[实用新型]厚壁小口径方管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高强度厚壁小口径空腹方管，属于辊弯变形加工产品技术领域。

背景技术

空腹辊弯方矩管种类很多，但不论国际标准还是国内标准(GB/T6728)中产品列表中可查到的规格，壁厚与边长之比远远都小于10％，当边长大于100mm时最大比值只有6.6％。现有产品的加工方法，通常使用板带经辊弯变形轧机连续成形为圆形截面后，再焊成圆管，再经轧制成方管或矩形管。还有一种方法，也是使用板带经辊弯轧机连续变形成方形截面状，然后焊接，再精轧成所需尺寸的产品。不论哪一种目前所能轧制出的产品，壁厚/边长之比都很小，满足不了市场需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种表面光洁、力学性能好的厚壁小口径方管。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的厚壁小口径方管，厚壁小口径方管的壁厚与边长之比大于10.3％。

优选地，所述厚壁小口径方管的转角处的外圆角曲率半径小于等于2.5倍壁厚。

优选地，所述厚壁小口径方管的边长大于等于100mm。

优选地，成形所述厚壁小口径方管的低合金原材料的屈服强度大于等于345MPa。

本实用新型的厚壁小口径方管，提供了壁厚与边长之比大于10.3％的方管，该种方管表面光洁、力学性能好，可以满足实际需要。

附图说明

图1为本实用新型的厚壁小口径方管截面图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的方案进一步说明。

本实用新型提供的厚壁小口径方管，常用的厚壁小口径方管的边长一般大于等于100mm，如图1所示，选取规格为135*135*14的方管，即壁厚t＝14mm，边长b＝135mm，壁厚t与边长b之比为10.4％，大于10.3％，厚壁小口径方管的转角处的外圆角曲率半径小于等于2.5倍壁厚。

成形上述厚壁小口径方管的原材料的屈服强度σ大于等于345MPa，延伸率大于等于21％。

现有的对于壁厚/边长比大于10％的小口径厚壁方管，其材料强度高、加工难度大，目前都用热轧角钢拼焊来代替，带来的问题很多，生产效率低拼焊后变形大，很难消除残余应力和矫直，大大地约束辊弯方矩管的应用。

以规格135*135*14方管为例，外圆角曲率半径R2＝28-30mm。首先通过有限元分析和计算，高强度低合金原料如此壁厚边长又短，100*100*12和135*135*14、四个转角处外圆角曲率半径R2≤2.5t时，在变形时圆角处外圆周长加大，产生拉应力，会不会产生开裂。当t＝14mm，边长b＝135mm，外圆角曲率半径R2＝30，内圆角曲率半径R1＝16mm，不产生延长层的位置曲率半径R＝19.5mm，此时外圆弧周长将产生53％的延伸，而通常的原料延伸率21-35％之间，该种情况圆角产生的延伸远远超出原料的延伸率，所以此时外圆角会产生开裂。

经实验验证，当弯曲半径增大时，不产生延伸层的曲率半径即R会大比例增加。当t＝14mm，外圆角曲率半径R2＝50mm，此时不产生延长层的位置曲率半径R＝43mm，外圆角周长延伸率只有16％，所以成形本实用新型的厚壁小口径方管工艺就是先利用辊弯成形将外圆角曲率半径R2做大，例如取R2＝50，焊接封闭成方管截面后再挤压，此时外圆角受的是压应力，虽然最终的R2值变小，也不会产生开裂。具体为在对角部弯曲时，第一，变形角要均匀，其二，曲率半径从大到小，对应模具按此设计t＝14mm厚度时，边长b＝135mm时，每个外圆角曲率半径R2分5次弯曲，每道次18°，于是内圆角R1的曲率半径依次为120mm，100mm，80mm，50mm，36mm(R2-t)最终产品。

同理可成形其他壁厚与边长之比大于10.3％的方管，如100*100*12的方管。

本实用新型的厚壁小口径方管，不但具备原有辊弯方矩管的优点，与热轧产品相比：第一，表面光洁、生产效率高，壁厚均匀，其强度有一定的提高(由于冷成形有一定的加工硬化)，是一种经济、环保型材；第二，在原有国标产品尺寸规格列表边长不变情况下，通过增加壁厚，可使本实用新型的厚壁小口径方管的综合力学性能大大提高；第三，壁厚增加，在应用时可以对表面作二次机加工，从而达到更光洁的表面要求。第四，四个转角的外角圆R值仍可保证在国家标准范围内甚至更小即国标2.5-3t(t产品壁厚)。

但在截面尺寸不加大情况下大大提高了截面惯性矩。使得应用更加广泛，非常有推广价值。