[00377621]高品质型钢辊弯成形的关键技术研究、集成及其生产应用

高品质辊弯型钢广泛用作航空航天、海洋平台、桥梁、大型场馆、高层建筑、高速列车等领域的关键基础件、通用部件和重要构件。然而，高品质厚壁辊弯型钢的成形难度大、待焊面的位置关系更难保证，致使中国厚壁型钢的尺寸精度低、焊接质量差，从而严重制约了上述行业领域的技术发展。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。该项目主要创新点如下：成形、焊接质量表征与生产工艺的综合优化：探明了成形及焊接质量的表征指标，基于变形与温度耦合的计算结果，建立了成形、焊接质量指标与主要工艺设备参数间的函数关系，以变形区带材边部延伸均匀、焊接挤压道次开口角最佳为目标，实现了成形及焊接质量的预测控制。成形件形状尺寸的智能辨识技术：率先研制出成形件尺寸数据采集系统，建立了形状尺寸辨识模型，系统根据采集数据自动调整模型结构及优化变量，从而获得最接近于实际形状的辨识结果。焊接温度自适应测量及挤压力自动控制技术：研制出焊接温度间接测量系统，该系统可依温度变化趋势自动改变采样频率；建立适宜挤压力的计算模型及控制系统，实现了挤压力的PID控制。基于磨损信息的换辊推理及辊片质量评判技术：研发出轧辊辊型测量系统，依据系统确定的磨削量优化辊片更换时间，并就辊片对成形质量的影响进行科学评判。项目成果获国家发明专利3项、软件著作权1项，发表论文27篇；成果及其产品应用于武钢、中联重科、斯瑞尔重工、科诺型钢等知名公司和香港机场扩建、珠海口岸旅检大楼等国家重点工程；至2015年，已生产壁厚达16mm的型钢产品180余万吨，累计创造直接经济效益4.31亿元；产品最大尺寸偏差、弯曲度仅为国家标准的1/4和1/2，焊缝弯角提高了12.03%。