方矩管有两条工艺路线。一条先把带钢焊成圆管，再用四辊整形机压成方形，叫圆变方。另一条从第一架就把带钢弯成方角，叫直接成方。孔型设计是两套逻辑。

直接成方的孔型设计从展开料宽开始，而料宽不能按外周长算。这是新手最容易踩的坑。外周长和中性层长度差出来的那十几个毫米，全都要在孔型里消化掉。

方矩管外周长是 2(a+b)，但带钢弯成方管后，中性层不在外表面。按外周长下料，料会多出一大截，多出来的部分只能变成角部堆料或者直边鼓包。

展开料宽按中性层算。设外边长 a、b，外圆角半径 R，壁厚 t，料宽 L 等于 2(a+b) 减 8R 加 2π 乘（R 减 t/2）。

拿 100×100×3、R=6 举例。外周长 400 mm，按中性层算只有 380.3 mm，两者差 19.7 mm。这批料要是按 400 mm 下，四个角一定堆。

料宽还要加余量。焊接要挤压，两端各留 1.5~2 mm 挤压余量；带钢边缘有镰刀弯，切边再留 3~5 mm。

圆角半径 R 不能随手定。GB/T 6728-2017 按壁厚给了分档推荐值，薄壁取 2t 左右，壁厚 10 mm 以上放宽到 3t。R 定小了，角部减薄和裂纹跟着来。

道次分配是第二个决定成败的地方。从带钢到成型断面，直接成方一般 12~16 架，后面接 4 架四辊定径。

四角同时弯，总弯曲角 360°，摊到 5~6 架，每架 15~25°。单架弯超过 30°，角部外侧纤维伸长率就过了，起皱或者微裂。

边缘抬起要更慢。带钢两边从水平抬到竖直是 90°，分 6~8 架走，每架不超过 20°。抬急了边缘纵向被拉长，成型段看不出来，出成品才在边上起浪。

有一条原则比任何参数都硬：边缘只弯一次。成型过程中带钢边缘不许出现先过头再回来的反向弯曲。各家孔型图的画法不一样，落到辊花图上就是一条单调上升的曲线。

反向弯曲会在边缘留下残余应力，出成品就是边浪，切开管子能看到边缘波浪。排辊花图时，边缘轨迹必须是单调抬升的曲线。

角部半径逐架递减。第一架取 40~50 mm，往后 28、18、12、8，末架落到成品 R。一次就弯到成品半径，角部外侧必裂。

每架断面要校核中性层长度。把每一道的断面按中性层展开，长度必须等于料宽减余量，误差压在 0.5 mm 以内。

长度对不上，说明这一架在拉伸或者压缩带钢。拉伸那一侧出波浪，压缩那一侧出褶皱，同一块板上两个缺陷同时出现是常事。

平辊立辊怎么配。直接成方多用平立交替，平辊管上下两面，立辊管左右两面。也有万能机架一次成两面的，换辊方便，调整窗口窄。

立辊的侧压量每架 0.5~1.5 mm。给大了带钢边缘被挤厚，角部外侧起筋；给小了成型不足，角度回弹补不回来。

回弹必须提前补。冷弯方矩管的角部回弹在 R/t 为 1.5~3 时大约 4~7°，孔型按过弯 5%~8% 设计。

回弹量跟屈服强度走。Q235 按 GB/T 700-2006，Q355 按 GB/T 1591-2018，同一套孔型换钢种，角部尺寸就变。换材料要重新核回弹。

焊缝位置提前定。方矩管焊缝多放在一面平面的中间，也有放在角部的。放角部时，挤压辊和孔型开口要一起改，否则焊完压不实。

定径段是收尾那道关。四辊定径机每架减径不超过 0.5%，四架走完把边长、圆角、直角度收进公差。架数不足时减径量还得往下压，宁慢勿猛。

定径量给大了，角部金属往直边流，直边鼓出来，圆角反而变小。定径段干的是整形，不是改尺寸。定径辊的孔型按成品尺寸做，不按中间道次做。

直边凹心是直接成方最常见的缺陷。直边中间凹进去，两边鼓，原因在边缘被过度拉伸，中间段没跟上。判据用 1 m 直尺压直边，中间塞得进 0.5 mm 塞尺就算超了。

凹心要从成型段解决。查立辊侧压是不是给大了，查边缘在各架的高度是不是均匀抬升，别指望定径段把它压平。

角部减薄多少算正常。R/t 在 2 附近，角部壁厚减薄 5%~8%；R/t 降到 1.5 以下，减薄能到 12%~15%。超过这个数，角部强度不够。

角部壁厚要单独测。用超声测厚仪在圆角中点打点，别在直边上量完就签字。直边合格、角部超薄，是方矩管退货的常见原因。

扭曲和孔型对称性是一件事。上下辊不对称、左右立辊压力不等，管子出来是螺旋状的。每米扭曲控制在 2 mm 以内。

直角度偏差按 ±1° 控，直边平面度按边长的 0.5% 控。这两项定径段能修一部分，成型段错了就修不回来。

换规格要不要整套换辊。换边长的话，成型段和定径段基本都要换，孔型是按边长和 R 单独设计的。同一系列相邻边长，可以共用部分平辊。

共用辊的前提是中性层长度接近。料宽差在 10 mm 以内，改一改立辊间隙还能用；差得多了硬用，出来就是废品。

直接成方和圆变方怎么选。口径 200 以下、壁厚 8 mm 以下、批量稳定，直接成方合适，角部壁厚均匀、圆角小、能耗低。

大口径厚壁、规格换得勤，圆变方更省事。先按 GB/T 13793-2016 焊圆管，再用四辊整形，一套圆管辊能覆盖不少方管规格。

圆变方的代价落在角部。圆管压方，角是挤出来的，壁厚减薄比直接成方大，圆角半径也做不到那么小。要小圆角、要薄壁的方矩管，圆变方做不出来。

孔型精度靠辊子保证。轧辊按 GB/T 31936-2015 验收，孔型样板要跟孔型弧同心同角域，样板对不上，辊子车得再光也没用。

焊缝质量还是按圆管那套查。GB/T 3091-2025 从 2025 年 10 月 1 日实施，方矩管的尺寸与外形参照 GB/T 6728-2017，两边的公差别混着用。

一套直接成方孔型排下来，顺序是先算料宽，再定 R 和道次，然后排边缘轨迹，逐架校核中性层长度，补回弹，配定径。跳过哪一步，后面都要用试车来还。

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常见问题（FAQ）

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