[00986921]冷弯厚壁管材成形的关键技术研究与工业应用

课题源于校企合作项目。国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)将开发重大装备所需的关键基础件和通用部件的设计、制造和批量生产的关键技术列为重点领域及其优先主题。大型厚壁冷弯矩形焊管不但作为航空航天、海洋平台、工程机械等领域的关键基础件和通用部件，还用作桥梁、机场、体育场馆、高层建筑等领域的重要构件，其质量对这些领域的产品安全起着至关重要的作用。相对于普通焊管，厚壁冷弯矩形焊管的形状要求极其精准、尺寸要求极为严格、焊接质量要求更为苛刻。然而，由于其冷弯变形十分困难，焊接环境恶劣、影响因素复杂且难于掌控，致使中国大型厚壁冷弯矩形焊管品种少、尺寸精度低、焊接质量差，无法满足上述行业的发展需求。因此，探索新的产品开发方法、研发高效低成本的制造技术、高品质多品种地生产厚壁冷弯矩形焊管是亟待解决的问题。项目针对中国大型厚壁冷弯矩形焊管生产所面临的关键性技术及其重大共性问题，创新性地提出了大型厚壁件冷弯成形过程建模与模拟技术、冷弯成形缺陷预测控制和参数优化技术、计算机辅助冷弯辊花及轧辊设计技术、厚壁冷弯矩形焊管焊接质量表征及工艺优化技术，申请获批2件发明、6件实用新型专利，形成了低成本批量生产大型厚壁矩形焊管的成套技术和关键设备。应用上述技术和设备，开发出壁厚至16mm、边长达450mm的普碳钢、低合金钢、高强钢产品15个，累计生产120余万吨，产品尺寸精确，焊接质量优良，性能稳定可靠。项目成果已成功用于武钢集团汉口轧钢厂和泰安科诺型钢股份有限公司的生产实际，获得提高产品综合合格率3.8％，提高机组速度33％的实际效果，截至2011年底，已累计创造直接经济效益2.75亿元。应用项目成果生产的焊管产品在首都国际机场、北京奥运鸟巢工程、武汉火车站等国家重点工程得到应用，获得包括中建三局、中联重科、郑州宇通等广大下游用户的高度认同。