厚板生產(chǎn)方法特點

工業(yè)生產(chǎn)中用軋制單張板材的方法獲得差厚板是不經(jīng)濟的，而經(jīng)濟、有效、實用的方法是首先軋制出周期性變厚度帶材（Periodic LongitudeProfile Strip，簡稱PLP帶材），再分段切斷成長度為L 的厚板。

PLP帶材可用帶有前后卷取機的冷軋機軋制。在軋制過程中，由安裝在軋機牌坊內(nèi)的液壓缸按照設(shè)定的程序?qū)Р膶嵤﹦討B(tài)變厚度壓下。利用水平方向的軋制速度與垂直方向的壓下速度的合理匹配，來保證不同厚度區(qū)間的長度和過渡區(qū)的形狀尺寸。由安裝在軋機和卷取機之間的測厚儀來實測軋件的厚度，根據(jù)厚度實測值與設(shè)定值的偏差來實現(xiàn)對軋件目標(biāo)厚度的自動控制，以保證厚度精度。

軋制過程周期性、連續(xù)不斷地進行，直到完成一卷帶材的軋制，進而生產(chǎn)出PLP帶材。將成卷的PLP帶材按照后續(xù)成形過程的要求進行（或不進行）退火，不需退火的直接移送到后部處理機組進行后續(xù)處理。首先經(jīng)開卷機開卷；然后經(jīng)矯直機矯平；按照確定的尺寸精確剪切成為TRB板。將剪切后的板材收集起來，作為汽車沖壓件的坯料。TRB板材的材料主要是鋼，也可以是鋁合金或其他金屬材料。

與傳統(tǒng)軋制技術(shù)相比，這種新方法的工業(yè)應(yīng)用具有鮮明的特點和相當(dāng)?shù)碾y度。首先，過渡區(qū)的軋制可分為趨薄軋制（downwards rolling）和趨厚軋制（upwards rolling）。無論是趨厚軋制還是趨薄軋制，其咬入角、接觸弧長、中性角、前/后滑、軋制壓力分布等均與傳統(tǒng)軋制不同，需要建立新的理論和公式；其次，在頻繁周期性改變厚度的情況下實現(xiàn)厚度的高精度控制是非常困難的，不能簡單地套用頭部鎖定AGC、壓力AGC等傳統(tǒng)自動厚度控制方法，需要開發(fā)新的厚度控制技術(shù)；此外，對于過渡區(qū)軋制，即使軋輥的轉(zhuǎn)數(shù)不變，由于軋件斷面的變化和前/后滑的作用，變形區(qū)入口和出口的軋件速度和張力也要發(fā)生很大的周期性變化，這些因素必然會對軋件的形狀尺寸精度和過程控制產(chǎn)生不利的影響，需要加以深入研究 。

在世界能源、資源日益緊張，可持續(xù)發(fā)展成為共識的新形勢下，汽車減重受到人們的關(guān)注。激光拼焊板（TWB, Tailor Welding Blank）的出現(xiàn)，把不同厚度、不同性能的板材焊接在一起，用于汽車車身沖壓板部件的減重，取得了很好的效果，在國內(nèi)外均已得到大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。但是激光拼焊板存在以下問題。

a.增加裁剪、焊接等一系列工序，因而增加了生產(chǎn)成本。

b.多了一條（或幾條）焊縫，影響沖壓件的表面質(zhì)量、性能均勻性和外觀。

c.只能在焊縫處實現(xiàn)厚度的突變，不能做到厚板和薄板的過渡連接。

為了解決這些問題，國外出現(xiàn)了一種利用軋制方法生產(chǎn)的變厚度板材，稱為TRB板（TailorRolled Blank）。顯然這個名稱受到TWB影響，二者相比，激光拼焊板TWB確有裁剪后再拼接的過程，用英文Tailor既形象又貼切，但是軋制方法得到的變厚度板與英文Tailor的常用含義相距較遠，作者建議中文用“軋制厚板”簡稱為“厚板”，對應(yīng)的英文仍可用TRB。軋制厚板與激光拼焊板相比具有以下明顯的優(yōu)點。

a.省去了焊接及其相關(guān)的一系列工序，可降低生產(chǎn)成本，減少能耗和過程損耗。

b.在連續(xù)性生產(chǎn)時，其生產(chǎn)效率高、操作容易、可靠性好。

c.沒有焊縫，其表面質(zhì)量好、組織性能均勻性好，連接強度大幅度提高。

d.可方便地獲得不同厚度，易于生產(chǎn)出2種以上厚度組合的板材。

e.厚度過渡區(qū)的長度和形狀可以控制，可根據(jù)沖壓件服役時的受力狀況設(shè)計過渡曲線。

厚板TRB不能完全取代TWB，原因是軋制差厚板也有其局限性，如不能把成分和性能不同、寬度不同的板材連接在一起，不能實現(xiàn)曲線拼接、三維拼接和擴寬拼接等。發(fā)展趨勢是用軋制厚板替代寬度相同、材質(zhì)相同、厚度不同的激光拼焊板，將來的發(fā)展趨勢是開發(fā)激光拼焊板做不到的按照負載和結(jié)構(gòu)要求設(shè)計過渡區(qū)的下一代厚板 。

廣泛用來制造各種容器、爐殼、爐板、橋梁及汽車靜鋼鋼板、低合金鋼鋼板、橋梁用鋼板、造般鋼板、鍋爐鋼板、壓力容器鋼板、花紋鋼板、汽車大梁鋼板。拖拉機某些零件及焊接構(gòu)件。

橋梁用鋼板：用于大型鐵路橋梁。要求承受動載荷、沖擊、震動、耐蝕等。

造船鋼板：用于制造海洋及內(nèi)河船舶船體。要求強度高、塑性、韌性、冷彎性能、焊接性能、耐蝕性能都好。

鍋爐鋼板（鍋爐板）：用于制造各種鍋爐及重要附件，由于鍋爐鋼板處于中溫（350°C以下）高壓狀態(tài)下工作，除承受較高壓力外，還受到?jīng)_擊，疲勞載荷及水和氣腐蝕，要求保證一定強度，還要有良好的焊接及冷彎性能 。

厚鋼板的過渡區(qū)在軋制過程及產(chǎn)品使用過程中均有重要作用。過渡區(qū)的曲線形狀、尺寸不僅決定了沖壓件成品的整體和局部承載能力，也影響到?jīng)_壓生產(chǎn)和模具設(shè)計，同時還與軋制過程的控制水平密切相關(guān)，因而差厚鋼板過渡區(qū)曲線的優(yōu)化設(shè)計具有重要的實際意義。

選取過渡曲線要考慮軋制、沖壓、產(chǎn)品服役條件等多方面因素，尺寸較長且變化均勻和緩的過渡區(qū)，有利于均勻承載和沖壓成形，鋼板的表面幾乎看不到厚度變化的痕跡。TWB板難以用作轎車外板，而過渡曲線經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的厚板，因其沒有焊縫、厚度過渡均勻和緩、表面不留缺陷而為制作轎車外板提供了可能性，這是厚板優(yōu)于TWB板的另一個方面。尺寸較短、厚度變化劇烈的過渡區(qū)可以節(jié)省更多的金屬，適用于產(chǎn)品服役中受到載荷有急劇變化的場合，過渡區(qū)太短軋制和沖壓成形的難度都加大，厚板做不到像TWB板那樣厚度突然變化，其過渡區(qū)長度的最小極限值與軋輥直徑有關(guān)。

過渡曲線長度、類型的選擇和參數(shù)設(shè)計會影響到厚板的生產(chǎn)、成形和使用性能，需要開展以下方面的研究。

a.在確定的軋輥尺寸、壓下速度、水平速度條件下，形成最短過渡區(qū)的極限值。

b.在確定的成品服役條件和沖壓條件之下，過渡區(qū)類型和尺寸的優(yōu)化設(shè)計。

c.獲得各種過渡曲線的軋制方法及壓下速度與水平速度匹配的變化規(guī)律 。

在東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點實驗室的四輥冷軋試驗軋機上進行厚板的軋制試驗，主要試驗參數(shù)如下：軋機工作輥直徑105mm；支撐輥直徑300 mm；輥面寬300 mm；軋制力(Max.) 4000kN。軋件材質(zhì)為低碳鋼。軋件厚區(qū)2.0-2.5 mm、薄區(qū)1.0-1.5mm、過渡區(qū)長30-100mm。利用材料成形試驗機對差厚板樣件進行了成形性能試驗，厚板厚區(qū)、薄區(qū)、過渡區(qū)的杯突試驗值相差不大，其成形性能良好。

用軋制方法生產(chǎn)厚板的技術(shù)出現(xiàn)之后，很快在國外得到應(yīng)用。德國 Mubea公司報道，已經(jīng)生產(chǎn)出超過1500萬件厚板供應(yīng)給奧迪、寶馬、大眾等汽車制造廠家，廣泛應(yīng)用于制做轎車車身的各種梁、柱、板、管類零部件。

軋制厚板為汽車設(shè)計師增添了一種優(yōu)于激光拼焊板的汽車輕量化材料選擇方案，使得設(shè)計師可根據(jù)汽車零部件負載情況和結(jié)構(gòu)要求來選擇不同厚度、不同長度的組合及不同過渡區(qū)形狀與尺寸的厚板，以期獲得最佳的汽車減重效果。這需要汽車設(shè)計師與差厚板開發(fā)者和生產(chǎn)廠密切配合，在新車型開發(fā)前期開展合作，共同分析并解決厚板設(shè)計和生產(chǎn)中的問題，使厚板的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來 。

1.軋制厚板在連接質(zhì)量、表面狀況、性能均勻性和生產(chǎn)成本等方面優(yōu)于激光拼焊板，可用于同材質(zhì)、等寬度、變厚度汽車板材的減重材料，具有良好的應(yīng)用前景。

2.周期變厚度軋制是一種高效率、低成本生產(chǎn)厚板的有效方法，東北大學(xué)已經(jīng)在實驗軋機上軋制出差厚比達到1∶2的厚板樣件，試驗表明其成形性能良好，初步掌握了軋制厚板的核心技術(shù)。

3.軋制厚板的出現(xiàn)為設(shè)計師提供了一種汽車減重的新材料，在新車型中廣泛采用厚板將收到節(jié)省材料、減輕車重、降低油耗的最佳效果。這需要汽車設(shè)計師與厚板開發(fā)者和生產(chǎn)廠密切合作，共同推進 。

寬厚板出版發(fā)行

據(jù)2021年2月11日中國知網(wǎng)顯示，《寬厚板》共出版文獻2107篇。

據(jù)2021年2月11日萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺顯示，《寬厚板》載文量為1638篇、基金論文量為10篇。

寬厚板影響因子

據(jù)2021年2月11日中國知網(wǎng)顯示，《寬厚板》總被下載205062次、總被引5846次，（2020版）復(fù)合影響因子為0.214、（2020版）綜合影響因子為0.188。

據(jù)2021年2月11日萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺顯示，《寬厚板》被引量為4366次；據(jù)2018年中國期刊引證報告（擴刊版）數(shù)據(jù)顯示，該刊影響因子為0.27。

寬厚板收錄情況

《寬厚板》是中國核心期刊（遴選）數(shù)據(jù)庫收錄期刊、中文科技期刊數(shù)據(jù)庫收錄期刊、中國學(xué)術(shù)期刊綜合評價數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計源期刊、萬方數(shù)據(jù)數(shù)字期刊網(wǎng)收錄期刊、中國學(xué)術(shù)期刊（網(wǎng)絡(luò)版）收錄期刊，被中國知網(wǎng)、維普網(wǎng)等收錄。

1995年，《寬厚板》創(chuàng)刊。

1996年，該刊以雙月刊形式穩(wěn)定發(fā)行。

2014年12月，《寬厚板》入選中國原國家新聞出版廣電總局第一批認定學(xué)術(shù)期刊。