不銹鋼瓦楞形板是不銹鋼寬幅型鋼的一種,由于其形狀如同頂上用瓦片鋪成的行列隆起部分,故稱為不銹鋼瓦楞形板,如圖5-37所示。
人們過去常見的“瓦楞(形)板”大都是用普通低碳鋼,也就是非合金鋼材料制成的(見圖5-38),還有用非金屬材料如石棉、塑料、紙板等制成的瓦楞形板。這些瓦楞形板主要用于建筑領域的屋頂材料、外墻材料和各種包裝箱體的外形材料和產品包裝箱、盒等,之所以做成瓦楞形狀,主要目的是增加結構剛度和穩定性。因此,其尺寸精度和表面質量要求及材質要求都不是很高。
此處介紹的不銹鋼瓦楞形板與普通的“瓦楞(形)板”有著本質的不同,首先材料是不銹鋼,無疑要比普通的“瓦楞(形)板”具有更高的強度、良好的耐腐蝕性能和極好的裝飾效果,另外在結構上也大不相同。這些都賦予了不銹鋼瓦楞形板不僅具有普通“瓦楞形板”的各種功能與作用,而且具有普通“瓦楞(形)板”沒有的功能,即不銹鋼瓦楞形板可以作為傳熱元件使用。作為傳熱元件,對其各方面的要求就比普通“瓦楞(形)板”高得多,特別是對瓦楞形板表觀的要求。對瓦楞形板表觀的要求主要體現在對外形尺寸和表面質量的要求上。因此,采用何種方式、何種工藝加工生產不銹鋼瓦楞形板就成為保證其外形尺寸和質量的關鍵。其他性能(機械性能、耐腐蝕性能和焊接性能)主要取決于所選用的材料。
1. 不銹鋼瓦楞形板外形尺寸
從圖5-37和圖5-39可以看出不銹鋼瓦楞形板的外表形狀是有規律、周期性變化的,而且彎曲深度較小、形狀單一,不僅有橫向波紋,而且還有縱向波紋。所以說,其形狀既簡單又復雜,簡單是指形狀單一,有規律;復雜是指不僅有橫向波紋,而且還有縱向波紋。這就給不銹鋼瓦楞形板的成型帶來不小的難度,在成型工藝上必須采取相應的工藝措施和手段,方能保證獲得要求的外形尺寸和成型質量。
圖5-39是不銹鋼瓦楞形板的實物照片,從圖片可以看出,不銹鋼瓦楞形板的外表和形狀是非常美觀、漂亮的,具有較高的觀賞性,如同工藝品、裝飾品。
圖5-39不銹鋼瓦楞形板A-A截面尺寸,見圖5-40,B-B截面尺寸,見圖5-41。
不銹鋼瓦楞形板成品實物斷面圖片,見圖5-40(b)和圖5-41(b)。
從圖5-40和圖5-41可以看出,不銹鋼瓦楞形板的斷面變化的規律是周期性的,斷面形狀是關于縱向中心線為對稱的型鋼,彎曲深度較淺,深度僅有7mm。
不銹鋼瓦楞形板外形尺寸精度:截面最大邊長誤差≤0.3mm;圓角最大直徑:≤2.0mm;縱向、橫向彎曲度:每米≤1mm; 扭轉:每米≤1°。
2. 瓦楞形板橫向波紋的成型
不銹鋼瓦楞形板輥式冷彎成型時,首先將不銹鋼冷軋平板預彎曲鐓壓成弧形波紋,如圖5-42所示的第一架成型輥孔形的形狀。輥形的形狀為,向下彎曲的弧形直徑為Φ=265mm,向上彎曲的弧形直徑為Φ=164mm,帶鋼進入并通過如此輥型是毫不困難的,一個波長(周期)為83.40mm,弧深度(垂直位移)為4.12mm,這個成型形狀無論是在變形寬度上,還是變形深度上都是可行的和符合要求的。一個波長(周期)橫向位移(減寬量)為0.60mm,相對減寬率(橫向位移)為0.71%,見圖5-42,如此的位移(減寬量)不會對鐓壓成型造成困難和產生成型缺陷,這些都為第二架成型輥再鐓壓創造了條件。
第二架成型輥在第一架成型輥的鐓壓基礎上,再次鐓壓,使其達到如圖5-42所示的孔形形狀,弧度直徑分別為Φ=133mm和p=82mm,一個波長(周期)為81.70mm、弧深度為8.18mm,這就是說寬度和深度更接近于成品形狀,而相對減寬量(水平位移)僅為1.42mm,相對減寬率(水平方向)為1.7%,要比第一道次大了許多,這是符合開始小一些、中間大一些的成型規律要求的,見第三架成型輥在第二架成型輥的鐓壓基礎上,再鐓壓,使其達到如圖5-42所示的孔形形狀,這時將已經成型的弧形瓦楞形鐓壓成梯形狀瓦楞形,而一個波長(周期)為80mm,相對減寬量(水平位移)僅為2.28mm,一個波長(周期)相對減寬率(水平方向)為2.79%.通過鐓壓使弧深由8.18mm減小為7.00mm,這樣可使梯形成型更加精確到位,為最后沖壓成型達到成品形狀及尺寸奠定良好的基礎,此時,橫向鐓壓成型已全部完成,隨后將采用沖壓成型輥在已成型橫向波紋上完成最終成型。
圖5-42是各架次成型輥輥形尺寸圖。
第三架成型輥輥形圖和孔形圖,見圖5-43.第三架成型輥應是由多片輥片疊加組合而成的組合輥,輥片的水平段和圓弧段采取與板材接觸的方式,而傾斜段則采取與板材不接觸的方式,為的是減少成型表面的擦劃傷,此外,如此結構也將便于成型輥的加工和隨后的使用與維護等。上、下輥斜角采取圓弧過渡,一般情況下,圓弧的直徑應大于板厚,所以圖5-43所示的第三架上、下輥斜角的圓弧過渡直徑為2.0mm,見圖5-43局部放大圖。
3. 縱向波紋的成型
縱向波紋的成型是在橫向波紋成型之后的橫向波紋上成型的。所以在已成型的波紋上再成型縱向波紋是有難度的。其難度主要表現為,可能破壞已成型的橫向波紋,而且縱向波紋也成型不好。選用何種方式成型就成為縱向波紋成型的關鍵。
沖壓成型輥就是在一對成型輥上,按工藝和產品的要求,在要面上間隙分布著凸起和凹陷的部分,用于壓制成型瓦楞形板的縱向波紋,同時又不能損壞已成型的橫向梯形波紋,縱向波紋尺寸圖及實物圖片,見圖5-40和圖5-41。之所以將沖壓成型輥置于橫向波紋成型輥后、平整輥前,是為了保證瓦楞形板的成型過程的穩定和成型質量。可以想象,在沒有橫向波紋的平板帶材上沖壓成型凸起和凹陷型材,由于自由度大沒有約束力,沖壓成型會造成坯料局部收縮,產生皺折及其他缺陷,影響成型質量和成品的尺寸。另外,瓦楞形板型鋼截面受材料內部殘余應力作用,很容易產生扭轉,這也會影響成型過程的穩定性。但在瓦楞形板橫向波紋成型輥后、平整輥前,再用沖壓輥成型其縱向波紋,此時,已成型的橫向波紋使瓦楞形板的剛度增大,同時又受到成型輥和平整輥的約束,其自由度就減小。以上這些都可以有效地防止局部收縮和型鋼的扭轉,從而對保證瓦楞形板的成型及質量起到有效的保障作用。瓦楞形板橫向波紋沖壓輥的示意圖,見圖5-44。
沖壓成型輥也應做成組合式輥子,即由多輥片疊加組合而成。這種形式的輥子便于加工和維護,調整使用方便。