SE520434C2 - Straight profiled beam production method, comprises rolling and heating sheet metal length edges and then carrying out profiled forming step - Google Patents

Straight profiled beam production method, comprises rolling and heating sheet metal length edges and then carrying out profiled forming step

Info

Publication number
SE520434C2
SE520434C2 SE0004498A SE0004498A SE520434C2 SE 520434 C2 SE520434 C2 SE 520434C2 SE 0004498 A SE0004498 A SE 0004498A SE 0004498 A SE0004498 A SE 0004498A SE 520434 C2 SE520434 C2 SE 520434C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
heating
plate
longitudinal edge
sheet
blank
Prior art date
Application number
SE0004498A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0004498D0 (en
SE0004498L (en
Inventor
Erik Sandqvist
Original Assignee
Scania Cv Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to SE0004498A priority Critical patent/SE520434C2/en
Publication of SE0004498D0 publication Critical patent/SE0004498D0/en
Publication of SE0004498L publication Critical patent/SE0004498L/en
Publication of SE520434C2 publication Critical patent/SE520434C2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D47/00Making rigid structural elements or units, e.g. honeycomb structures
    • B21D47/01Making rigid structural elements or units, e.g. honeycomb structures beams or pillars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

The beam, which preferably has a U-shaped cross-section, is produced by profiled forming of flat, identical width sheet metal that has previously had its length edges (A, B) subjected to a rolling or rolling/wear process in order to eliminate undesired internal stress. Prior to profiled forming, the length edges of the sheet are progressively heated using e.g. induction heating in order to eliminate or substantially reduce internal stress.

Description

1% 30 520 434 2 Den omständigheten att profilbalken sålunda blir böjd (krokig) skapar stora problem i den efterföljande hanteringen, exv. i transportbanor där balken då tenderar att fastna. En böjd/krokig balk riskerar också att fastna i pressverktyget. På grund av den uppkomna "pilhöjden" blir det därför i praktiken ofta nödvändigt att företa en riktning av balken. Denna erforderliga riktningsoperation är tids- och kostnadskrävande, och innebär en besvärande "flaskhals" i produktionen. 1% 30 520 434 2 The fact that the profile beam is thus bent (crooked) creates major problems in the subsequent handling, e.g. in conveyor belts where the beam then tends to get stuck. A bent / crooked beam also risks getting caught in the press tool. Due to the resulting "arrow height", it therefore often becomes necessary in practice to make a direction of the beam. This required directional operation is time and costly, and involves a cumbersome "ash neck" in production.

Riktningen kan också innebära vissa säkerhetsproblem för berörd personal, och bör därför om möjligt undvikas också ur arbetsmiljösynpunkt.The direction can also involve certain safety problems for the personnel concerned, and should therefore, if possible, also be avoided from a work environment point of view.

Unpfinningens ändamål Det primära ändamålet med uppfinningen är att undvika uppkomsten av pilhöjd vid pressning av valsad balkämnesplåt till önskad färdigfonn (U-profilform) hos profil- balken. Med hänsyn till det ovannämnda, konstaterade sambandet mellan kant-rest- spänningar hos plåten och uppkomsten av pilhöjd hos balken kan problemet anses vara, att på ett enkelt och produktionstekniskt effektivt sätt i möjligaste mån elirni- nera eller ornforrna de ovan diskuterade ogynnsamma kantspänningarna som före- fmns i valsad plåt och slittad plåt.Purpose of the opening The primary object of the invention is to avoid the occurrence of arrow height when pressing rolled bale sheet metal to the desired finished shape (U-shape) of the profile beam. In view of the above-mentioned, established relationship between edge-residual stresses of the sheet and the occurrence of arrow height at the beam, the problem can be considered to be to eliminate or adorn the unfavorable edge stresses discussed above in a simple and technically efficient manner as before. - fmns in rolled sheet and worn sheet.

Ett sekundärt ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla ett förfaringssätt som också är användbart i de fall när profilfommingen av den aktuella balken sker medelst en annan metod än pressning.A secondary object of the invention is to provide a method which is also useful in cases where the profiling of the beam in question takes place by means of a method other than pressing.

Redogörelse för uppfinningen Enligt uppfinningen uppnås ovannämnda ändamål medelst ett förfaringssätt av det inledningsvis angivna slaget, vilket sätt innebär vidtagande av de i patentkravets 1 kännetecknande del angivna åtgärderna. 10 15 20 25 520 434 3 Primärt utmärkande för uppfinningens förfaringssätt är att en progressivt förlöpande uppvärmning, företrädesvis induktionsvärmning, av balkämnesplåtens båda längsgående kantområden (längskantområden) vidtages innan plåten får undergå den profilfornming som bibringar balken dess önskade färdigforrn. Uppvärmningen av plåtens längskantområden genomförs så, att plåtmaterialet i plåtens båda längskantområden plasticeras till följd av den uppkomna värmeutvidgningen.Disclosure of the invention According to the invention, the above-mentioned object is achieved by means of a procedure of the kind stated in the introduction, which method involves taking the measures specified in the characterizing part of claim 1. 10 15 20 25 520 434 3 The primary characteristic of the method of the invention is that a progressive heating, preferably induction heating, of the two longitudinal edge areas (longitudinal edge areas) of the bale blank plate is taken before the plate is subjected to the profile forming which gives the beam its desired shape. The heating of the longitudinal edge areas of the sheet is carried out so that the sheet material in the two longitudinal edge areas of the sheet is plasticized as a result of the resulting thermal expansion.

Genomförda undersökningar har visat att det finns ett klart samband mellan restspärmirigar (tryckspänningar i plåtkanterna) hos balkämnesplåtmaterialet och uppkomsten av "pilhöjd". Hög restspärmingsnivå har således visat sig resultera i stor pilhöjd efter genomförd pressning av rambalken för att bibringa densamma dess färdigform.Investigations have shown that there is a clear connection between residual bead rigs (compressive stresses in the sheet metal edges) of the bale sheet sheet material and the formation of "arrow height". A high level of residual stress has thus been found to result in a large arrow height after the frame beam has been pressed in order to give it its finished shape.

Genomförda prov med induktionsuppvärmning av längskantema av balkämnesplåt har verifierat tidigare laboratorieförsök, som visade att det var möjligt att på ett gynnsamt sätt förändra de inbyggda restspänningama i en balkänmesplåt så att den pilhöjd som skulle ha uppkommit vid den profilformande pressningen av balkäm- nesplåten, i det närmaste eliminerades tack vare induktionsuppvärmningen av plå- tens längskanter. Som ett belysande exempel kan nämnas att vid ett genomfört prov blev medelpilhöjden för chargen utan induktionskantvärrnning cirka 20 mm, medan den däremot med induktionskantvärnming blev i det närmaste 0 (medelvärdesberäk- ningen var baserad på resultatet av 16 genomförda prov).Tests carried out with induction heating of the longitudinal edges of bale sheet metal have verified previous laboratory tests, which showed that it was possible to favorably change the built-in residual stresses in a beam bead sheet so that the arrow height that would have arisen during the pro-forming pressing of the bale sheet sheet. the nearest was eliminated thanks to the induction heating of the longitudinal edges of the plate. As an illustrative example, it can be mentioned that in a test performed, the average arrow height for the charge without induction edge protection was about 20 mm, while with induction edge protection it was almost 0 (the average calculation was based on the results of 16 tests performed).

Samma fördelaktiga pilhöjdsreducerande resultat bör även kunna uppnås då profilfornmingen av den aktuella balken till U-balk sker via rullfomming.It should also be possible to achieve the same advantageous arrow height-reducing results when the profile formation of the beam in question into a U-beam takes place via roller forming.

Helt allmänt gäller att när balkämriesplåtens längskanter undergår sin progressivt förlöpande uppvärmning, som kan åstadkommas genom induktionsvärmning eller på något armat sätt, t.ex. genom magnetfältsvärrnning, expanderar kanten med ty åtföljande ökad tryckspämring i kantmaterialet. Vid en viss temperatur kommer därför plåtkanten att ha expanderats så mycket att materialet däri plasticeras. När 10 15 20 gm 30 520 454 4 plåten sedan efter uppvärmningen svalnar erhålles i stället en viss kvarstående dragspämiing i kantrnaterialet.In general, when the longitudinal edges of the balkämries plate undergo their progressive heating, which can be achieved by induction heating or in some other way, e.g. by magnetic field protection, the edge expands with the accompanying increased pressure pressure in the edge material. At a certain temperature, therefore, the sheet metal edge will have expanded so much that the material therein is plasticized. When the sheet then cools down after the heating, a certain residual tensile stress is obtained in the edge material instead.

Förfaringssättet enligt uppfinningen kan vidare uppvisa de i de osjälvständiga patentkraven 2-5 angivna särdragen.The method according to the invention may furthermore have the features stated in the dependent claims 2-5.

När det speciellt gäller framställning av rambalkar med U-fonnat tvärsnitt genom- förs profilforrrmingen företrädesvis så, att plåtens längskantornråden hamnar i de delar av den färdigfonnade profilbalkens längsgående kantområden vilka utgör balkens kantflänsar. Profilformningen sker därvid antingen genom pressning eller genom rullfornming av den värmebehandlade balkämnesplåten.In the case of the production of frame beams with a U-shaped cross section in particular, the profile deformation is preferably carried out so that the longitudinal edge tower wires of the plate end up in the parts of the longitudinally formed longitudinal edge areas of the finished beam which constitute the edge edges of the beam. The profile formation then takes place either by pressing or by roll forming the heat-treated beam blank plate.

När det gäller att förebygga uppkomsten av pilhöjd hos den färdigforrnade rambalken kan den progressiva kantområdesuppvännningen exv. styras så, att önskade spänningsnivåer och spärmingsprofiler först åstadkommes i balkänmesplåtens ena längsgående kantområde, och därefter i plåtens andra längsgående kantområde. Den tid som åtgår för att färdigvärmebehandla balkämnesplåten kan dock avkortas väsentligt (åtminstone halveras) genom att plåtens båda längskantoniråden uppvärmes samtidigt (parallellt) genom användande av en särskild induktor för vardera längskanten.When it comes to preventing the occurrence of arrow height in the pre-formed frame beam, the progressive edge area uplifting, e.g. is controlled so that desired voltage levels and biasing currents are first achieved in one longitudinal edge region of the beam blade plate, and then in the other longitudinal edge region of the plate. However, the time required to complete heat treatment of the bale blank sheet can be significantly shortened (at least halved) by heating the two longitudinal edge cantons of the sheet simultaneously (in parallel) by using a special inductor for each longitudinal edge.

Induktionsuppvärmningen sker företrädesvis medelst induktor, varvid de processparametrar som styr uppvärmningen, exempelvis uppvännningseffekt, relativ rörelsehastighet mellan plåt och induktor, aktiv induktorbredd, induktionsfrekvens o.s.v. injusteras så med hänsyn till aktuella dimensioner hos den balkänmesplåt som används för balkframställningen, att optimala spänningsnivåer och spänningsprofiler uppnås i balkänmesplåtens båda längsgående kantområden.The induction heating preferably takes place by means of an inductor, whereby the process parameters that control the heating, for example heating-up effect, relative speed of movement between plate and inductor, active inductor width, induction frequency and so on. is adjusted in such a way with regard to the current dimensions of the beam blade plate used for beam production, that optimal stress levels and stress coils are achieved in both longitudinal edge areas of the beam blade plate.

Efter genomförandet av den längs balkämnesplåtens kantområden progressivt för- löpande induktionsuppvärmningen får materialet undergå ett svalningsförlopp som medför att plåtrnaterialet krymper, varigenom det önskade förändrade 10 15 20 25 30 520 454 5 spänningstillståndet i plåten uppnås och möjliggör en framgångsrik efterföljande profilformning utan risk för uppkomst av otillåten pilhöjd. Med otillåten pilhöjd avses en pilhöjd som klart överstiger en acceptabelt liten pilhöjd som man i praktiken inte helt kan undvika, men som saknar praktisk betydelse.After carrying out the induction heating progressively extending along the edge areas of the bale blank sheet, the material is subjected to a cooling process which causes the sheet material to shrink, whereby the desired changed state of tension in the sheet is achieved and enables a successful follow-up. impermissible arrow height. Unauthorized arrow height refers to an arrow height that clearly exceeds an acceptably small arrow height which in practice cannot be completely avoided, but which has no practical significance.

Genom den värmebehandling av balkämnesplåten som således åstadkommes me- delst induktionsuppvärmningen elimineras i praktiken de vid valsningen av balk- ämnesplåten uppkomna oönskade tryckspämijngama som tack vare värmebehand- lingen ersätts av kvarstående dragspärmingar i plåten när densamma har svalnat.The heat treatment of the bale blank sheet which is thus achieved by means of the induction heating eliminates in practice the undesired pressure stresses which arise during the rolling of the bale blank sheet which, thanks to the heat treatment, are replaced by remaining tensile stresses in the sheet when it has cooled.

Som exempel på normalt förekommande dimensioner hos den balkämnesplåt som används för tillverkning av rambalkar för lastbilar kan nämnas följande. Typiska längder på sådan plan, jämnbred genom valsning framställd balkämnesplåt kan ligga i längdintervallet mellan 5 m och 9 à 10 m, och de plåttjocklekar som därvid kan vara aktuella torde ligga i intervallet mellan 7,5 mm och säg 10,0 mm.As examples of normally occurring dimensions of the beam blank sheet used for the manufacture of frame beams for trucks, the following can be mentioned. Typical lengths on such a plane, even width of beam blank produced by rolling, can be in the length range between 5 m and 9 to 10 m, and the plate thicknesses that may be relevant in this case should be in the range between 7.5 mm and say 10.0 mm.

Vid värmebehandlingen (exv. induktionsuppvärrnningen) av balkämnesplåtens kantområden kan man exempelvis tänka sig att först induktionsuppvärma balk- änmesplåtens ena längskant under förflyttning av kanten med konstant hastighet förbi en kantövergripande induktor, varefter balkänmesplåten vänds och dess andra längskant induktionsuppvärms genom en motsvarande förflyttning förbi induktorn.In the heat treatment (eg induction heating) of the edge areas of the beam blank plate, it is conceivable to first induction heat one longitudinal edge of the beam body plate below to move the edge at a constant speed past an edge-crossing inductor, after which the beam blade plate is turned and its other longitudinal edge through induction.

Man kan också arbeta med samtidig induktionsuppvännning av plåtens båda längskanter genom att använda två induktorer; en för vardera kanten. lnduktionsuppvärnming är i och för sig en välkänd teknik som bygger på principen att den metalliska delen som skall uppvärmas (alltså i detta fall ett smalt (exempel- vis endast 10 mm brett) kantområde av balkänmesplåten) utsättes för ett högfrekvent växelströmsfält, som i kantområdet inducerar elektriska strömmar som medför upp- värmning av plåtmaterialet i kantområdet. 10 15 20 25 30 520 454 6 Induktionsuppvärmningen av balkämnesplåtens respektive längskantområde sker alltså genom att längskantornrådet får passera genom en induktor, vilket kan åstad- kommas antingen genom att balkänmesplåten förflyttas med konstant hastighet förbi en stationär induktor, eller genom att en induktor förflyttas längsmed kanten av balkämnesplåten. Rent praktiskt kan man exempelvis tänka sig att för förflyttningen av balkämnesplåten i förhållande till induktorn använda den rullbana som normalt sett återfinns vid utgången från den press som kommer till användning för profil- fonnningen av balkämnesplåten till avsedd profilbalk. Alternativt kan man tänka sig att utnyttja den valsbana som används vid själva valsningen av balkänmesplåten, till att driva och hantera balkämnesplåten i förhållande till induktorn vid induktions- uppvärmningen. Själva frammatningen av balkämnesplåten i förhållande till induk- tom kan ske med hjälp av ett konventionellt vajerspel eller någon annan känd för- flyttnings- eller frarnmatriingsanordning.It is also possible to work with simultaneous induction winding of both longitudinal edges of the plate by using two inductors; one for each edge. Induction heating is in itself a well-known technique based on the principle that the metallic part to be heated (i.e. in this case a narrow (for example only 10 mm wide) edge area of the beam blade plate) is exposed to a high frequency alternating current field, which induces in the edge area electric currents that cause heating of the sheet material in the edge area. 10 15 20 25 30 520 454 6 The induction heating of the respective longitudinal edge area of the beam blank plate thus takes place by allowing the longitudinal edge wire to pass through an inductor, which can be achieved either by moving the beam blade plate at a constant speed past a stationary inductor, or by moving an inductor along the edge of the bale blank plate. In practical terms, it is conceivable, for example, to use the roller conveyor which is normally found at the outlet of the press which is used for the profiling of the bale blank plate to the intended profile beam for the displacement of the beam blank plate in relation to the inductor. Alternatively, it is conceivable to use the rolling path used in the actual rolling of the beam body plate, to drive and handle the beam blank plate in relation to the inductor during the induction heating. The actual feeding of the bale blank sheet in relation to the inductor can take place with the aid of a conventional wire winch or some other known pre-displacement or removal maturing device.

Kort beskrivning av ritningsfigurerna Uppfinningen kommer nu nedan att belysas med hänvisning till dels några schema- tiska figurer utvisande spänningstillstånd och oönskad fonnändring hos en valsad balkämnesplåt respektive en genom pressning av en sådan balkärnnesplåt fonngiven profilbalk, dels detaljbilder av utrustning för tryckspäririingsavlägsnande värmebe- handling av balkämnesplåt innan densamma profilforrnas. För ritningsfigurerna gäller därvid att: fig. 1 och 2 i perspektiv visar en valsad balkämnesplåt respektive en genom press- ning av en sådan balkämnesplåt framställd profilbalk; fig. 3 visar i perspektiv och i överdriven höjdskala oönskad formförändring hos en profilbalk av det i fig. 2 visade slaget; fig. 4A-4D visar detaljer av utrustning för elektrisk uppvärmning av ett kantområde av en balkämnesplåt; fig. 5 visar schematiskt hur en balkänmesplåt kan förflyttas i förhållande till en induktor som används för uppvärmning av balkämnesplåtens längskantområden, och fig. 6A-6B visar några mycket schematiska kurvor (spänningsprofiler) för aktuell 10 15 20 25 30 520 434 7 restspärming, som funktion av avståndet från kanten, i ett kantnära område av en valsad balkämnesplåt innan (fig. 6A) en uppvärmning av kantornrådet har skett, resp. efter (fig. 6B) det att en sådan kantområdesuppvännning har genomförts.Brief description of the drawing figures The invention will now be elucidated below with reference to some schematic ut gures showing stress states and undesired shape change of a rolled beam blank plate and a profile beam formed by pressing such a core core plate, and detailed pictures of equipment for pressure barrier protection before the same profile is formed. For the drawings, it applies that: fi g. 1 and 2 show in perspective a rolled beam blank plate and a profile beam produced by pressing such a beam blank plate; fi g. 3 shows in perspective and in excessive height scale undesired deformation of a profile beam of that in fi g. 2 showed the battle; fi g. 4A-4D show details of equipment for electrically heating an edge area of a beam blank plate; Fig. 5 schematically shows how a beam body plate can be displaced in relation to an inductor used for heating the longitudinal edge areas of the beam body plate, and fi g. 6A-6B show some very schematic curves (voltage coils) for current residual stress, as a function of the distance from the edge, in an edge-close area of a rolled beam blank before (fi g. 6A) a heating of the cantor wire has taken place. , resp. after (fi g. 6B) that such an edge area recovery has been carried out.

Beskrivning av balkärnnesplåt som undergår värmebehandlinrz innan den bibringas onskad profilfonn I fig. l visas perspektiviskt en genom valsning framställd plan, jämnbred balkämnes- plåt 2. I de övre och nedre längskantområdena av denna balkämnesplåt råder tryckspärmingar som är schematiskt antydda genom mouiktade spänningsvektorpilar 61,. I den del av balkämnesplåten som ligger mellan plåtens längskanter A, B (och som skall bilda balklivet 4 hos den i fig. 2 visade profilbalken 6) råder dragspän- ningar som vid balkårrmesplåtens/profilbalkens rnittlinje är symboliskt antydda medelst den längsgående dubbelriktade spänningsvektorpilen (rdr. Spärmingama ctr och od, ger när balkänmesplåten genom pressning (eller rullfonnning) bibringas sin färdigform (med U-format tvärsnitt enligt fig. 2) upphov till en oönskad fonnföränd- ring hos den således färdigformade profilbalken. Denna oönskade formförändring, som brukar benämnas pilhöjd, är i fig. 3 åskådliggjord med överdriven höjdskala vinkelrätt mot balklivets 4 plan, och är i figurcn betecknad med Hpfl. Förfaririgssättet enligt föreliggande uppfinning syftar till att eliminera eller omfonna de ogynnsam- ma spänningarna ot, i balkämnesplåtens längskantområden för att därigenom und- vika den i fig. 3 visade pilhöjden Hpfl, som är ett resultat av dessa oönskade tryck- spänningar on.Description of ball core sheet which undergoes heat treatment before it is imparted to the desired profile. 1 is a perspective view of a plane, evenly wide bale blank plate 2. produced by rolling. In the part of the beam blank plate which lies between the longitudinal edges A, B of the plate (and which is to form the beam life 4 of the profile beam 6 shown in fi g. 2), there are tensile stresses which are symbolically indicated by the longitudinal bi-directional stress weight The barriers ctr and od, give the finished mold (with a U-shaped cross-section according to fi g. 2) by pressing (or roll-forming) the beam plate gives rise to an undesired change in the shape of the thus-formed profile beam. , is illustrated in fi g. 3 with an exaggerated height scale perpendicular to the plane of the beam life 4, and is in fi gurcn denoted by Hp fl. the arrow height Hp visade shown in fi g. 3, which is a result of these undesired compressive stresses on.

Den grundläggande idén med förfaringssättet enligt uppfinningen är att före profil- formningen genomföra en progressivt förlöpande uppvärmning av balkämnesplåtens längsgående kantornråden A, B. Denna uppvärmning av plåtens längskantområden sker enligt uppfinningen lämpligen genom induktionsvärmning och tjänar således till att omforrna eller åtminstone i hög grad reducera tryckspärmingarna on. Vid en tillräcklig sådan induktionsuppvärmníng av balkämnesplåtens längskantområden 10 l5 20 525 30 520 434 s plasticeras plåtrnaterialet på grund av värmeutvidgning (tryckspänningen ctr kommer hårigenom att få ett värde som överstiger materialets sträckgräns), och materialet trycks då ihop. Under det därpå följande svalningsförloppet sker en krympning av materialet, vilken resulterar i ett förändrat spänningstillstånd i balkämnesplåten. I detta nya spärmingstillstånd slipper man ifrån de pilhöjdskapande tryckspänningarna 0,, i plåten och i stället erhålles en balkämnesplåt med kvarstående dragspänningar i längskanterna, vilket inte ger upphov till någon pilhöjd när själva profilfommingen av balkämnesplåten genomförs.The basic idea of the method according to the invention is to carry out a progressive heating of the longitudinal edge areas A, B of the bale blank sheet before the pro-l-forming. on. With a sufficient such induction heating of the longitudinal edge areas of the beam blank plate, the sheet material is plasticized due to thermal expansion (the compressive stress ctr will thereby have a value exceeding the yield strength of the material), and the material is then compressed. During the subsequent cooling process, the material shrinks, which results in a changed state of tension in the bale blank sheet. In this new tensioning state, the arrow height-creating compressive stresses 0 ,, in the plate are avoided and instead a beam blank plate is obtained with residual tensile stresses in the longitudinal edges, which does not give rise to any arrow height when the actual shaping of the beam blank plate is carried out.

I fig. 6A visas hur restspärniingen o(x) varierar med avståndet x från plåtens ytterkant, innan plåten kantuppvärmts. Av kurvan framgår att spänningen varierar från ett tryckspånningsvärde (= negativ spänning) strax innanför (säg 10 mm innanför) ytterkanten till ett dragspänningsvärde (= positiv spänning) säg 25 mm innanför kanten.I fi g. 6A shows how the residual voltage o (x) varies with the distance x from the outer edge of the plate, before the plate is edge heated. The curve shows that the stress varies from a compressive stress value (= negative stress) just inside (say 10 mm inside) the outer edge to a tensile stress value (= positive stress) say 25 mm inside the edge.

När balkämnesplåten sedan får genomgå en kantområdesuppvärmning enligt uppfinningen sker en omformning av restspäriningania i plåtens kantornråde, så att (se fig. 6B) restspärmingskmvan cr(x) nu istället varierar från ett dragspänningsvårde (= positiv spänning) strax innanför (ca 10 mm innanför) plåtens ytterkant till ett tryckspänningsvärde (= negativ spänning) ca 25 mm innanför kanten.When the bale blank sheet is then subjected to an edge area heating according to the invention, the residual tensioning in the sheet metal's edge area takes place, so that (see fi g. 6B) the residual stressing ratio cr (x) now instead varies from a tensile stress value (= positive stress) just inside (approx. 10 mm inside) the outer edge of the plate to a compressive stress value (= negative stress) approx. 25 mm inside the edge.

Det skall observeras att kurvorna i fig. 6A-6B på intet sätt gör anspråk på att visa eller representerar nâgra exakta värden eller samband, utan endast har till uppgift att åskådliggöra den principiella omformning av spänningsbilden (spänningsprofilen) som eftersträvas och som uppnås genom kantområdesuppvärmningen enligt uppfinningen. I fig. 6B visas några möjliga, altemativa förlopp Kl och K; av kurvans kantfrånvända, inre del.It should be noted that the curves in fi g. 6A-6B in no way claim to show or represent any exact values or relationships, but only have the task of illustrating the principled transformation of the voltage image (voltage coil) that is sought and achieved by the edge area heating according to the invention. I fi g. 6B shows some possible, alternative processes K1 and K; of the edge-facing, inner part of the curve.

Profilfonnningen av den sålunda värmebehandlade balkämnesplåten 2 till avsedd fardigform kan ske genom pressning eller rullfonnning. Profilfonnningen utföres då 10 15 20 125 30 520 434 9 lämpligen så att balkänmesplåtens sålunda värmebehandlade längsgående kantområ- den hamnar i de delar av den färdigfonnade profilbalkens längsgående kantområden, vilka utgör balkens båda kantflänsar 8, 10.The forming of the thus heat-treated beam blank 2 into the intended finished shape can take place by pressing or roll forming. The profiling is then suitably carried out so that the thus heat-treated longitudinal edge areas of the beam blade end up in the parts of the longitudinal edge areas of the finished molded beam which constitute both edge edges 8, 10 of the beam.

Uppvärmningen av balkåmnesplåtens 2 längskantoniråden sker på elektrisk väg genom induktionsvärrrming medelst en induktor 12 med skänklar som griper över det plåtkantområde som undergår uppvärmning. lnduktionsuppvårmningen av balk- änmesplåtens längskantområden sker genom en progressivt förlöpande uppvärmning av dessa kantområden. Härmed avses att det längskantområde av plåten som under- går induktionsuppvännning får passera (företrädesvis med konstant förflyttningshas- tighet) den kantövergripande induktom 12 (se fig. 4-5). Denna erforderliga relativ- rörelse mellan respektive plåtkantområde och induktom genomförs företrädesvis med en stationärt monterad induktor 12, vilket innebär att balkänmesplåten får undergå en förflytmingsrörelse relativt induktom. l fig. 5 visas schematiskt hur en sådan induktionsuppvårmning av en balkänmesplåts båda längskantområden exv. kan genomföras. Överst i fig. 5 visas hur den aktuella plana, järnnbreda balkämnesplåten 2 förflyttas från vänster i riktning åt höger i figuren, d.v.s. från utgångsläget 14 via induktionsuppvärmningssteget 16 till ändläget 18 och därefter via en 180° vändning (se omvändningspilen 20) från ändläget 22 via induktionsuppvärmningssteget 24 till det nya ändläget 26. Från åndläget 26 parallellförflyttas balkänmesplåten 2 (se translationspilen 28) till det nya änd1äget26' varifrån balkänmesplåten via induktionsuppvännningssteget 30 förflyttas till det nya ändläget 32. När den sålunda utmed längskanterna A, B vännebehandlade balkänmesplåten 2 har kommit fram till ändlåget 32 och har undergått ett svalningsförlopp är balkänmesplåten färdig för den efterföljande profilfommingen genom vilken profilbalken erhåller sin önskade fardigfonn. Själva profilfornmingen sker företrädesvis genom användning avi och för sig förut kända förfaranden för pressning eller rullfornming av en profilbalk utgående från en plan, jämnbred balkämnesplåt. Denna plåt är dock, tack vare förfaringssättet enligt uppfinningen, nu befriad från de pilhöjdsskapande tryckspärmingar i plåtens 10 15 20 520 434 10 längskantområden vilka om de inte undanröjes ger upphov till den oönskade formförändring som visar sig som en pilhöjd Hpn i fig. 3.The heating of the longitudinal edge cantons of the bale blank plate 2 takes place electrically by induction heating by means of an inductor 12 with legs which grip over the plate edge area which undergoes heating. The induction heating of the longitudinal edge areas of the beam end plate takes place by a progressive heating of these edge areas. This means that the longitudinal edge area of the plate that undergoes induction winding may pass (preferably at a constant for fl velocity) the edge-crossing inductor 12 (see fi g. 4-5). This required relative movement between the respective sheet metal edge area and the inductor is preferably carried out with a stationary mounted inductor 12, which means that the beam blade plate is subjected to a pre-surface movement relative to the inductor. l fi g. 5 shows schematically how such an induction heating of both longitudinal edge areas of a beam blade plate, e.g. can be implemented. At the top of fi g. 5 shows how the current flat, iron-wide beam blank plate 2 for fl is moved from left in the direction to the right in the figure, i.e. from the initial position 14 via the induction heating stage 16 to the end position 18 and then via a 180 ° turn (see reversal arrow 20) from the end position 22 via the induction heating stage 24 to the new end position 26. From the spiritual position 26 parallel, the beam plate 2 the beam blade plate via the induction winding step 30 is moved to the new end position 32. When the beam blade plate 2 thus treated along the longitudinal edges A, B has reached the end layer 32 and has undergone a cooling process, the beam blade plate is ready for the subsequent production through which the mold is formed. The actual forming process takes place preferably through the use of previously known methods for pressing or rolling a forming beam based on a flat, evenly wide beam blank plate. However, thanks to the method according to the invention, this plate is now freed from the arrow height-creating pressure seals in the longitudinal edge areas of the plate which, if not removed, give rise to the undesired deformation which appears as an arrow height Hpn in fi g. 3.

Hänvisning sker nu slutligen till fig. 4A-4D som visar några områden av en utrust- ning för kantuppvärmning av balkärnnesplât medelst en induktorapparat.Reference is now finally made to fi g. 4A-4D which show some areas of an equipment for edge heating of core core plate by means of an inductor apparatus.

Vid det här aktuella slaget av induktionsuppvärmning gäller helt allmänt följande.In this particular type of induction heating, the following generally applies.

En på lämpligt sätt utformad växelströmsspole (induktom) anordnas så att den aktuella balkänmesplåtens kantområde befinner sig mellan ett par parallella skänklar av induktom, varigenom man erhåller en transformator där induktom (växelströms- spolen) kommer att fungera som primärlindning medan balkämnesplåtens kantom- råde fimgerar som kortsluten sekundärlindning. När sedan växelströmsspolen, d.v.s. induktom, matas med växelström av tillräckligt hög frekvens och med tillräckligt hög effekt, kommer den elektriska ström som härvid induceras i plåtkantonirådet att åstadkomma en uppvärmning av plåtmaterialet i detta kantområde.An appropriately designed AC coil (inductor) is arranged so that the edge area of the current beam blade plate is between a pair of parallel legs of the inductor, thereby obtaining a transformer where the inductor (AC coil) will act as the primary winding while the edge of the beam plate short-circuited secondary winding. When then the AC coil, i.e. inductor, is supplied with alternating current of sufficiently high frequency and with sufficiently high power, the electric current which is thereby induced in the sheet metal cantonment board will cause a heating of the sheet material in this edge area.

I fig. 4A-4D visas ett exempel på en värmebehandlingsutrustning med en induktor l2 sammansatt av två parallellt anordnade induktorskänklar 40 och 42 mellan vilka balkämnesplåtens aktuella kantområde 44 är inskjutet. Sett vinkelrätt mot balk- ämnesplåtens plan uppvisar de båda induktorskänklama 40, 42 ungefär formen av ett U varvid skänklarnas partier 46 och 48 är förenade med varandra genom ett över- gångsparti 50. Till induktorskänklarna 40 och 42 är på sedvanligt sätt anslutna ett par strömledare 52 och 54 som svarar för strömmatningen av induktom 12.I fi g. 4A-4D show an example of a heat treatment equipment with an inductor 12 composed of two inductor legs 40 and 42 arranged in parallel between which the actual edge region 44 of the bale blank plate is inserted. Seen perpendicular to the plane of the beam blank plate, the two inductor legs 40, 42 have approximately the shape of a U, the portions 46 and 48 of the legs being connected to each other through a transition portion 50. A pair of current conductors 52 are connected to the inductor legs 40 and 42 in the usual manner. and 54 which is responsible for the current supply of the inductor 12.

Claims (5)

10 15 20 :25 30 520 434 11 Patentkrav10 15 20: 25 30 520 434 11 Patent claims 1. Sätt att åstadkomma en rak profilbalk, speciellt rambalk med U-format tvärsnitt, varvid balken framställes genom profilforrnning av plan, järnnbred balkämnesplåt (2), som dessförinnan framställts genom valsning eller valsning/slittning och i vars längsgående kanter (A, B) därigenom uppkommit oönskade tryckspänningar (rest- spänningar), varvid profilbalken bibringas en önskad fardigform genom profilform- ningen, kännetecknat av att före profilformningen genomföres en progressivt för- löpande uppvärmning, exv. genom induktionsvärmning, av längsgående kantområden av balkämnesplåten (2), vilken uppvärmning tjänar till att omforrna eller åtminstone i hög grad reducera nämnda tryckspänningar (on), och denna uppvärmning av respektive plåtkantorriråde genomförs tills plåtmaterialet plasticerats genom värmeutvidgning, varvid tryckspänningarna överstiger sträckgränsen för plåtmaterialet, och därefter genomföres profllformningen av den sålunda värmebehandlade balkämnesplåten till den avsedda färdigfonnen.A method of producing a straight profile beam, in particular a frame beam with a U-shaped cross-section, the beam being produced by planarization of planes, iron-wide beam body plate (2), previously produced by rolling or rolling / wear and in its longitudinal edges (A, B) as a result, undesired compressive stresses (residual stresses) have arisen, whereby the profile beam is imparted to a desired finished shape through the profile formation, characterized in that a progressive continuous heating is carried out before the profile formation, e.g. by induction heating, of longitudinal edge areas of the beam blank plate (2), which heating serves to reshape or at least greatly reduce said compressive stresses (on), and this heating of the respective plate edge area is performed until the sheet material is plasticized by thermal expansion, the compressive stresses exceeding the compressive stresses. and then the pro-forming of the thus heat-treated beam blank sheet to the intended finished form is carried out. 2. Sätt att åstadkomma en rak profilbalk enligt krav 1, kännetecknat av att profil- fommingen sker genom pressning eller rullfomming av den värmebehandlade balk- ämnesplåten till den önskade färdigfonnen, företrädesvis U-balkfonn, med längs- gående kantflänsar (8, 10), varvid profilfommingen utföres så, att balkämnesplåtens längsgående kantområden hamnar i de delar av den färdigformade profilbalkens längsgående kantområden vilka utgör balkens kantflänsar.Method of achieving a straight profile beam according to claim 1, characterized in that the profile is formed by pressing or rolling the heat-treated beam blank to the desired finished form, preferably U-beam form, with longitudinal edge ridges (8, 10). wherein the proforming is carried out in such a way that the longitudinal edge areas of the beam blank plate end up in the parts of the longitudinal edge areas of the preformed profile beam which form the edge edges of the beam. 3. Sätt enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att den progressiva kantområdesupp- värrnningen styrs så, att önskade spänningsnivåer och spänningsprofiler först erhålles i balkämnesplåtens ena längsgående kantområde (A) och därefter i plåtens andra längsgående kantområde (B).Method according to claim 1 or 2, characterized in that the progressive edge area heating is controlled so that desired voltage levels and voltage coils are obtained first in one longitudinal edge area (A) of the bale blank plate and then in the other longitudinal edge area (B) of the plate. 4. Sätt enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att uppvärmningen sker genom induktionsvärmning medelst induktor (12), varvid denna uppvärmning styrande pro- 520 434 12 cessparametrar, såsom uppvämlningseffekt, plåtkantsområdets rörelsehastighet genom induktom, aktiv induktorbredd, induktionsfrekvens, injusteras så, att optimala spänningsnivåer och spånningsprofiler uppnås i balkämnesplåtens båda längsgående kantområden.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the heating takes place by induction heating by means of an inductor (12), this heating controlling process parameters, such as heating effect, speed of movement of the sheet metal edge area through the inductor, active inductor width, inductor width , that optimal stress levels and stress coils are achieved in both longitudinal edge areas of the bale blank. 5. Sätt enligt något av föregående krav, kännetecknat av att när uppvärmningen av balkänmesplåtmaterialet har genomförts får materialet undergå ett svalningsförlopp medförande krympning av plåtmaterialet, så att önskat förändrat spänningstillstånd erhålles i plåten.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when the heating of the bale sheet metal material has been carried out, the material is subjected to a cooling process leading to shrinkage of the sheet material, so that the desired altered state of tension is obtained in the sheet.
SE0004498A 2000-12-06 2000-12-06 Straight profiled beam production method, comprises rolling and heating sheet metal length edges and then carrying out profiled forming step SE520434C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0004498A SE520434C2 (en) 2000-12-06 2000-12-06 Straight profiled beam production method, comprises rolling and heating sheet metal length edges and then carrying out profiled forming step

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0004498A SE520434C2 (en) 2000-12-06 2000-12-06 Straight profiled beam production method, comprises rolling and heating sheet metal length edges and then carrying out profiled forming step

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0004498D0 SE0004498D0 (en) 2000-12-06
SE0004498L SE0004498L (en) 2002-06-07
SE520434C2 true SE520434C2 (en) 2003-07-08

Family

ID=20282112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0004498A SE520434C2 (en) 2000-12-06 2000-12-06 Straight profiled beam production method, comprises rolling and heating sheet metal length edges and then carrying out profiled forming step

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE520434C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102974698A (en) * 2012-11-30 2013-03-20 唐山轨道客车有限责任公司 Mould for forming side push bending beam for passenger train

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102974698A (en) * 2012-11-30 2013-03-20 唐山轨道客车有限责任公司 Mould for forming side push bending beam for passenger train

Also Published As

Publication number Publication date
SE0004498D0 (en) 2000-12-06
SE0004498L (en) 2002-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5579658A (en) Method of and apparatus for producing large metal plates
KR19980042752A (en) Hot rolling equipment
CN108906893B (en) Rolling method for improving success rate of aluminothermic finish rolling threading
US4011109A (en) Method for producing steel filaments
KR20170078713A (en) Method for orienting steel sheet grains, corresponding device, and facility implementing said method or device
CN108580551A (en) The technique for producing hot rolling standard size rod iron and band steel using the coil of strip waste material after cutting
SE520434C2 (en) Straight profiled beam production method, comprises rolling and heating sheet metal length edges and then carrying out profiled forming step
KR100340816B1 (en) How to increase yield strength of cold rolled steel
US4476371A (en) Electrical resistance seam welding method and apparatus
US4982591A (en) Rail recycle process
US3267252A (en) Edge conditioning of metal strips by high frequency resistance heating
CN112218730B (en) Casting and rolling plant for batch and continuous operation
US4171632A (en) Method of and apparatus for hot-rolling a thin metal sheet
CN209736331U (en) Production system of high-ductility ribbed steel bar
JP5961267B2 (en) Cold-working method and apparatus for strip workpiece
GB2163689A (en) Hot rolling metal strip
JP2639001B2 (en) Rolling equipment
JP2009006361A (en) Hot-rolling method
US2286956A (en) Method of and apparatus for drawing wire and fabricating articles therefrom
JP4096840B2 (en) Manufacturing method of T-section steel
SU1731533A1 (en) Method of rolling bimetallic material
JPH0678575B2 (en) Continuous annealing equipment for unidirectional electrical steel strip
JP2005034887A (en) Projecting die for width press and method for manufacturing hot-rolled steel sheet using the same
US6877206B2 (en) Method for producing a metal strip
JP2024106010A (en) High area reduction drawing equipment for steel wire rod

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed