[发明专利]一种角部增厚冷热复合成型的方矩形钢管及制备方法

说明书

本发明公开了一种角部增厚冷热复合成型的方矩形钢管及制备方法。所述方矩形钢管的外角半径满足如下条件：当t≤6mm时，0＜R＜2.0t；当6＜t≤10mm时，0＜R＜2.5t；当t＞10mm时，0＜R＜3.0t；其中，t为方矩形钢管直管部分的壁厚；R为方矩形钢管四角的外角半径，所述方矩形钢管的角部壁厚为1.0t～1.8t之间。本发明在传统的辊弯成形工艺中引入热成形技术，即局部感应加热技术。高温不但能降低材料成形力，提高材料的成形性能；同时可消除由于加工硬化而产生的残余应力以及可能造成的开裂现象，并且经过冷热复合成形的方矩钢管角部轮廓致密，内外角半径很小，角部角度接近90°，并伴随着角部的增厚。

技术领域

本发明涉及金属材料加工技术领域，进一步地说，是涉及一种角部增厚冷热复合成型的方矩形钢管及制备方法。

背景技术

如今，人们越来越多的追求轻量化，方矩管就是推动轻量化发展的载体，例如钢结构中方矩管依靠其自身的结构特点，相比原始砖混结构可以减轻约80％，同时其屈服强度高，抗弯截面模量大，剪心和形心重合，抗扭性能好，同时施工快；相比其它的型钢，如H型钢和圆管，方矩管在综合性能上优势突出，被称为最佳的钢结构立柱材料。

但是现阶段使用的方矩管由于其使用的是传统的冷弯成形工艺，所以在加工过程中，会出现二次加工硬化效应，尤其在方矩管角部表现明显，残余应力很大，同时角部半径很大，厚度方面又会减薄，对方矩管的使用造成了很大的限制，在高层建筑中，传统冷弯方矩管不能作为主要材料使用，同时大圆角也减弱了方矩管的焊接性能。

发明内容

为解决传统冷弯方矩钢管角部的缺陷，本发明提出了一种角部增厚冷热复合成型的方矩形钢管及制备方法。在传统的辊弯成形工艺中引入热成形技术，即局部感应加热技术。高温不但能降低材料成形力，提高材料的成形性能；并且可消除由于加工硬化而产生的残余应力以及可能造成的开裂现象，同时经过冷热复合成形的方矩钢管角部轮廓致密，内外角半径很小，角部角度接近90°，并伴随着角部的增厚。

本发明的目的之一是提供一种角部增厚冷热复合成型的方矩形钢管。

所述方矩形钢管的外角半径满足如下条件：

当t≤6mm时，0＜R＜2.0t；优选为0＜R＜1.5t；更优选0＜R＜0.5t；

当6＜t≤10mm时，0＜R＜2.5t；优选为0＜R＜2.0t；更优选0＜R＜0.75t；

当t＞10mm时，0＜R＜3.0t；优选为0＜R＜2.5t；更优选0＜R＜1.0t。

其中，t为方矩形钢管的壁厚；R为方矩形钢管四角的外角半径。

所述方矩形钢管的角部壁厚为1.0t～1.8t之间，优选为1.0t～1.2t之间。

优选：

单焊缝方矩形钢管截面周长为80mm-4800mm；

单焊缝方矩形钢管的直管壁厚为6mm-70mm；

双焊缝方矩形钢管截面周长为1600mm～9600mm；

双焊缝方矩形钢管的直管壁厚为20mm～80mm。

本发明的目的之二是提供一种角部增厚冷热复合成型的方矩形钢管的制备方法。

包括：

1)将预成品方矩形钢管经过辊压平稳对称的导入到后续的生产系统中；

2)通过感应线圈对方矩形钢管四角进行局部加热；