已经受到广泛重视。
可是在现实生产中，直接成方还普遍存在着一些问题：
（1）上下内角不相等，上角R上小于下角R下。
（2）角部实际弯折部位与理想弯折部位发生偏移。
（3）大规格薄壁管，当成型力超过临界点时，侧边内壁发生内凹失稳，且边长越大，壁厚越薄，内凹失稳越严重。
（4）角部弯折处减薄或增厚。
实弯成型时角部因拉伸变形而减薄；空弯成型时角部因压缩变形而增厚。
（5）成型轧辊线速度差大。
侧边成型超过一定角度后，轧辊与侧壁接触面的线速度差变大。
（6）因方矩管成型中，上弯以实弯为主，下弯以空弯为主，所以管子易出现纵向翘曲。
三、总结
在方矩型管成型方法上, 圆变方要优于直成方,而在圆变方的成型方法中, 四辊成型又优于箱式孔型成型。
四辊变形方矩管, 从加工范围上要大于箱式成型, 从成型表面质量上( 克服了表面划伤等现象) , 要优于箱式孔型, 从成型力上看, 四辊变形力要比箱式孔型力小的多。
参考文献：
1、宝钢高强度方矩管成形及性能研究
晏培杰李丹阳吴振刚韩静涛马越峰（1.上海宝钢型钢有限公司，上海201900；2.北京科技大学，北京 100083）摘
2、方矩管成型质量分析
张军石( 家庄科一重工有限公司冶金轧辊分公司
3、方矩管直接成方原理及成型工艺
朱剑明，吕晟（无锡振达机械制造有限公司，江苏无锡214000）
4、分类式方矩管组合模辊
朱剑明, 陈戈 ( 1. 无锡市精华冷弯型钢设备制造有限公司, 江苏无锡214000;2. 江苏无锡法斯特管业有限公司, 江苏无锡214000)
5、厚壁方矩管外圆弧不对称缺陷的探讨
吴必顺 ( 武钢汉口轧钢厂冷弯型钢分厂430035)
6、。