1、波紋板的輥壓成形技術(shù)
波紋管由波紋板分片彎曲連接成形，波紋板制造一般采用板料卷輥壓成形，輥壓孔型系統(tǒng)有連續(xù)成形系統(tǒng)和專用孔型系統(tǒng)。目前生產(chǎn)波紋板應(yīng)用最廣泛的是連續(xù)成形系統(tǒng)，即首先彎中心波，然后彎相鄰波，最后彎邊波。該孔型系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為輥耗最低，其缺點(diǎn)為工件易出現(xiàn)橫向彎曲和扭曲。專用孔型系統(tǒng)主要用于生產(chǎn)波紋板，在開(kāi)始階段先預(yù)彎出弧形波，再將其鐓壓成形，該方法保證各彎角處金屬減薄最輕。其缺點(diǎn)為輥耗高，對(duì)成形設(shè)備和材料要求高。
項(xiàng)目組根據(jù)多年的研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，將上述兩種孔型系統(tǒng)進(jìn)行了整合，充分吸取了兩種成形方法的優(yōu)點(diǎn)，克服了成形過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的橫向彎曲、扭曲和邊波等缺陷。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，該成形系統(tǒng)能很好地實(shí)現(xiàn)寬幅板類(lèi)產(chǎn)品輥壓成形。
項(xiàng)目組近年來(lái)對(duì)寬幅板類(lèi)輥壓工藝進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，與長(zhǎng)春軌道客車(chē)合作建立了常用輥壓板材性能數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)包含SUS301L-ST、SUS301L-HT、SUS301L-DLT、太鋼00Cr12Ni、05CuPCrNi、09CuPCrNi、08F、Q235、Q345、Q610等材料各項(xiàng)力學(xué)性能，該數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，為輥壓工藝的開(kāi)發(fā)和有限元數(shù)值模擬研究奠定了基礎(chǔ)。
在輥彎過(guò)程中常常遇到一些問(wèn)題，如袋形波、邊波、劃痕、翹曲、裂紋、回彈、斷面形狀畸變等。針對(duì)上述缺陷的產(chǎn)生，項(xiàng)目組結(jié)合長(zhǎng)春軌道客車(chē)不銹鋼車(chē)體波紋頂板和波紋地板開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，利用有限元模擬研究了波紋板類(lèi)產(chǎn)品輥壓變形過(guò)程，計(jì)算了角部節(jié)點(diǎn)輥壓應(yīng)變分布，分析了缺陷產(chǎn)生的原因和解決辦法。
板材橫向，即寬度方向，在彎曲角部位附近，應(yīng)變變化大，并有明顯的峰值，而在底部部位應(yīng)力均勻分布，因此應(yīng)變主要集中在彎曲角附近的變形區(qū)域。板材的縱向變形主要集中在變形區(qū)和變形過(guò)渡區(qū)，反映在彎曲部位，變形量較大，但處于彈性變形范圍，即板材在縱向上存在彈性拉伸變形，該應(yīng)變的存在，將引起型材縱向彎曲和斷面形狀畸變。
總的來(lái)說(shuō)，橫向應(yīng)變要大于縱向應(yīng)變，說(shuō)明變形主要發(fā)生在橫向即板材的寬度方向，在冷彎成形中，摩擦是重要的影響因素，利用有限元模擬了摩擦系數(shù)對(duì)冷彎成形的影響。如當(dāng)摩擦系數(shù)為0.2時(shí)，在冷彎過(guò)程中出現(xiàn)粘輥的現(xiàn)象，把摩擦系數(shù)調(diào)整為0.1后，板材被冷彎后就沒(méi)有異常的粘輥和網(wǎng)格畸變的現(xiàn)象。從上述分析可以看出，輥型表面狀態(tài)對(duì)工件的扭曲具有較大的影響。
2、輥壓成形技術(shù)在波紋板成形中的應(yīng)用
輥壓成形就是通過(guò)依次排列配置的數(shù)組成形軋輥把卷材、帶材或剪板等金屬坯板或金屬帶不斷地進(jìn)行橫向彎曲，將平整的原板壓制成特定的斷面形狀的鋼材，如管材、型材、板材、槽鋼等的加工成形法。這種成形方法適于斷面形狀均勻，長(zhǎng)尺寸的各種產(chǎn)品大量生產(chǎn)，與成型機(jī)同步的切斷機(jī)、壓力機(jī)、焊接機(jī)可以同時(shí)對(duì)產(chǎn)品所需長(zhǎng)度切斷加工、穿孔加工、壓紋加工、焊接加工、縱向彎曲加工等輔助加工，從而能夠極大地提高生產(chǎn)率。
輥壓成形技術(shù)非常適合于波紋板和波紋管的生產(chǎn)，這種成形方式可以提高波紋板的成形精度，有效克服回彈的問(wèn)題，而且同一套設(shè)備和輥片可以加工不同規(guī)格的波紋板，在大大節(jié)約了成本的同時(shí)，還可以提高生產(chǎn)率。以下簡(jiǎn)單介紹項(xiàng)目組近年來(lái)在波紋板輥壓方面的工作：
1）與長(zhǎng)春軌道客車(chē)合作，開(kāi)發(fā)了軌道客車(chē)不銹鋼波紋地板和頂板產(chǎn)品。該項(xiàng)目同時(shí)對(duì)北車(chē)集團(tuán)用12種常用板材進(jìn)行了性能測(cè)試，建立了材料性能數(shù)據(jù)庫(kù)。波紋板材料：301系列不銹鋼，材料厚度0.6mm。
2）與南海力豐集團(tuán)合作，開(kāi)發(fā)了集裝箱側(cè)板產(chǎn)品，生產(chǎn)速度為18m/mim。
3）與南海力豐集團(tuán)、長(zhǎng)沙金迪集團(tuán)合作，開(kāi)發(fā)了鋼波紋板橋涵制品，該生產(chǎn)線利用一套輥片，生產(chǎn)3mm、5mm和8mm三種厚度的波紋板，并利用彎曲專機(jī)實(shí)現(xiàn)波紋管分片裝的制備。
3、鋼波紋板在城市排水管道中的應(yīng)用
近年來(lái)，隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，在現(xiàn)代的城市中城市排水設(shè)施也逐步得以完善,排水系統(tǒng)的排水能力和排水標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，但是因各種原因，在現(xiàn)代的城市排水系統(tǒng)中污水外溢現(xiàn)象還時(shí)有發(fā)生，所以如何提高排水系統(tǒng)的功能及防止排水管道堵塞，已成為一個(gè)重要問(wèn)題擺在我們面前。
隨著中國(guó)的經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，城市化建設(shè)經(jīng)常也明顯加快，大量人口涌入城市，使得城市的排水需求不斷增加，因此建立一個(gè)完善的城市給排水系統(tǒng)意義重大。城市排水系統(tǒng)作為市政公用設(shè)施的重要組成部分同城市的市容環(huán)境和市民的生活有著密切關(guān)系。
近年來(lái)，中國(guó)災(zāi)難性天氣頻發(fā)。究其原因是城市排水管道，作為城市污水和雨水排除處理的最基本的工程設(shè)置，在雨季沒(méi)能發(fā)揮有效的排水作用，直接威脅到了整個(gè)城市人們的生活和生命財(cái)產(chǎn)安全。傳統(tǒng)的城市排水管道大多采用混凝土排水管材，基礎(chǔ)不實(shí)，下沉不均勻，管道接口質(zhì)量差，造價(jià)高，管徑太小，容易發(fā)生堵塞和滲漏，排水能力太差。而使用聚氯乙烯雙壁波紋管材時(shí)，由于回填溝槽時(shí)填料中有較堅(jiān)硬的石、磚等將管道破壞，甚至砸壞，造成泄漏。
面對(duì)傳統(tǒng)混凝土管材存在的這些缺點(diǎn)，人們不得不把目光轉(zhuǎn)向了鋼波紋板結(jié)構(gòu)管道上來(lái)，鋼波紋板結(jié)構(gòu)管道柔韌性好，強(qiáng)度高，造價(jià)低，施工工期短，生產(chǎn)效率高，易清污，抗腐蝕能力強(qiáng)，使用壽命可長(zhǎng)達(dá)100年，這些鋼波紋板所特有的優(yōu)勢(shì)完全可以幫助克服城市排水難題。況且目前中國(guó)在應(yīng)用鋼波紋板結(jié)構(gòu)管道上的技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，所以不存在技術(shù)問(wèn)題。另外，目前鋼鐵工業(yè)產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩，尤其是板卷材，如果把波紋板結(jié)構(gòu)管道大量應(yīng)用到城市排水管道中來(lái)，既解決了當(dāng)下排污問(wèn)題和鋼鐵產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題，又能造福子孫后代。