等壁異型矩形管成型時(shí)的變形過程
固定拉伸過程
如方管的變形過程，分三個(gè)階段。
壓扁階段：圓管在模壁壓力作用下首先變形，即管壁產(chǎn)生塑性彎曲變形，圓管被壓扁。此階段的變形特點(diǎn)是： 來料管僅改變斷面形狀，而無周邊壓縮變形和軸向延伸，壁厚基本不變。
延伸階段：隨來料管壓扁變形增加，管壁與模壁的接觸面積增大，模壁對(duì)管壁的支撐作用增加，壓扁變形隨之困難，切向壓縮應(yīng)力相應(yīng)增加。當(dāng)達(dá)到屈服極限時(shí)，伴隨著壓扁變形的同時(shí)來料管周邊出現(xiàn)壓縮變形，產(chǎn)生軸向延伸，壁厚增加，并隨壓縮過程逐漸加大。
定型階段：圖中斷面至出口部分，相當(dāng)于圓管拔制的定徑帶。其作用是穩(wěn)定異形斷面。
矩形管的拔制過程：
圓管進(jìn)入變形區(qū)首先同上下輥在A、B點(diǎn)接觸，這時(shí)在集中力的作用下產(chǎn)生壓扁變形。壓扁變形是在高度方向管徑減小，而在寬度方向上管徑增加，金屬斷面積不發(fā)生變化，因而屬于純彎曲變形。隨著金屬進(jìn)入變形區(qū)程度的增加，金屬與上下輥的接觸寬度逐漸增加，直至與左右輥在C、D兩點(diǎn)接觸。這時(shí)為兩對(duì)輥同時(shí)對(duì)管子壓扁彎曲，使之成角。當(dāng)角部接近充滿時(shí)變形阻力顯著增加，因此要伴隨著延伸變形才能充滿圓角。周邊壓縮系數(shù)愈大，則角部充滿愈好。
圓成方時(shí)，所有區(qū)域發(fā)生2次變形，其中角部區(qū)域?yàn)橥?次變形，彎曲曲率逐道變??；邊長(zhǎng)區(qū)域?yàn)?次反向變形，從曲線反向變?yōu)橹本€。
圓成方的2次變形對(duì)角部和邊長(zhǎng)所造成了不同的應(yīng)力和應(yīng)變：
角部區(qū)域因2次空彎，外側(cè)受拉伸晶粒被拉長(zhǎng)，內(nèi)側(cè)因壓縮晶粒被擠扁，導(dǎo)致中心層外側(cè)減薄，內(nèi)側(cè)增厚，總體增厚，彎曲區(qū)伸長(zhǎng)；
邊長(zhǎng)區(qū)域因第二次定徑精整為反向變形，由曲線變形成為直線，中心層位置恢復(fù)。但定徑精整并不能消除邊長(zhǎng)區(qū)域全部的彎曲應(yīng)力，所以，邊長(zhǎng)區(qū)域存在著橫向向內(nèi)彎曲的殘余應(yīng)力。
圓成方時(shí)，帶料所有部分都受到彎曲變形的影響，因而產(chǎn)生冷硬化現(xiàn)象，管子整體屈強(qiáng)比增加，延伸率下降。
直接成方時(shí)，所有區(qū)域產(chǎn)生1次變形，即角部的彎曲變形，邊長(zhǎng)部分不變形。
角部區(qū)域從直線彎折到90度，需要經(jīng)過實(shí)彎和空彎2種彎曲方式，直接成方角部的1次變形對(duì)角部和部分邊長(zhǎng)造成的應(yīng)力和應(yīng)變：
實(shí)彎時(shí)受輥角R限制，內(nèi)側(cè)減薄，彎曲區(qū)縮短；
空彎時(shí)外側(cè)受拉伸晶粒被拉長(zhǎng)，內(nèi)側(cè)因壓縮晶粒被擠扁，中心層外側(cè)減薄，內(nèi)側(cè)增厚，彎曲區(qū)伸長(zhǎng)。直接成方時(shí)，實(shí)彎與空彎對(duì)角部壁厚和成型線的影響是互補(bǔ)的。
直接成方時(shí)，角部區(qū)域受彎曲變形的影響，產(chǎn)生冷硬化現(xiàn)象，管子角部區(qū)域屈強(qiáng)比增加，延伸率下降，邊長(zhǎng)區(qū)域則保持母材的屈強(qiáng)比和延伸率。
需要指出，除了冷彎，焊縫對(duì)方矩管內(nèi)應(yīng)力也有很大的影響。方矩管的上邊是焊接而成，焊接區(qū)包括熔融區(qū)和熱影響區(qū)，在焊接區(qū)內(nèi)，材料的原有晶粒結(jié)構(gòu)被因熔融而形成新的晶粒結(jié)構(gòu)，焊接區(qū)會(huì)產(chǎn)生橫向和縱向收縮。橫向收縮導(dǎo)致上邊邊長(zhǎng)縮短，但因框形結(jié)構(gòu)的限制，橫向收縮量很??；縱向收縮則導(dǎo)致焊縫縱向縮短，管子向上翹曲。
消除焊接應(yīng)力的最好方法是整體退火。
通過以上分析對(duì)比，我們可以知道，圓成方，排輥成方與直接成方，它們
的產(chǎn)品性狀各有不同。
圓成方的管子性狀
優(yōu)點(diǎn)是管子外角相等。
缺點(diǎn)是角部增厚，外角R較大。特別是厚壁管（例如壁厚≥8mm以上時(shí)），
在由圓成型為方時(shí)，角部金屬堆積情況尤其嚴(yán)重。這是因?yàn)閳A成方成型全部是空彎，角部的金屬堆積不可避免?？紤]到堆積容易導(dǎo)致角部變厚甚至開裂，一般企業(yè)都通過增大角部的成型R，目的就是為了緩解角部變厚甚至開裂。這樣，圓成方外角R較大，產(chǎn)品外形就顯得不大方正，比較難看。圓成方的管子機(jī)械性能上整體屈服強(qiáng)度略有提高，延伸率則有較大降低。
排輥成方的管子性狀基本與圓成方相同。
直接成方的管子性狀
優(yōu)點(diǎn)是直接成方的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)角較小，外形方正，角部屈服強(qiáng)度提高，總體延伸率不變。
缺點(diǎn)是上下角容易產(chǎn)生不相等現(xiàn)象。
冷拔無縫方矩管和無縫圓管改方管是兩種不同的生產(chǎn)工藝，但是都叫圓變方。
方管材質(zhì)(Q195-Q235-Q345B)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T6728-2002 矩形管材質(zhì)(Q195-Q235-Q345B)
500*500 8-20 550*550 8-20 600*600*10-20 700*700*10-20 800*800*10-20
400*400 8-15 130*130 3-1 500*300 8-14 180*150 3-1 5*50 1.2-3
380*380 6-15 120*120 2-10 450*250 6-14 160*100 2-1 40*40 1-4
350*350 6-15 100*100 1.7-5 400*300 6-14 160*180 3-10 70*50 1.2-4
300*300 6-15 80*80 1.7-8 400*200 6-12 150*100 2.5-10 70*30 1-4
280*280 6-15 75*75 1.7-5 300*200 6-12 140*100 3-10 50*40 1-3
250*250 5-15 70*70 1.7-4 300*100 4-10 140*80 2-10 50*25 1-3
220*220 4-15 60*60 1.2-4 250*150 4-12 130*100 2-8 50*20 1-3
200*200 4-15 50*50 1-4 250*100 4-12 120*80 2-8 40*30 1-2
180*180 4-15 45*45 1-2 200*150 4-12 120*60 2-5 40*25 1-3
175*175 4-15 40*40 1-4 200*120 4-12 120*50 2-5 30*20 1-2
160*160 4-15 38*38 1-2 200*100 4-10 100*80 2-8 20*10 1-2
150*150 4-15 35*35 1-2 200*50 4-10 100*60 2-5 20×20×1×2
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