厚板試驗(yàn)

在東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的四輥冷軋試驗(yàn)軋機(jī)上進(jìn)行厚板的軋制試驗(yàn)，主要試驗(yàn)參數(shù)如下：軋機(jī)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(yàn)機(jī)對差厚板樣件進(jìn)行了成形性能試驗(yàn)，厚板厚區(qū)、薄區(qū)、過渡區(qū)的杯突試驗(yàn)值相差不大，其成形性能良好。

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(shí)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 。

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(jì)的，而經(jīng)濟(jì)、有效、實(shí)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(jī)的冷軋機(jī)軋制。在軋制過程中，由安裝在軋機(jī)牌坊內(nèi)的液壓缸按照設(shè)定的程序?qū)Р膶?shí)施動態(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(jī)和卷取機(jī)之間的測厚儀來實(shí)測軋件的厚度，根據(jù)厚度實(shí)測值與設(shè)定值的偏差來實(shí)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(jìn)行，直到完成一卷帶材的軋制，進(jìn)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(jìn)行（或不進(jìn)行）退火，不需退火的直接移送到后部處理機(jī)組進(jìn)行后續(xù)處理。首先經(jīng)開卷機(jī)開卷；然后經(jīng)矯直機(jī)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(diǎn)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(shí)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(shí)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(yuǎn)，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(diǎn)。

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(qiáng)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(shí)現(xiàn)曲線拼接、三維拼接和擴(kuò)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(fù)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(jī)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(qiáng)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(qiáng)度，還要有良好的焊接及冷彎性能 。

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(fù)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(shí)驗(yàn)軋機(jī)上軋制出差厚比達(dá)到1∶2的厚板樣件，試驗(yàn)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(jìn) 。

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(xiàn)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(kuò)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(rèn)定學(xué)術(shù)期刊。