鐵塔中制彎板材的放樣及其加工

陳進龍

（中國電建成都鐵塔廠 四川成都 610000）

鐵塔中制彎板材的放樣及其加工

陳進龍

（中國電建成都鐵塔廠 四川成都 610000）

近年來，隨著科學技術的快速發展，我國的電力工業也有了顯著的進步，在國民經濟的發展中發揮了重大的貢獻。輸電鐵塔作為電力輸送的重要承載設備，對高壓輸電線路的架設起到至關重要的作用，是電力公司供電穩定性的重要保障，直接影響到地區經濟的發展，因此，本文就對鐵塔制彎板材放樣和加工進行闡述，首先對當前國內鐵塔制彎板材的加工方式進行簡單介紹，并借助TMA放樣模擬系統來闡述加工方式，最后對實際加工方法進行說明，希望能為相關工作人員提供參考。

鐵塔；制彎板材；放樣；加工

1 引言

自第二次工業革命以來，電力已成為了現代社會發展的命脈之一，隨著科學技術的迅猛發展，我國的電力工業也有了顯著的進步，為國民經濟的發展做出了重大的貢獻。高質量的供電是電力企業做好售電服務的最基本的條件，因此供電可靠性也受到電力企業的普遍重視。作為輸電線路的承載設備，電力鐵塔的作用就不言而喻了。

隨著我國電力行業的迅猛發展，電力鐵塔中制彎板材的放樣與加工技術也有了長足的進步。但由于我國電力建設起步較晚，在電力鐵塔彎板的放樣及加工方面相對于國外的較成熟的技術水平還有很大差距。與此同時，一些相關加工設備不能滿足相關制度的要求，這也就導致了彎板加工的精度不能滿足規劃需要。制彎板材的重點就是放樣和板材的加工，而解決這一問題的關鍵就是對于制彎的點、線的方位精準把控。本文通過TMA模擬軟件進行模擬加工過程結合實際加工過程進行簡要分析。

2 國內鐵塔制彎板材加工的方式現狀

鐵塔制彎板材對鐵塔的搭建具有不可替代的作用，其廣泛的應用在鐵塔的各結構連接部位。制彎板材根據不同的加工類型而有不同的分類：根據不同的制彎角度可以分為正曲和反曲兩種形式；根據加工方式的不同則可以分為熱加工和冷加工。為了有效地降低鐵塔加工過程中產生的成本，為企業謀求更大的經濟收益，因此目前國內大多數鐵塔加工企業均采用冷加工方式。在實際工作當中，鐵塔制彎板材對加工技術之所以要求較高，是因為其下料和加工的方式與普通彎板有明顯的區別。普通聯板在加工時打孔和下料的順序并不嚴格要求，而制彎板材如先打孔后制彎，最后下料，可能產生孔洞位置的變化，一旦制彎不達標就會導致孔洞偏離設計位置，在安裝時會出現穩定性下降或無法連接的問題。因此國內大多數企業選擇先制彎，然后打孔的加工順序，這種做法雖然有效地提升了加工后鐵塔的穩定性，但是在制彎后打孔需要采用鉆孔的技術，這樣就會大大提高了生產成本，也延長了生產周期，不利于企業遠期發展。為此，就需要利用現代計算機模擬技術建立制彎板材模型，從而將孔洞位置在制彎時的變化情況進行模擬，從而使其滿足加工需求。

2.1 鐵塔制彎板材的材料要求

鐵塔制彎板使用的鋼材、涂裝材料、緊固件以及焊接材料都要符合國家標準的規定和設計要求及出廠質量的合格證明書。除此之外還要相關現行標準和合同要求進行檢測和實驗。鐵塔制彎板材使用的Q235、Q345鋼材，其材質按要求應進行化學成分分析和力學性能試驗，使其符合GB/T700GB/T1591標準要求。高強度螺栓應符合GB/T5782GB/T3098標準要求。

2.2 鐵塔加工制彎的規定

制彎的過程中必須根據制作工序、圖紙、樣板和實物規格相對比后才能進行工作。鋼材彎曲有兩種制彎過程分為熱彎和冷彎，冷彎大多數使用在板件和彎度較小的角鋼件，其他的都使用火曲制彎。防止鋼材容易斷裂在加工過程中因鋼材產生藍脆性，所以加熱溫度應在200～300℃之間，嚴禁錘擊和彎曲。Δ在5～8mm彎曲角A小于45°；Δ在2～4mm彎曲角A小于90°；Δ在9～10mm彎曲角A小于20°；鋼板厚度具備這些條件可以進行冷彎方法加工。

超過10mm的鋼板采用加熱制彎Q235和Q345鋼等熱彎構件的加熱溫度應控制在900～1000℃之間，熱彎終止溫度應高于700℃，且不能過燒。鋼材在加熱時呈現的顏色可以反映出加熱溫度。加熱溫度在200～300℃時，鋼材呈現藍色，且質脆，因此在這個溫度范圍內，應盡量減少鋼材的撞擊，防止發生斷裂現象。型鋼彎曲角度A角在20°以上的內彎曲，應先氣割一開口后再進行彎曲，之后再用電焊補焊開口。

3 以TMA軟件模擬制彎板材加工的方法

3.1 軟件介紹

目前我國輸電線路鐵塔加工設計模擬當中普遍應用了TMA軟件，該軟件是由我國計算機軟件企業自主研發的，專門應對與鐵塔加工設計模擬圖形繪制的操作軟件。該軟件與傳統的DOS操作系統下的設計技術有著明顯的額區別，主要體現在了數據自動化分析、功能可擴充性、系統穩定性以及智能化處理功能等。并且該軟件能夠兼容當前Windows操作界面，系統內操作平臺設計簡單實用，真正做到了“傻瓜”式的操作設計。同時，該系統可以直接與現在數控機床控制終端連接，從而實現設計后立即生產加工的快速生產模式。這一軟件還吸收了CAD設計軟件當中線框、邊界模型等優勢，在設計時可以同時繪制平面和三維立體設計圖，大大縮短了整體設計時間。其中三維立體模塊還具有構件編輯器，能夠將所建立的各三維構件進行整體組合，并且在組合后還可以對任何單獨構件進行修改。還具有模型套用功能，能夠在設計時對以往同類型鐵塔的設計模型進行套用，對細節進行簡單修改即可，進一步提升了加工設計工作的效率。

3.2 TMA軟件制彎板材模擬加工方法

在軟件設計加工當中，制彎板材的加工角度是基于角鋼外楞，這樣可以保證角鋼外楞上的孔洞與制彎板材上孔洞位置一致。在實際制彎加工時，板材上下兩個位面上孔洞的位移處于相對的情況下，而這一相對位移主要包括了兩種情況：①當制彎板材為反曲加工時，加工后的板材與角鋼骨架的接觸面應該為圖2當中的C位面，該結構在鐵架整體上的位置則如圖1當中的A所示。②正曲加工，制彎板材與角鋼接觸位面和反曲加工正好相反，為圖2當中D位面，而在鐵塔當中則為圖1中B所示。在模擬設計時，應先進行常規設計，然后對制彎后孔洞變形的位移進行計算，最終確定在制彎前應確定的位置，并打印出設計圖紙，進而獲得更加準確的設計方案。

圖1 鐵塔整體示意圖

圖2 制彎板材加工示意圖

4 鐵塔制彎板材的實際加工方法

4.1 鋼板制彎加工

鋼板制彎加工時，對于彎曲的半徑有著明確的要求，即不可低于最低彎曲半徑。如鋼材本身的硬度過高，則可以適當增加彎曲的次數，也可以通過局部加熱的方式保證彎曲角度。在制彎加工前，應根據軟件設計圖紙當中彎曲角度的設計選擇適當的模具，如圖2中下模具所示結構，其△L必須完全符合設計圖紙的要求，同時還需要注意上模具的δ作用角度，保證實際加工后制彎板材精確度與設計圖紙相符。在模具、加工設備壓力等均調試完畢后，先開展制彎加工試驗，了解設備實際工作后的效果，然后將加工后鋼材與設計圖紙進行對比，以便調整設備的設定參數，如參數完全符合，則可以開始批量生產；如參數不符合繼續調試。

4.2 角鋼制彎加工

角鋼制彎加工時存在兩種情況：①角鋼的最小彎曲率大于標準，此時可以選擇鋼材矯直機進行加工；②曲率低于標準，則此時不能單純采用冷加工技術，而是需要利用熱加工來完成。冷加工時對角鋼制彎后的豁口進行焊接處理，這樣就能夠保證鋼材彎曲后整體的強度。熱加工時需要將局部溫度控制在1000℃左右，具體根據角鋼的實際屬性進行調節，同時還要保證氣割設備選擇的正確性，例如在加工Q235鋼材時不宜使用常規氧氣和乙炔混合氣割設備，其容易導致角鋼材料產生局部過熱的情況[3]。這類鋼材的終鍛溫度也需要保持在725℃以上，不可低于這一限制，否則就會出現鋼材過早硬化的問題，影響制彎效率。

4.3 制彎加工注意事項

在實際加工過程中，如采用熱加工方式，則在加工完成后還需要進行冷卻處理，不需要特殊冷卻，只需要在空氣當中待其自然變冷即可。在制彎時，如果需要進行細微調整可使用錘子鍛打，但此時要保證鋼材下放置軟墊，避免放置硬墊導致鍛打對側面出現不規則凹陷，影響制彎板材整體性。

5 結語

鐵塔建設中制彎板材的加工十分重要，應先采取TMA軟件進行模擬設計，確定制彎后孔洞位移距離，并進行合理的預設計，最后再開展實際加工，加工時嚴格按圖紙要求進行，并選用符合要求的模具。與此同時，要有質檢員進行過程檢驗并記錄，可有效提升制彎板材加工的效率和質量。

[1]胡航.鐵塔放樣、加工難點、易錯點分析及解決—應用三維實體繪圖放樣對提升鐵塔安裝準確性的探討[J].中國機械，2013（14）：101～102.

[2]胡敏.基于鐵塔中制彎板材的放樣與加工的研究[J].低碳世界，2016（25）：23～24.

[3]潘碩，蔣巧燕.淺談鐵塔中制彎板材的放樣與加工[J].科技與企業，2014（6）：266.

[4]成愛國.淺談鐵塔中制彎板材的放樣與加工[J].山西電力，2012（A02）：72～74.

TM754

A

1004-7344（2016）36-0249-02

2016-12-14

陳進龍（1988-），男，助理工程師，大學本科，主要從事鐵塔技術與放樣工作。