前言

根据笔者近30来年轧辊孔型设计经验，分析和总结了直缝方矩形不锈钢焊管的变形规律、特点及影响质量的主要因素，并于1999年提出了高精度不锈钢尖角方矩形管的变形机制，其中，用两道土耳其头成型方矩形管的方法，经试验后获得成功，已被珠江三角洲地区不锈钢焊管生产企业、焊管机制造厂、轧辊制造商效仿应用，但真正做出高精度不锈钢尖角方矩形管的厂家并不多。本文详细介绍这种不锈钢尖角方矩焊管的变形机制。

1 方矩形管尖角的概念

传统的焊接不锈钢方矩形管，通常用一架土耳其头辊配几道方矩形轧辊来生产。生产主要靠平辊轧制整型，由于平辊是两辊式结构形式，存在方矩形管四个角的辊缝不等和角部受力状态不一致的问题，造成方矩形管四个角不尖不等，如图l(a)所示，R=1．2t，尺为外圆角半径，f为壁厚。虽然符合有关企业标准，但不能满足用户对产品的高质量的要求。新型设计采用了土耳其头四辊轧制整型，由于土耳其头上装的四辊结构相同，四个角的辊缝相等，角部受力状态一致，当轧制力足够大时，角部产生塑性变形使金属填充角部，管的外表面形成了平面与弧面之间的交线——即尖角，其形状如图1(b)所示。

图1 方矩形管的截面形状

本设计所述的尖角是指圆角与其相邻平面的交线距离小于##且四角均匀一致。本方案可最小限度地改造原有机组排列，最大限度地提高方矩形管质量，适用于国内各中小型焊管机组。

2 尖角方矩形管变形机理

在土耳其头四辊中心线处管坯横截面，尖角管的尖角形成机理与普通方矩形管靠弯曲成角是不同的，它靠的是轧辊的轧制力，通过弧形拱产生挤压力F，如图2所示，使钢带角部产生塑性变形从而使金属填充角部而成。弧形拱对角填充的压力

土耳其头四辊在一定的弧面作用于钢带的同一横截面，满足式(1)的条件，即可通过轧辊压力使角部金属产生塑性变形，形成尖角。

3 两道土耳其头成型尖角方矩形管的方法

用两道土耳其头孔型的管坯变形如图4所示。根据土耳其头轧辊的特点，设计出新型的土耳其头轧辊组结构(属国内首创)，提高了土耳其头轧辊的位置精度和方矩形管的尺寸精度，同时也提高了生产过程的稳定性，利于操作调整。具体结构如图5和图6所示。