CN111069371A - 一种重型板材复合加工方法及一种重型板材 - Google Patents

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王文浩
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Abstract

本发明适用于钢板桩加工技术领域，提供了一种重型板材复合加工方法，包含以下步骤：S1：准备原料板材；S2：在原料板材上加工缺口部；S3：对步骤S2中的带有缺口部的原料板材进行弯曲成型，形成具有缺口的待加工弯曲部的冷弯型钢；S4：对步骤S3中的冷弯型钢的待加工弯曲部进行同步送粉激光熔覆加工，在待加工弯曲部的缺口处形成激光熔覆粉末熔化凝固区域；S5：对激光熔覆粉末熔化凝固区域进行抛光打磨，最终形成重型板材。本发明采用激光加工和冷弯加工两种工艺配合，完成重型板材弯曲成形，具有良好的经济性和实用性。

Description

一种重型板材复合加工方法及一种重型板材
技术领域
本发明属于钢板桩加工技术领域，尤其涉及一种重型板材复合加工方法及一种重型板材。
背景技术
钢板桩是一种边缘带有锁口爪部，且锁口爪部相互组合联接形成一种连续紧密的直接打入土中的用于挡土或者挡水的新型环保型钢。
冷弯工艺是指常温下将金属板带材经弯曲变形制成型材的金属塑性加工方法，包括折弯、辊模弯曲、三辊弯板、连续辊轧弯曲等步骤。其中，连续辊弯成形所生产的型材，其产量大，且产品定型，因此，其产品称为冷弯型材。
目前，传统钢板桩主要通过冷弯或热轧成形两种方式进行生产，冷弯成形主要用于生产厚度较薄的轻型钢板桩，目前厚度6mm以上重型钢板桩主要采用热轧法生产，但是热轧生产重型钢板桩投资大、生产周期长，因此热轧重型钢板桩生产成本高。
因此，有必要提出一种新的针对厚度6mm以上板材的加工工艺，用于解决热轧重型钢板桩生产成本高的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重型板材复合加工方法及一种重型板材，旨在解决现有技术中热轧重型钢板桩生产成本高的技术问题。
本发明是这样实现的，一种重型板材复合加工方法，包含以下步骤：
S1：准备原料板材；
S2：在原料板材上加工缺口部；
S3：对步骤S2中的带有缺口部的原料板材进行弯曲成型，形成具有缺口的待加工弯曲部的冷弯型钢；
S4：对步骤S3中的冷弯型钢的待加工弯曲部进行同步送粉激光熔覆加工，在待加工弯曲部的缺口处形成激光熔覆粉末熔化凝固区域；
S5：对激光熔覆粉末熔化凝固区域进行抛光打磨，最终形成重型板材。本发明采用激光加工和冷弯加工两种工艺配合，完成重型板材弯曲成形，具有良好的经济性和实用性。
进一步地，步骤S2中，缺口部的缺口角度大于加工后的重型板材弯曲部的弯曲角度。
进一步地，步骤S2中缺口部的缺口角度大于加工后的重型板材弯曲部的弯曲角度1°～3°。
进一步地，步骤S3中，所述弯曲成型采用辊弯成型。
进一步地，步骤S3中，所述抛光打磨采用打磨机或砂纸进行打磨。
本发明还提供了一种重型板材，所述重型板材采用上述方法进行加工得到。
本发明相对于现有技术的技术效果是：
(1)采用激光加工和冷弯加工两种工艺配合，完成重型板材弯曲成形，具有良好的经济性和实用性。
(2)本发明的复合加工工艺，充分利用了板材厚度较大的特征，在原料板材上加工缺口部，因此，极大地降低了辊弯弯曲力，一方面降低了设备投入，而且缺口部将原料板材减薄后，弯曲极限相应提高，减少了原料板材在缺口部的裂纹缺陷。
(3)激光熔覆工艺采用金属粉末为原料，加工精度满足冷弯要求，且冶金结合力强，满足强度要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的加工方法的步骤图；
图2是发明实施例提供的加工后的重型钢板桩的示意图；
图3是发明实施例提供的原始板材的示意图；
图4是发明实施例提供的在原料板材上加工五个缺口部的示意图；
图5是发明实施例提供的具有待加工弯曲部的冷弯型钢的示意图；
图6是发明实施例提供的具有激光熔覆粉末熔化凝固区域的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
本发明提出了一种重型板材复合加工方法，结合了激光加工和冷弯加工，能够成型重型板材，值得说明的是，本发明中的重型板材指的是厚度6mm以上的板材；
其中，本发明中的激光加工采用了激光熔覆方法，激光熔覆是指送粉的方式在被熔覆基体表面上放置金属粉末材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，满足了对材料表面特定性能的要求。
如图1所示，本发明的重型板材复合加工方法具体地为以下步骤：
S1：准备原料板材；
S2：在原料板材上加工缺口部，缺口部的缺口角度大于加工后的重型板材弯曲部的弯曲角度，优选地，缺口部的缺口角度大于加工后的重型板材弯曲部的弯曲角度1°～3°；
S3：对S2中的带有缺口部的原料板材进行弯曲成型，形成具有缺口的待加工弯曲部的冷弯型钢；优选地，弯曲成型优选为辊弯成型。
S4：对S3中的冷弯型钢的待加工弯曲部进行同步送粉激光熔覆加工，在待加工弯曲部的缺口处形成激光熔覆粉末熔化凝固区域；
S5：对激光熔覆粉末熔化凝固区域进行抛光打磨，最终形成重型板材，优选地，可以采用打磨机或砂纸进行打磨。
本发明采用激光加工和冷弯加工两种工艺配合，完成重型板材弯曲成形，具有良好的经济性和实用性，而传统的热轧生产重型板材投资大、生产周期长。
为了更清楚地说明本发明的重型板材复合加工方法，以下以典型的U形重型钢板桩为例，对本发明进行进一步详细说明。
如图2所示，加工后的重型钢板桩具有弯曲部A、弯曲部B、弯曲部C、弯曲部D、弯曲部E，弯曲部A的弯曲角度为α，弯曲部B的弯曲角度为β，弯曲部C的弯曲角度为Φ，弯曲部D的弯曲角度为γ，弯曲部E的弯曲角度为η。
为了获得上述的重型钢板桩，首先，准备原料板材，如图3所示；该原始板材的厚度在6mm以上。
第二步，如图4所示，在原料板材上加工五个缺口部:缺口部A'、缺口部B'、缺口部C'、缺口部D'、缺口部E'，缺口部A'的位置对应于加工后的重型钢板桩的弯曲部A，缺口部B'的位置对应于加工后的重型钢板桩的弯曲部B，缺口部C'的位置对应于加工后的重型钢板桩的弯曲部C，缺口部D'的位置对应于加工后的重型钢板桩的弯曲部D，缺口部E'的位置对应于加工后的重型钢板桩的弯曲部E；缺口部A'、缺口部B'、缺口部C'、缺口部D'、缺口部E'均为V型缺口，缺口部A'的缺口角度为α'，缺口部B'的缺口角度为β'，缺口部C'的缺口角度为Φ'，缺口部D'的缺口角度为γ'，缺口部E'的缺口角度为η'；
其中，缺口角度为α'大于加工后的重型钢板桩弯曲部A的弯曲角度为α，缺口角度为β'大于加工后的重型钢板桩弯曲部B的弯曲角度为β，缺口角度为Φ'大于加工后的重型钢板桩弯曲部C的弯曲角度为Φ，缺口角度为γ'大于加工后的重型钢板桩弯曲部D的弯曲角度为γ，缺口角度为η'大于加工后的重型钢板桩弯曲部E的弯曲角度为η；
优选地，α'＝α+Δ，β'＝β+Δ，Φ'＝Φ+Δ，γ'＝γ+Δ，η'＝η+Δ，其中，Δ＝1°～3°；
第三步：采用辊弯生产线，对带有五个缺口部的原料板材进行辊弯成型，形成如图5所示的具有待加工弯曲部的冷弯型钢，缺口部A'对应地形成待加工弯曲部A”，缺口部B'对应地形成待加工弯曲部B”，缺口部C'对应地形成待加工弯曲部C”，缺口部D'对应地形成待加工弯曲部D”，缺口部E'对应地形成待加工弯曲部E”；
因为在原料板材上加工了五个缺口部，因此，极大地降低了辊弯弯曲力，一方面降低了设备投入，而且缺口部将原料板材减薄后，弯曲极限相应提高，减少了原料板材在缺口部的裂纹缺陷。
第四步：在辊弯成型生产线上的最后一道次的矫直机后方布置激光熔覆设备，对已经冷弯成形的冷弯型钢的待加工弯曲部进行同步送粉激光熔覆加工，金属粉末材料经激光照射后熔化，使金属粉末材料和待加工弯曲部表面的一薄层同时熔化并凝固形成冶金结合面，如图6所示，激光熔覆粉末熔化凝固区域a形成在待加工弯曲部A”的缺口处，激光熔覆粉末熔化凝固区域b形成在待加工弯曲部B”的缺口处，激光熔覆粉末熔化凝固区域c形成在待加工弯曲部C”的缺口处，激光熔覆粉末熔化凝固区域e形成在待加工弯曲部D”的缺口处，激光熔覆粉末熔化凝固区域e形成在待加工弯曲部E”的缺口处。
本步骤中，激光熔覆工艺采用金属粉末为原料，加工精度满足冷弯要求，且冶金结合力强，满足强度要求。
第五步：将经过冷弯成形和激光熔覆成形后的钢板桩，送入下一道次的矫直机进行矫直，并借助于打磨机或砂纸对激光熔覆粉末熔化凝固区域进行抛光打磨，最终形成如图1所示的U形重型钢板桩。
本发明中的重型板材复合加工方法，利用了激光加工和冷弯加工复合成形了厚度6mm以上的重型钢板桩，当然，本发明中的重型板材复合加工方法也可以用于形成其他的重型板材，本发明对于重型板材的类型不做限定，本发明至少具有以下有益效果：
(1)采用激光加工和冷弯加工两种工艺配合，完成重型板材弯曲成形，具有良好的经济性和实用性。
(2)本发明的复合加工工艺，充分利用了板材厚度较大的特征，在原料板材上加工缺口部，因此，极大地降低了辊弯弯曲力，一方面降低了设备投入，而且缺口部将原料板材减薄后，弯曲极限相应提高，减少了原料板材在缺口部的裂纹缺陷。
(3)激光熔覆工艺采用金属粉末为原料，加工精度满足冷弯要求，且冶金结合力强，满足强度要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种重型板材复合加工方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1：准备原料板材；
S2：在原料板材上加工缺口部；
S3：对步骤S2中的带有缺口部的原料板材进行弯曲成型，形成具有缺口的待加工弯曲部的冷弯型钢；
S4：对步骤S3中的冷弯型钢的待加工弯曲部进行同步送粉激光熔覆加工，在待加工弯曲部的缺口处形成激光熔覆粉末熔化凝固区域；
S5：对激光熔覆粉末熔化凝固区域进行抛光打磨，最终形成重型板材。
2.如权利要求1所述的一种重型板材复合加工方法，其特征在于，步骤S2中，缺口部的缺口角度大于加工后的重型板材弯曲部的弯曲角度。
3.如权利要求2所述的一种重型板材复合加工方法，其特征在于，步骤S2中缺口部的缺口角度大于加工后的重型板材弯曲部的弯曲角度1°～3°。
4.如权利要求1-3之一所述的一种重型板材复合加工方法，其特征在于，步骤S3中，所述弯曲成型采用辊弯成型。
5.如权利要求1-3之一所述的一种重型板材复合加工方法，其特征在于，步骤S3中，所述抛光打磨采用打磨机或砂纸进行打磨。
6.一种重型板材，其特征在于，采用如权利要求1-5之一所述的方法进行加工得到。
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