冷弯型钢的工艺特性和质量控制

2冷弯型钢的工艺特性和质量控制2.1分类及特点热轧或冷轧的钢板或钢带在常温下经冷弯制成各种断面形状的经济轻型钢材。

按断面形状有开口、半开口及闭口三类；按加工方法有冲压、焊接及压花等；按材料性质有碳素钢、合金钢及不锈钢制品等。

目前，在中国工程中使用的冷弯型钢，其厚度一般为1.5～5mm，常用规格有等边角钢(肢长25～75mm)、内卷边角钢(肢长40～75mm)、槽钢(高25～250mm)、内卷边槽钢(高60～250mm)和卷边Z型钢(高100～180mm)等。

冷弯型钢截面图冷弯型钢是一种经济断面型材，可根据设计使用需要直接加工成薄壁、形状合理的复杂截面形状，有热轧工艺不能生产的多种轻质、薄壁、断面复杂、受力合理的产品品种，能提高构件的强度及刚度，具有合理利用材料强度、节约材料、明显减轻结构自重的优点，在同等负荷条件下，用于建筑结构可节约金属用量25%～50%，用于钢板桩可节约金属用量40%，一般能节约材料在15～60%之间。

此外，产品一般断面尺寸精确，平整度好，表面光洁，原材料来源广阔，可与冲孔等工序结合进行，便于装配，广泛应用于建筑、汽车、农机、船舶、车辆、集装箱、电力塔桅、公路护栏以及家具制造中。

一般不检验材料力学性能，对成品的尺寸、弯曲等有规定指标。

建筑业是主要使用部门之一，广泛用于制作轻钢结构、钢门窗、内装修的各种龙骨及建筑小五金件等。

低合金钢冷弯型比碳素结构钢冷弯型钢有更高的强度和耐大气腐蚀性，可根据需要选用。

2.2生产工艺及技术特性冷弯型钢一般是以经过纵剪的热轧或冷轧带钢为原料，在常温下，用连续辊弯成型、拉拔弯曲成型、冲压折弯成型等方法，最后得到各种断面型材。

其中辊弯成型工艺又是冷弯型钢的主要加工方法，它是通过一组纵向排列的轧辊，将平整的原板逐渐变形，使之达到适合使用要求的形状。

冷弯型钢轧制工艺按产品的不同分为开口型钢生产工艺和闭口型钢生产工艺两种，其中开口型钢生产工艺的相应的设备有：纵剪机组、对焊装置、辊式成型冷弯机组、剪切装置或飞锯。

闭口型钢生产工艺包括圆管和异型管，圆管工艺的相应设备有：纵剪机组、对焊装置、冷弯成型和定径机组、高频焊接设备、剪切装置（飞锯或飞剪等）。

开口型钢生产工艺流程闭口型钢（圆管）生产工艺流程 原材料卷板 冷弯或锯切纵剪 包装入库 冷弯成型机对接 定径机组 质量检验板包装入库 原材料卷板 纵剪 高频焊接板 冷弯成型机对接辊压成型原理目前冷弯型钢的生产工艺有双角一次拉伸弯曲成形、单角二次压折弯曲成形、卷板辊压弯曲成形和条料辊压弯曲成4种，分别如图（1）、（2）、（3）、（4）所示。

四个图中的（a）、（b）、（c）分别是型材在5°、45°、90°时的A、B、C三点的受力及应变状况，图（d）是弯曲R处的变薄月牙唇。

图（1）图（2）图（3）图（4）双角一次拉伸弯曲成形的特点是在拉伸过程中，变形过程按A、B、C的顺序进行，内圈收缩；外圈伸长。

单角二次压折弯曲成形的一般特征为在压折弯曲过程中，其弯曲始终是以B点为中心逐渐向两边A、C对称扩散。

卷板辊压弯曲成形的工艺流程是卷板开平、纵剪、收卷、二次开卷、接头、打磨焊瘤、冷弯成形、校正、定尺切割、打磨毛刺，辊压R按A、B、C顺序进行。

条料辊压弯曲的工艺流程是卷板开平、剪切定尺、冷弯成形，工作原理同卷板辊压弯曲成形，但在辊压部位和顺序作了改变，其辊弯顺序是按C、B、A进行的。

冷弯型钢常见成形工艺及其特点工艺类型工艺特点双角一次拉伸弯曲成形优点①型材内槽宽度尺寸控制准确；②定尺材料的料头是平板，利用价值高。

缺点①成形长度受设备、工装长度的限制；②受摩擦力影响，需增加润滑和清冼工序；③设备投资较大，凹模磨损较快，分段拼装存在较大的公差；④产品质量低，翼边外侧易拉伤，翼边高度、开口宽度尺寸及位形误差较大；⑤弯曲R处的应力大，易造成裂痕；⑥生产效率低，工艺成本高。

单角二次压折弯曲成形优点①使用方便，凹模通用，在特殊要求下，只需调换上模；②由于V型压弯，单边成形角为45°，且摩擦只发生在凹模口R处，不需润滑；③定尺料头是平板，利用价值高。

缺点①成形长度易受设备、工装的限制；②产品质量差，其位形、尺寸误差较大；③应力过于集中，极易造成裂痕；④生产效率低。

卷板辊压弯曲成形优点①型材长度不受设备、工装的限制；②产品质量较稳定，其位形、尺寸公差容易达到国标；③弯曲R处的变薄系数较小，缓减应力集中量高；④生产效率高。

缺点①工序多、投资大、耗能高；②增添水、噪声、火花、粉尘污染，有害人体健康；③有工艺损失，辅助工、料多，工艺成本高；④型材定尺的首尾料头价值低；⑤接头邻近的型材翼边高度公差大。

条料辊压弯曲成形优点①型材长度不受设备、工装的限制；②工序少、投资小、耗能低；③工艺稳定性强，成品率100%，质量水平高，有些指标超国标；④应力小，能有效防止裂痕；⑤无公害污染，无工艺损失，无辅助工、料；⑥平板定尺料头利用价值高；⑦生产效率高，工艺成本低。

缺点换型调模复杂，需进一步改进。

冷弯型钢行业对生产工艺的要求很高，复杂的生产工艺形成了天然的技术壁垒。

冷弯型钢的生产一般存在以下技术难题：①变形程度、变形速度的不同会对冷弯材料性能产生较大的影响，采用何种生产工艺控制适度的变形程度和变形速度是很多小企业难以解决的问题；②冷弯型钢行业工艺复杂性体现在如何解决厚壁高强度产品的角部微裂纹问题。

③V形角、弹变量、焊接速度、频率对冷弯型钢产品的性能存在较大影响。

辊弯成型按传统工艺有单张、成卷、连续和联合加工等。

冷弯型钢的传统工艺存在的问题：①换辊次数频繁、劳动强度大、4个R弧不对称等缺陷；②厚薄不均的原材料通过上下辊之间的变形间隙时,不均衡的变形力对管材造成局部加工硬化现象,并对设备造成硬性损坏；③变形过程为“硬性”成型，加工硬化现象易生成危险截面，存在影响产品质量的不安全因素。

世界先进的柔性万能成型工艺技术，如上表，奥钢联的成型辊集中调节技术（CAT）和带有插入式立辊成型技术、日本中田制作所的柔性辊弯成型技术（FF）和排辊成型技术（CBR）、日本日新制钢公司的无辊自然成型技术、日本东洋特殊钢业株式会社的辊挤压和辊拉拔成型技术等，冷弯型钢的成型过程几乎达到了完美无缺的境地，很好地保证了原材料带钢的自然、均衡变形，使带钢的两个边缘完美地对接在一起，保证了焊接质量；因是柔性成型，对原材料的力学性能不会造成影响，保证了产品的后续使用性能，是世界上冷弯型钢成型工艺的未来发展方向。

2.3质量控制资源和能力是企业发展的永远瓶颈，质量和成本始终是加工产品的对立矛盾。

质量的提高往往是以人力、物力、财力、技术、信息、管理等方面的质量成本的追加为前提，过高的质量成本会是一种机会成本，造成了企业资源的浪费。

一般认为高质量产品是一种能以最低成本满足顾客需要，即最少的浪费和最高的一致性的产品。

要衡量质量水平就要确认这两种标准达到的程度。

企业产品质量控制的最终目的是实现“用最经济的手段，制造出市场最有用的产品”的目标。

一般普遍认为：(1)产品质量水平的确定应以顾客满意为依据；(2) 限制质量冗余以降低质量成本；(3)实现质量在产品生命周期内的合理化。

冷弯型钢的缺陷可分为下列三类:外观缺陷、几何尺寸超出允许公差和机械性能不符合要求。

前两类缺陷一般与成型工艺有关，而第三类缺陷则主要与坯料材质有关。

所以冷弯型钢的质量控制应该从企业内部和企业之间两个方面来考虑。

2.3.1外延的质量控制在社会化大分工的背景下，质量已不是由一家企业来单独完成的，而是由产业链上的各个组织成员共同协作完成。

链条上的每一个环节出现问题，都会直接影响到产品的质量。

我们都知道原辅料的质量的优劣对企业产品质量的控制来说至关重要，但是售后服务也同样至关重要。

只有把质量控制范围外延到企业供应和销售的外延，才能真正的做好质量控制。

对冷弯型钢的生产来说，来料质量的控制关系到冷弯型钢的工艺性能及使用性能，售后服务的跟进才能确保其性能优势的充分发挥。

2.3.1.1确保原辅材料的质量一般来说大多数企业都是产业链中的一个环节，既是供应商，也拥有自己的供应商。

一个企业的产品质量的好坏在很大程度上要依赖于供应商提供的原材料的质量的优劣。

企业所需各种原辅材料对本企业产品质量形成有着重大影响，没有优质稳定的原辅材料供应链，就不可能长期生产出用户满意的产品。

可以说，管理供应商是每个企业都需要思考的问题。

事实上，在目前市场经济逐步深入、产品竞争日益激烈、供应渠道逐渐趋于多样化、客户需求愈加苛刻化的情况下，无论是来自法规的要求还是来自市场的压力、质量管理的需求，现在企业对向从源头控制质量越来越重视。

因此，对于原辅料的各个供应方，质量主管部门要先行介入，做出详尽的考察、了解、过滤、甄别，在实行招标确定其供货资格之后，企业就应当将自身的质量控制体系对其加以覆盖。

主要做法就是向对方提供本企业的原辅材料验收标准、过程质量控制手册等，还要索取对方的质保体系文件、质量控制方式方法等，做到心中有数。

同时为了及时获取供应方相关信息，特别是有关原辅材料质量波动情况，企业应主动在各个供应方聘请质量信息员，建立定期或不定期走访制度，做到早发现问题早采取对策，以确保供应链不出现断裂，供应不出现断档，实施严格的动态管理，从而避免影响本企业产品质量。

这样在掌握了这些原辅料的各种实时相关数据，在此基础上，结合自身企业的生产条件制定合理的工艺，我们在生产时才能做到“知己知彼，百战不殆”。

对于钢铁企业来说，重要的原材料无疑是铁矿石。

铁矿石的优劣直接影响了质量控制的难易程度和产品质量的好坏。

把好铁矿石这个质量控制的第一个大门，才能确保后面工序的顺利进行。

2.3.1.2做好产品的售后服务在市场激烈竞争的今天，随着消费者维权意识的提高和消费观念的变化，消费者们不再只关注产品本身，在同类产品的质量与性能都相似的情况下，更愿意选择这些拥有优质售后服务的公司，售后服务已经成为了企业保持或扩大市场份额的要件。

企业要坚决改变以往产品一出厂就万事大吉的做法，要注重售后服务。

因为用户的知识水平和应用技术参差不齐，所以企业要通过自身的质量管理体系将其纳入覆盖对象，经常上门进行指导，讲解产品性能，优化使用效果，实现产品的最佳功能。

要以用户对产品的认可和满意，检验企业质量体系成败与否。

冷弯型钢广泛应用于各行各业，这对冷弯型钢生产厂商要对不同行业的客户要做好售后服务。

即使运用于同一个个行业，每个客户的基础条件和能力也不尽相同。

生产厂商需要组建一个优秀的售后服务团队，经常性上门指导，让客户了解产品的性能和使用要求、注意事项，从而实现产品的最佳服役性能。

同时实时把握客户的需求和意见，并以此及时调整产品的生产工艺，生产出满足客户所需要质量的产品。