中國冷彎型鋼協(xié)會成立30周年回顧與展望
江巖 上海佳冷型鋼有限公司（上海佳藝） 副總經(jīng)理
摘要
方矩形管是冷彎型鋼中產(chǎn)量最大的品種之一，廣泛應(yīng)用于多個工業(yè)領(lǐng)域。其成形工藝分為直接成型和圓變方兩種。直接成形工藝在我國得到普遍推廣和應(yīng)用，工藝和裝備的技術(shù)水平不斷發(fā)展。經(jīng)歷了技術(shù)引進(jìn)、消化吸收、技術(shù)創(chuàng)新的幾個階段。實(shí)現(xiàn)了由初期全部依賴進(jìn)口到目前大批量出口的發(fā)展蛻變。本文介紹了方矩形管的成形工藝、關(guān)鍵技術(shù)以及新技術(shù)的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：冷彎型鋼 方矩形管 成型工藝 關(guān)鍵技術(shù) 裝備
1. 方矩形管具有廣泛應(yīng)用
方矩形管是一種用途極廣的閉口型鋼,與相同截面積的圓管相比, 它具有強(qiáng)度高、抗彎截面模量大、易于裝配以及穩(wěn)固、美觀等優(yōu)點(diǎn), 廣泛用于工程機(jī)械、車輛、地鐵、造船等行業(yè)。尤其在建筑行業(yè), 大規(guī)格的方矩形管成為鋼結(jié)構(gòu)建筑中的主要承重結(jié)構(gòu)部件。
方矩形管通常采用冷彎成型（rollforming）即輥式連續(xù)成型的方式生產(chǎn)。由于冷彎成型的方式生產(chǎn)率高，在焊管生產(chǎn)線上可實(shí)現(xiàn)無間斷的生產(chǎn)，且成材率高、頭部損耗小，在大批量生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。
我國的很多冷彎型鋼生產(chǎn)企業(yè)都將方矩形管作為主要的產(chǎn)品類型。以上海佳冷公司為例，目前每年的方矩形管的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的97%。產(chǎn)品用于建筑、機(jī)械、公路、橋梁、船舶、集裝箱等行業(yè)。上海佳冷公司被評為冷彎協(xié)會的優(yōu)秀企業(yè)；上海佳冷公司的“佳藝”商標(biāo)被評為中國馳名商標(biāo)。
2. 方矩形管的成形工藝
方矩形管按照成型工藝的不同，可以分為直接成型即俗稱的“方變方（直接成方）”和“圓變方（先成圓管再變?yōu)榉骄匦喂埽?/span>兩種。關(guān)于這兩種工藝的特點(diǎn)，很多文獻(xiàn)給出了比較。[1][2]而生產(chǎn)企業(yè)也依據(jù)設(shè)備情況，分別采用了不同的工藝。冷彎型鋼協(xié)會也曾在2006年7月28-29日在山東泰安召開了“冷彎方矩形鋼管直接成形工藝專題研討會”。[3]
2.1 圓變方和直接成方的比較[4]
關(guān)于焊接圓管、方矩形管的設(shè)計方法許多書籍和文獻(xiàn)中都有介紹，這里主要對輥式連續(xù)成型中常用到的方法作以比較。
(1) “圓變方”工藝
用焊管機(jī)組將帶鋼成型、焊接成圓管后, 再通過定型機(jī)定型成方矩管。采用“圓變方”工藝, 可以利用圓管成型設(shè)備先成形為焊接圓管，然后在定徑部分再將圓管變?yōu)榉骄匦喂堋τ谠械膱A管焊接生產(chǎn)線來說，投資小，易于實(shí)現(xiàn)。工藝相對直接成方好控制。
圖1.先成圓管后變方管的輥花工藝圖（采用了重心不變下山法）
(2) “直接成方”工藝
采用將帶鋼直接彎曲成方矩形管坯,然后進(jìn)行焊接、整型的工藝。
圖2.直接成方管的輥花工藝圖（未用下山法）
2.2直接成方工藝的優(yōu)點(diǎn)
相對于“圓變方”工藝，“直接成方”有下列優(yōu)點(diǎn)：
(1) 軋輥由輥片組合而成，共用性強(qiáng)，軋輥備件少。
采用由圓成方工藝生產(chǎn)方矩管, 僅成圓階段的變形就需配置數(shù)套成型輥, 輥耗大, 換輥費(fèi)時, 生產(chǎn)效率低。據(jù)統(tǒng)計, 與圓成方工藝相比, 采用直接成方工藝可節(jié)約輥片費(fèi)用50% , 減少換輥時間40% , 提高生產(chǎn)能力15% , 大大降低了生產(chǎn)成本。
(2) 鋼帶的展開寬度小，節(jié)省材料
生產(chǎn)同樣規(guī)格的方矩管, 采用直接成方工藝, 所用帶鋼展寬較小, 即可節(jié)省帶坯用量。根據(jù)國外廠家生產(chǎn)80×80mm 方～ 180×180mm 方幾種不同壁厚方管所用帶坯寬度的統(tǒng)計數(shù)據(jù), 采用直接成方工藝比由圓變方工藝節(jié)約坯料平均為2.4%。這表明, 直接成方工藝在一定規(guī)格產(chǎn)品條件下, 具有更好的經(jīng)濟(jì)效益。
(3) 成形力比較小，能耗低
直接成方時機(jī)組負(fù)荷低, 尤其在定型機(jī)組上負(fù)荷明顯低于圓管定型負(fù)荷。直觀地看, 兩種成形方式初始時帶鋼形狀一致, 成品的最終幾何形狀也一致。直接成方變形的部位是方管的四個角部, 而由圓成方變形的部位除四個角部外, 還將平直的邊部先成形為圓, 又整形為平直, 顯然增加了一些不必要的變形過程, 加大了變形能耗。因此, 與由圓成方方式比較, 直接成方的變形功率低。
2.3直接成方工藝的普遍問題及解決對策
(1) 生產(chǎn)壁厚10mm以上的鋼管時焊接質(zhì)量難以控制，焊接速度低。
設(shè)備要滿足直接成方工藝的要求，鋼帶對接，活套，銑邊，切斷等工序要適應(yīng)生產(chǎn)速度的要求。焊接速度慢時，焊接質(zhì)量難以保證。對于厚度大于12毫米的產(chǎn)品，成形過程對鋼帶的端部形狀也要保證端面平行，如果端部形狀呈V形，下角溫度高，毛刺是水滴狀，焊縫過熱晶粒長大；上角溫度低焊不透。高頻焊機(jī)的選擇推薦采用固態(tài)高頻。對于厚規(guī)格產(chǎn)品前部的銑（刨）邊工序也是不可缺少的。
(2) 生產(chǎn)高強(qiáng)度的方矩形鋼管時角部開裂。
采用直接成方工藝生產(chǎn)的方矩管, 其斷面各個角部的成型如果大致看成是板的純彎曲時，中性層的外側(cè)板帶受到拉伸，最外側(cè)的拉伸應(yīng)變?nèi)绻怀牧系难由炻剩瑒t不會產(chǎn)生裂紋。一般的材料隨著強(qiáng)度的提高，其延伸率顯著下降。對于高強(qiáng)度的鋼管，是否能采用直接成方工藝，需要先根據(jù)材料的延伸率和彎角外側(cè)材料的最大拉伸應(yīng)變決定。
采用由圓變方的工藝，方矩形鋼管角部是在封閉的型腔中由圓管的對應(yīng)的圓弧體形成的，孔型設(shè)計時可以給這一實(shí)體分配一定的壓縮量，因而可以顯著地減少圓角外側(cè)的拉伸，減少高強(qiáng)度管的角部外裂紋。
(3) 四個圓角不均勻
造成這一問題的主要原因是：a、成型過程分料不合理；b、擠壓側(cè)孔型設(shè)計有缺陷；c、空彎（即變形盲角）。優(yōu)化兩個彎角的成形角度和順序，合理配輥?zhàn)畲笙薅葴p少空彎角，利用反彎方式減少盲角，側(cè)立輥的應(yīng)用，斜輥及芯子的應(yīng)用，以及選用合適的彎曲成形方法都可以有效地減少圓角不均勻問題。
(4) 鋼管表面容易產(chǎn)生擦傷
機(jī)組的結(jié)構(gòu)參數(shù)是否合理，上下輥的齒輪傳動速比，軋輥的結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計是否合理以及軋輥的材料和熱處理硬度以及潤滑與冷卻都會影響到表面擦傷。
機(jī)組的結(jié)構(gòu)參數(shù)應(yīng)能滿足按照最小邊部應(yīng)變的要求提供足夠的下山調(diào)整量。軋輥的設(shè)計要按照系統(tǒng)的線速度考慮解決不同直徑造成的速差問題。必要時采用游動輥。
3. 直接成形工藝技術(shù)及其發(fā)展
我國企業(yè)采用“圓變方”的工藝早于“直接成方”。我國從20世紀(jì)50、60年代開始采用高頻焊管生產(chǎn)線的定徑矯直部分實(shí)現(xiàn)方矩形管的生產(chǎn)。20世紀(jì)80年代,廣州異型鋼材廠引進(jìn)的PR700/8冷彎型鋼機(jī)組,在當(dāng)時是國內(nèi)最大的冷彎型鋼機(jī)組設(shè)備。1992年,武鋼集團(tuán)漢口軋鋼廠引進(jìn)了PR1100/12.7冷彎型鋼機(jī)組,也是當(dāng)時國內(nèi)最大的冷彎型鋼機(jī)組。這兩條生產(chǎn)線都來自于奧鋼聯(lián)。該機(jī)組采用直接成方的工藝生產(chǎn)閉口方矩形管。
我國的直接成方技術(shù)源于引進(jìn)的奧鋼聯(lián)這兩條生產(chǎn)線。姜復(fù)生、王大齊等人對引進(jìn)機(jī)組的主要技術(shù)性能以及新技術(shù)作了深入的研究。[5] [6]廣州和漢口的工程技術(shù)人員在引進(jìn)機(jī)組的基礎(chǔ)上不斷完善和改進(jìn)，從成型彎曲方法到具體的工藝參數(shù)都做了細(xì)致的分析。進(jìn)一步完善了直接成形工藝，并經(jīng)過技術(shù)改造擴(kuò)大了產(chǎn)品范圍和機(jī)組性能。[7]
天津淮海冷彎吸收奧鋼聯(lián)直接成方技術(shù)后，于1997年對老機(jī)組進(jìn)行改造，將石軸的 φ165*4.5機(jī)組水平機(jī)架由原來前7后5改成前10后4，并根據(jù)工藝需要增加側(cè)輥和吊輥，同時把軋制速度從原來的65米/分降低到43米/分。改造后的直接成方機(jī)組產(chǎn)品最大規(guī)格由原來的F140*4.5提升到F200*8[8]。
由于直接成方工藝的優(yōu)越性，在我國方矩形管的生產(chǎn)企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。先后有石家莊軸承設(shè)備廠、石家莊富瑞沃、南京中輕、大連三高等設(shè)備制造廠研制開發(fā)了多規(guī)格的直接成方機(jī)組。最大規(guī)格可以生產(chǎn)500X500的方矩形管。
主要的方矩形管生產(chǎn)廠包括上海佳藝、漢口軋鋼廠、上海鋼鐵工藝研究所、天津淮海、泰安科諾等。其中上海佳藝、漢口軋鋼廠、天津淮海、廣州鋼管被冷彎協(xié)會評選為優(yōu)秀冷彎企業(yè)。很多企業(yè)的方矩形管大量出口，形成很強(qiáng)的國際競爭力。
我國工程技術(shù)人員在總結(jié)引進(jìn)設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出了一整套輥型設(shè)計方法：直接成方工藝的主要特點(diǎn)分析；輥型設(shè)計的基本條件；坯料寬度的計算方法；成形道次的確定；各成形道次變形量的確定；變形輥花圖；各道裝輥圖的設(shè)計；焊接部分：導(dǎo)向輥，擠壓輥和導(dǎo)出輥的設(shè)計；整形輥與整形立輥的設(shè)計等。提出了采用彎曲直線段預(yù)彎的方法改善直接成方工藝空彎角的問題。
方矩形管的生產(chǎn)企業(yè)與設(shè)備制造廠共同合作，先后攻克了螺旋活套、自動剪切對焊、四輥成型機(jī)架、高頻焊接、內(nèi)外焊瘤毛刺去除、銑切跟蹤鋸、自動碼垛等一些列技術(shù)。應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，極大地提高了我國生產(chǎn)方矩形管的能力和技術(shù)水平。
在方矩形管的品種方面，分別實(shí)現(xiàn)了厚徑小口徑方管、薄壁和厚壁大尺寸方矩形管的生產(chǎn)。以上海佳冷型鋼為例，目前已經(jīng)可以生產(chǎn)25X25~300X300 、30X20~400X200 上千個規(guī)格。
上海佳冷型鋼在方矩形管的技術(shù)開發(fā)上形成了系列的專利技術(shù)：厚壁小口徑方管，實(shí)現(xiàn)了壁厚與邊長之比t/h >10%厚壁管的生產(chǎn)[9]；空腹尖角菱形管的加工方法[10]；靈活應(yīng)用方變方和圓變方復(fù)合工藝實(shí)現(xiàn)異型管的開發(fā)[11]。在設(shè)備方面有4輥萬能機(jī)架[12]、分離式軋機(jī)[13]等。
4. 方矩形管成形的關(guān)鍵技術(shù)與新技術(shù)展望
4.1 方矩形管成形的 CAD/CAE技術(shù)
方矩形管冷彎成型工藝的軋輥設(shè)計是生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。采用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高精度、復(fù)雜輪廓的軋輥的優(yōu)化設(shè)計。縮短軋輥設(shè)計周期，降低制造調(diào)試成本，使得方矩形管的成型設(shè)計不再是主要依賴設(shè)計者的經(jīng)驗(yàn)以及依靠調(diào)試修正的試錯法。
COPRA RF是專業(yè)的冷彎成型設(shè)計軟件，佳冷公司采購了2套COPRA RF，實(shí)現(xiàn)了方矩形管設(shè)計的計算機(jī)化。從工藝設(shè)計到軋輥配置以及成本核算和自動出圖各個設(shè)計環(huán)節(jié)都可以用軟件實(shí)現(xiàn)。不但提高了設(shè)計效率，還能實(shí)現(xiàn)很多人工無法實(shí)現(xiàn)的功能。圖3是200X200方管的設(shè)計實(shí)例。
傳統(tǒng)的方矩形管新產(chǎn)品的開發(fā)需要依賴工程師的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品調(diào)試過程必不可少。很多問題需要在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)和修正。采用有限元仿真技術(shù)（例如COPRA FEA RF），可以為產(chǎn)品的開發(fā)提供快速、經(jīng)濟(jì)的手段。設(shè)計的軋輥和板帶材料可以快速地導(dǎo)入有限元模型，依據(jù)機(jī)組實(shí)際參數(shù)能夠計算出機(jī)組載荷，并對成型結(jié)果給出形象的仿真結(jié)果。在軋輥投入制造之前，在計算機(jī)中實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，解決設(shè)計中可能出現(xiàn)的問題。這樣就可以將調(diào)試過程在“計算機(jī)上完成”。特別是一些難度較大的截面設(shè)計和新材料等都可以通過有限元仿真得到分析結(jié)果。圖4是方矩形管的FEA仿真圖。國外著名冷彎企業(yè)的公司都基本上實(shí)現(xiàn)了CAD/CAE技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
圖3.直接成方管的CAD設(shè)計
圖4. 方管的COPRA FEA RF仿真分析
4.2 高精度方矩形管成形技術(shù)
我國方矩形管的生產(chǎn)經(jīng)歷了從無到有，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的過程。隨著客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高的要求，促使生產(chǎn)廠不斷改善產(chǎn)品精度。滿足國家和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已成為最低的門檻。上海佳冷公司制定了更加嚴(yán)格的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，滿足各類客戶的各種要求。
高精度方矩形管產(chǎn)品涉及到原料、設(shè)備、成型工藝、軋輥模具、生產(chǎn)控制等整個環(huán)節(jié)。為滿足高端客戶需求，上海佳冷公司在北方工業(yè)大學(xué)與大連三高公司的協(xié)助下實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)目前最高精度的復(fù)雜截面冷彎成型生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線的產(chǎn)品尺寸精度可以穩(wěn)定達(dá)到±0.05mm以內(nèi)。
該生產(chǎn)線的技術(shù)特點(diǎn)包括：導(dǎo)柱式高剛度機(jī)架、插入式4輥機(jī)架、成組快換、快速換輥裝置等。圖5 是該生產(chǎn)線的照片。
圖5.上海佳冷公司的高精度冷彎成型機(jī)組
4.3 方矩形管柔性成形技術(shù)
采用直接成形方矩形管的工藝，便于實(shí)現(xiàn)軋輥的公用，靈活地實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格產(chǎn)品的調(diào)整。在直接成形工藝的基礎(chǔ)上，大連富地等設(shè)備制造企業(yè)研發(fā)了適用于方矩形管直接的成形工藝的新型機(jī)組。
專利[14]公布了一種型材成型機(jī)，包括有機(jī)架、軋輥和調(diào)整機(jī)構(gòu)，機(jī)架呈立式，調(diào)整機(jī)構(gòu)為兩絲杠橫向活動安裝于機(jī)架的上下兩端，絲桿的一端分別裝有電機(jī)，上下軋輥依次布置、活動安裝在機(jī)架上，呈兩絲桿的中間，軋輥的兩端頭分別安裝有滑座，上下軋輥分別與上下絲桿固定連接。軋輥兩段輥面的滑鍵軸外套接有連接套，輥面鑲嵌在連接套內(nèi)，在輥面的外側(cè)的連接套內(nèi)，固定有軸承和軸承螺帽，軸承外套是連接體固定軋輥和絲桿連接，連接體用螺套固定，螺套套在正、反扣絲桿上。電機(jī)帶動絲桿旋轉(zhuǎn)、螺套水平行進(jìn)，調(diào)整軋輥間距滿足不同厚度板材以及不同規(guī)格尺寸方矩形管的成型。該機(jī)組在武鋼漢口軋鋼廠得到應(yīng)用。方矩形管的尺寸發(fā)生變化時，調(diào)整十分方便。圖6是這一專利的結(jié)構(gòu)描述。
圖6.可調(diào)軋輥寬度的冷彎成型機(jī)組
通過進(jìn)一步的發(fā)展，專利[15]公布了新興的軋機(jī)結(jié)構(gòu)：特別涉及適用于加工軋件寬度變化較大的一種浮動牌坊軋機(jī)。與軋件位置相對應(yīng)的兩固定牌坊之間的上下輥軸上裝設(shè)上下軋輥浮動牌坊裝置，上下軋輥浮動牌坊裝置由兩半上下軋輥浮動機(jī)構(gòu)組成，每半上下軋輥浮動機(jī)構(gòu)由浮動牌坊、偏心套、調(diào)整輥軸中心距齒輪、下輥套、調(diào)整下輥軸向齒輪和寬度調(diào)整組件組成。既適用軋件寬度變化較大的軋制，又適用于軋制小規(guī)格大壁厚的方矩形管生產(chǎn)。這一專利的結(jié)構(gòu)圖為圖7。
圖7.新型可調(diào)軋輥寬度的冷彎成型機(jī)組
現(xiàn)有的冷彎成型的幾種設(shè)計方法包括定長度法（彎曲中心上移法）、定半徑法（變點(diǎn)定徑法、彎曲中心移動）等，已不能滿足方矩形管在變厚度時精確彎曲的要求。軋機(jī)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新以及可以分別滿足不同規(guī)格方矩形管的尺寸調(diào)整要求和適應(yīng)板厚變化的上下輥間隙調(diào)整的要求。如何從設(shè)計方法上同時滿足和實(shí)現(xiàn)不同尺寸貴和和不同壁厚產(chǎn)品的調(diào)整需求，成為一個迫切需要解決的問題。劉繼英教授給出了以外直線輪廓為固定交匯點(diǎn)的彎曲設(shè)計方法，該方法能滿足輥型完全共用且高精度、是便于伺服調(diào)整的柔性輥型系統(tǒng)的設(shè)計方法[16]。
圖8.以外輪廓直線為交匯點(diǎn)的彎曲方法
采用這一設(shè)計方法，當(dāng)板厚發(fā)生變化時，輥型的板厚方向直接按板厚差值調(diào)整，而軸向方向可以按照對應(yīng)的幾何關(guān)系調(diào)整。調(diào)整的孔型可以實(shí)現(xiàn)板料的精確彎曲成形，而理論上無任何誤差。當(dāng)產(chǎn)品的板厚發(fā)生變化時，孔型的垂直方向按照板厚的差值調(diào)整，而水平橫向按照彎曲角度和厚度差的幾何關(guān)系調(diào)整。意大利STAM公司的設(shè)備上可以實(shí)現(xiàn)0.3-13mm不同板厚的成形，解決了不同板厚下軋輥公用的精確成型問題。[17]
4.4 高精度方矩形管檢測技術(shù)
目前生產(chǎn)過程中方矩形管的檢測，采用的是普通的量具卡尺、千分尺和角度尺。對于圓角部分的測量，需要做剖面投影。對于冷彎型鋼產(chǎn)品，特別是復(fù)雜截型的產(chǎn)品，桌面式輪廓掃描儀是一個方便快捷的檢測工具。COPRA? 桌面截型掃描儀利用傳感器和旋轉(zhuǎn)臺實(shí)現(xiàn)型材截面的無接觸測量，并將可見截面圖形化。系統(tǒng)具有很高的精度和靈活性。測量型材時，只需要將用手將旋轉(zhuǎn)型材臺面旋轉(zhuǎn)360°就可以得出整個型面的掃描輪廓。利用軟件可以將整個掃描截面校準(zhǔn)到一個輪廓上，并與理想的設(shè)計斷面作對比，快速準(zhǔn)確地得到型面的偏差分布，以及判定是否超差。
圖10. COPRA? 桌面截型掃描儀
4.5 方矩形管新技術(shù)的發(fā)展展望
我國作為制造大國，快速發(fā)展的汽車產(chǎn)業(yè)、建筑產(chǎn)業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)對型材的需求越來越大，品種規(guī)格越來越多，產(chǎn)品質(zhì)量越來越高。這對于冷彎型鋼提出了更高的要求。我國冷彎型鋼行業(yè)面臨著的巨大的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。如何為我國的工業(yè)發(fā)展提供性能更好的型材，以實(shí)現(xiàn)行業(yè)的技術(shù)升級和轉(zhuǎn)型是我們面臨的迫切任務(wù)。以高強(qiáng)鋼材料代替普碳鋼、高精度型材代替粗放型材、復(fù)雜型材代替簡單型材以滿足客戶下一代產(chǎn)品的需求是冷彎行業(yè)發(fā)展的方向。
“先期介入”是一個先進(jìn)的戰(zhàn)略理念，要求企業(yè)不再是被動地滿足上游客戶的需求，而是主動介入上游客戶新產(chǎn)品開發(fā)過程，為客戶提供所需要的產(chǎn)品工藝制造技術(shù)的支撐，實(shí)現(xiàn)更高層次上的合作與戰(zhàn)略共贏。
追求技術(shù)進(jìn)步是不斷提高企業(yè)核心競爭力的措施之一。企業(yè)應(yīng)該成為技術(shù)創(chuàng)新的主體。采用先進(jìn)適用的技術(shù)，可以減少企業(yè)的投資風(fēng)險，獲得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
我國目前方矩形管的產(chǎn)品普遍面臨的問題以及今后發(fā)展的幾個問題包括：
（1） 方矩形管的內(nèi)在質(zhì)量檢測與控制
方矩形管依據(jù)用途不同需要滿足不同的質(zhì)量指標(biāo)。對于受力的重要部件，不但要求外在質(zhì)量（尺寸等）也要滿足內(nèi)在質(zhì)量（殘余應(yīng)變控制等）。目前關(guān)于殘余應(yīng)變的控制，一些專家學(xué)者利用冷彎成型工藝過程的仿真，做了優(yōu)化成型工藝參數(shù)的研究，減少了殘余應(yīng)變，滿足產(chǎn)品后續(xù)加工的需要。一些專家學(xué)者也對殘余應(yīng)變的檢測與控制進(jìn)行了研究，發(fā)表過一些論文。但目前行業(yè)內(nèi)仍缺乏有效實(shí)用的工程檢測控制方法。
（2） 高精度產(chǎn)品及穩(wěn)定的質(zhì)量控制
目前我國的方矩形管的產(chǎn)品還很難滿足機(jī)械行業(yè)高精度部件的需要。對于一些有配合要求的型材，如何在生產(chǎn)條件下穩(wěn)定地達(dá)到高精度的需要是我們面臨的一個難題。這需要從裝備、軋輥模具、原料控制、生產(chǎn)過程控制等多個環(huán)節(jié)入手，系統(tǒng)地解決涉及的問題。國外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了75X75方管100X50矩形管的穩(wěn)定公差+-0.1mm,板厚控制公差+-0.02mm的水平。
（3） 高強(qiáng)度鋼及新材料的開發(fā)與應(yīng)用
高強(qiáng)鋼的應(yīng)用越來越廣泛，且鋼材的屈服強(qiáng)度越來越高，這對冷彎行業(yè)既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。目前的冷彎型材已不局限于強(qiáng)度在500MPa以下的鋼材。在汽車領(lǐng)域冷彎（輥壓）型材的屈服強(qiáng)度已實(shí)現(xiàn)了1300MPa級別的批量生產(chǎn)。高強(qiáng)度鋼回彈大，塑性延伸率低、變形抗力大是共性技術(shù)問題。借鑒汽車行業(yè)的已有輥壓技術(shù)可以加快冷彎行業(yè)的發(fā)展步伐。
新材料的不斷出現(xiàn)也是冷彎型鋼發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。軍工行業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)是我們需要加以關(guān)注和介入的領(lǐng)域。
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作者：江巖 上海佳冷型鋼有限公司（上海佳藝） 副總經(jīng)理。曾供職長春冷彎型鋼總廠任研究所所長；天津淮海冷彎型鋼有限公司任總工程師。
