一种不等壁厚热轧U肋钢制造技术

本实用新型专利技术提供了一种不等壁厚的热轧U肋钢，所述热轧U肋钢由底板(1)、镜像对称的两个臂板(2)、镜像对称的两个臂板端部(3)和镜像对称的两个臂板端部的焊接坡口面(4)组成；所述臂板(2)与所述底板(1)的夹角为45～85°；所述臂板(2)的外表面与所述底板(1)的外表面之间通过外圆弧(5)过渡，所述臂板(2)内表面与所述底板(1)内表面之间通过内圆弧(6)过渡；所述U肋钢两个臂板端部(3)外侧增厚高度范围内由下而上线性增厚，臂板端部厚度是U肋钢厚度的1.1～2倍，距顶端高度是U肋钢厚度的2～6倍。本实用新型专利技术提供的不等壁厚热轧U肋钢可大幅度降低桥梁或钢结构工程的制造成本，缩短桥梁或钢结构工程的制造周期。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种不等壁厚的热轧U肋钢，所述热轧U肋钢由底板(1)、镜像对称的两个臂板(2)、镜像对称的两个臂板端部(3)和镜像对称的两个臂板端部的焊接坡口面(4)组成；所述臂板(2)与所述底板(1)的夹角为45～85°；所述臂板(2)的外表面与所述底板(1)的外表面之间通过外圆弧(5)过渡，所述臂板(2)内表面与所述底板(1)内表面之间通过内圆弧(6)过渡；所述U肋钢两个臂板端部(3)外侧增厚高度范围内由下而上线性增厚，臂板端部厚度是U肋钢厚度的1.1～2倍，距顶端高度是U肋钢厚度的2～6倍。本技术提供的不等壁厚热轧U肋钢可大幅度降低桥梁或钢结构工程的制造成本，缩短桥梁或钢结构工程的制造周期。【专利说明】一种不等壁厚热轧U肋钢
本技术属于冶金
，具体涉及一种不等壁厚热轧U肋钢，特别是一种桥梁加强用或钢结构工程用不等壁厚的热轧U肋钢。
技术介绍
随着世界经济的发展和钢结构技术的进步，大型桥梁越来越多地采用钢结构制造，钢桥结构中为增强桥面的刚度和强度和减轻钢桥的总重量，在大型桥面板和/或桥底板采用了大量的U肋钢焊接结构，这些U肋钢均是采用等厚度的钢板冷加工成型工艺制造。 专利文献CN201010300295.6公开了一种U型肋加工工艺，包括如下步骤:板材预处理、拉条下料、矫平、板条叠装铣边、板条叠装螺栓孔加工、板条角叠装坡口铣削加工、折弯加工成U型肋。但是此加工工艺存在工序多、工艺复杂，钢板切割下料造成材料浪费、成材率低、能耗高和成本高等缺陷。 专利文献CN201310351925.6公开了一种有孔U形肋的加工方法，包括如下步骤:钢板预处理赶平，下料；码摞电焊固定后铣出长度方向边；多块板料同时钻孔，然后铣出宽度方向边；铣出板料坡口 ；U形肋压型。但是此加工工艺多而复杂，钢板切割成材率低，能耗高，成本高。 专利文献CN201220158794.0公开了一种U肋压制套模，该技术方案的压制套模，能够完全满足U肋的内侧半径设计要求的精度。此申请的套模也属于U肋冷加工所用模具的一种。 专利文献CN201310243155.3公开了一种双变角度等离子割炬一次切割U肋钢板坡口的方法，该方法在一台等离子数控切割机上，安装有两套等离子电源和可偏转角度的等离子割炬，其能同时切割出一块钢板上两边的焊接坡口。该技术方案属于U肋焊接坡口的加工方法。 专利文献CN200910303643.2公开了一种U形肋弯制加工方法，采用烘枪加热弯制和千斤顶施加外力弯制相结合的方式进行加工，能够把直线U肋加工成侧弯形U肋。该技术方案属于将成品U肋再进行侧弯加工的方法。 专利文献CN201310241885.X公开了一种采用专用夹持装置火工全屈服弯制桥梁U肋的方法，该方法将夹持装置按一定间距夹持U型肋，并将整根U型肋划分出几个加热弯曲截面，再使用千斤顶先对U型肋施加力使其预变形，火工烘枪对加热弯曲截面逐点加热，顺序冷却，使整根U型肋弯制成预定弧度，该方法属于一种U型肋的弯曲方法。 专利文献CN201210467772.7公开了一种U型加强肋及其制备方法。该申请使用热轧的方法生产U型加强肋，在不影响其界面模量的情况下，可以节约材料，并且其产品的抗疲劳性能优良。 目前，U肋钢制造工艺普遍采用等厚度的钢板矫平一钢板火焰切割(或等离子切割/或激光切割)下料——铣边火焰切割——加工焊接坡口——两端部加工铆固孔——冷弯成型——矫直的方法进行制备。该U肋钢加工方法浪费材料约3.5-8%，并且存在等离子切割或激光切割成本高、铣边及坡口加工浪费材料又增加成本、冷弯方法制造U肋钢材料消耗高、综合能耗高、加工流程长和生产成本高等缺陷；且由于钢板较薄，一般为6-8mm钢板，腿部坡口焊接处易出现质量问题造成返工；且U肋钢底部冷弯处有材料冷加工硬化和厚度减薄问题存在，冷加工弯处由于有较大应力存在会造成应力腐蚀，使U肋钢产生波浪弯变形。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本技术提供了一种不等壁厚热轧U肋钢。 本技术提供的不等壁厚的热轧U肋钢由底板1、镜像对称的两个臂板2、镜像对称的两个臂板端部3和镜像对称的两个臂板端部的焊接坡口面4组成；所述臂板2与所述底板I的夹角为45?85° ;所述臂板2的外表面与所述底板I的外表面之间通过圆弧5过渡，所述臂板2内表面与所述底板I内表面之间通过圆弧6过渡；所述U肋钢两个臂板端部3外侧增厚高度范围内由下而上线性增厚，臂板端部厚度是U肋钢厚度的1.1?2倍，距顶端高度是U肋钢厚度的2?6倍。 优选的，所述臂板2与所述底板I的夹角为50?80°。 优选的，所述外圆弧5与所述内圆弧6之间最大厚度是U肋钢厚度的1.1?2倍。 更优选的，所述外圆弧5与所述内圆弧6之间最大厚度是U肋钢厚度的1.1-1.4倍。 优选的，所述臂板端部厚度是U肋钢厚度的1.1?1.4倍，距顶端高度是U肋钢厚度的2?3倍。 优选的，所述U肋钢的焊接坡口面4与水平面的夹角为50?70°，更优选55?65。。 优选的，所述底板I的厚度是U肋钢厚度的1.2-2倍，所述外圆弧5与所述内圆弧6之间最大厚度是U肋钢厚度的1.1-2倍。该设计可以进一步增强了底板I的结构强度。 优选的，所述不等壁厚的热轧U肋钢的底板I整体是圆弧型，所述底板I的厚度沿臂板2至底板I中心圆弧方向逐渐增加，圆弧中心最大厚度处是U肋钢厚度的1.2-2倍。该设计进一步增强了底板I的结构稳定性和结构强度。如图3所示。 本技术还提供了一种不等壁厚热轧U肋钢的轧制工艺，依次包括加热、除鳞、粗轧、精轧、冷却、矫直和锯切工序。 优选的，所述粗轧工序的开轧温度为1150_1250°C，终轧温度为900-1050°C。 优选的，所述粗轧采用二辊可逆轧机轧制，所述二辊可逆轧机最大轧制力为15000kN，优选为6000?12000kN ;粗轧道次为3_11道次，更优选3_9道，粗轧将坯料壁厚轧制到10_40mm。 优选的，所述精轧采用万能连轧机组或二辊连轧机组进行连轧，所述的连轧为3机架往复连轧或3-11机架单向连轧；其中所述的3机架往复连轧道次为3-9道次，优选的为3-7道次。所述精轧的最大轧制力为15000kN，优选为6000?lOOOOkN。开轧温度为850-1000°C，终轧温度为750-900°C，所述精轧将坯料形状和尺寸轧制到成品或接近成品要求。 优选的，所述不等壁厚热轧U肋钢的制备方法还包括终轧过程。当如果精轧出的坯料形状、尺寸精度和表面质量已达到标准要求，则不需要终轧工序；如果精轧出的坯料形状、尺寸和表面质量尚未达到标准要求，则需要终轧工序，所述终轧工序采用I架万能轧机或二辊轧机。 本技术提供的不等壁厚热轧U肋钢，在完全满足现有冷弯U肋钢性能的基础上，进行了如下的改进: 1)U肋钢两腿端的外侧焊接坡口处加厚； 2)不等壁厚U肋钢两腿端的外侧加厚处直接轧制出焊接坡口，减少了切割坡口造成的材料浪费，并且两腿端焊接坡口部位的加厚提高了焊接质量，弥补了冷加工U肋在此处易出现焊接质量的问题； 3)不等壁厚U肋钢底部的两个弯处被加厚，弥补了冷加工U肋在此处被减薄的不足。 本技术提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不等壁厚热轧U肋钢，其特征在于，所述热轧U肋钢由底板(1)、镜像对称的两个臂板(2)、镜像对称的两个臂板端部(3)和镜像对称的两个臂板端部的焊接坡口面(4)组成；所述臂板(2)与所述底板(1)的夹角为45～85°；所述臂板(2)的外表面与所述底板(1)的外表面之间通过外圆弧(5)过渡，所述臂板(2)内表面与所述底板(1)内表面之间通过内圆弧(6)过渡；所述U肋钢两个臂板端部(3)外侧增厚高度范围内由下而上线性增厚，臂板端部厚度是U肋钢厚度的1.1～2倍，距顶端高度是U肋钢厚度的2～6倍。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩蕾蕾，霍喜伟，董杰，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37