PусскийPусский
Оглавление
Если вы когда-нибудь видели, как совершенно исправная металлическая трубка раскололась прямо по внешнему радиусу изгиба, вы уже знаете, насколько неприятными могут быть Перелом трещины в трубке во время изгиба . изогнутой трубы отправляет деталь прямо в металлолом, тратит время на оснастку и останавливает всю смену. В этом руководстве рассматриваются реальные причины появления трещин в изогнутых трубах , материальные и технологические факторы, стоящие за ними, а также практические решения проблем с гибкой труб, которые фактически возникают в цехах.
Изгиб приводит трубку в простое, но жесткое напряженное состояние: внешний радиус растягивается, а внутренний сжимается. Когда внешние волокна вытягиваются за предел удлинения материала, поверхность разрывается — это разрыв трубы, который известен всем. Это редко бывает внезапным несчастным случаем. Это видимый конец цепочки, которая начинается задолго до закрытия матрицы: низкая пластичность, слишком малый радиус, оправка, отклоняющаяся от касательной, или сварной шов, расположенный там, где не должен. Хороший анализ проблем гибки труб начинается с прослеживания этой цепочки до ее первого слабого звена.
Твердые материалы — высокопрочные стали, закаленная нержавеющая сталь, алюминий 6061-T6 — растягиваются очень мало, прежде чем порвутся. Если удлинение ниже требуемого при изгибе, на первой детали появляется растрескивание по внешнему радиусу .
Тонкая стенка относительно диаметра означает, что внешние волокна содержат меньше материала, способного разделить нагрузку. Эмпирическое правило гибки труб с соотношением D/t : чем выше D/t, тем больше становится тоньше внешняя стенка, прежде чем она расколется. Более тяжелая стена дает преимущество, но также требует больше усилий.
Сварная трубка имеет слабый, менее пластичный валик. Если сварной шов попадает во внешнюю зону растяжения, это становится мгновенной точкой зарождения трещины . Исправить это просто: поверните трубу так, чтобы нейтральная ось сварного шва находилась рядом с нейтральной осью изгиба, а не снаружи.
Даже на одной и той же мельнице одна плавка может работать тяжелее и с меньшим удлинением, чем предыдущая. Риск образования остаточного растрескивания возрастает, когда твердая, неотожженная партия попадает в жесткую программу. Всегда проверяйте сертификат удлинения, а для твердых сплавов планируйте отжиг перед гибкой..
Аустенитная нержавеющая сталь 304/316 быстро затвердевает. В тот момент, когда внешняя поверхность поддается, она становится более твердой и менее пластичной; следующий изгиб в той же программе выталкивает более твердый слой за край. Это классический рисунок трещин холодной штамповки на выхлопных и гидравлических трубках из нержавеющей стали.
Радиус изгиба в зависимости от соотношения R/D. Самым большим рычагом взлома является радиус. Малый радиус центральной линии сильно растягивает внешнюю стенку. Эмпирическое правило цеха: минимальный радиус изгиба при соотношении НИОКР должен составлять примерно 1,5D–2D для мягкой стали, 3D для нержавеющей стали и больше для 6061-T6. Все, что более плотно, требует оправки и часто многоступенчатого изгиба.
Положение оправки относительно касательной. Оправка, которая находится слишком далеко за касательной линией, позволяет внутренней стенке проникнуть внутрь, а внешняя стенка становится слишком тонкой — тогда она раскалывается. Выдвинутый слишком далеко вперед, нос трется и ускоряет внешний радиус стенки, утончаясь . Тангенс правильного положения оправки рассчитывается на основе наружного диаметра, стенки, радиуса центральной линии и диаметра вершины оправки.
Соответствие матрицы и проскальзывание матрицы зажима. Если проскальзывание зажимной матрицы позволяет трубке скользить во время вытяжки, внешняя стенка растягивается неравномерно и рвется. Гибочная матрица, зажимная матрица и вспомогательная нажимная матрица должны располагаться на одной центральной линии с правильным усилием.
Смазка и подготовка поверхности. Царапины, заусенцы и глубокие вытяжки на наружном диаметре трубы действуют как выемки концентрации напряжений на поверхностных дефектах . Плохой изгиб трубки смазки увеличивает трение, нагревает поверхность и питает те же самые трещины.
Даже идеальная трубка может сломаться на изношенной машине. Вспомогательный дрейф штампа под давлением — когда усилитель отстает от оси изгиба — лишает внешний радиус загружаемого материала, поэтому стенка растягивается все тоньше и тоньше, пока не расколется. Ошибки в положении оправки после смены инструмента, ослабление сервомуфт или слишком низкое давление зажима проявляются одним и тем же симптомом: свежей трещиной на внешнем изгибе. Вот почему устранение неполадок при гибке труб всегда заканчивается проверкой муфт, шариковых винтов и пресс-формы, прежде чем обвинять материал.
• Подтверждайте удлинение и твердость при каждой плавке; отжиг перед гибкой твердых сортов.
• Запрограммируйте наибольший радиус, который позволяет конструкция; соблюдайте минимальное соотношение исследований и разработок для материала.
• Используйте шаровую оправку для тонких стенок или малого радиуса; установите нос на 1–5 мм дальше касательной в зависимости от D/t.
• Поверните нейтральную ось сварного шва в сторону от внешней зоны напряжения.
• Сопоставьте полости штампа с внешним диаметром, установите давление зажима чуть выше порога скольжения и используйте подходящую смазку для изгиба.
• Для сложных материалов разделите угол на этапы многопроходной гибки, чтобы сохранить допустимую нагрузку за проход.
• Осмотрите первую деталь под увеличением: признаки зарождения трещины (волосы на сварном шве, царапины или касательная линия) появляются до полного раскола.
Некоторые сплавы — высокопрочная сталь, титан, толстая нержавеющая сталь 316 — сопротивляются даже после того, как вы закрепите радиус, оправку и зажимы. В таких случаях цех обращается к трем методам. Во-первых, при многопроходной гибке угол в 90 градусов разделяется на два или три меньших угла, позволяя материалу восстанавливаться между проходами и удерживая деформацию за проход на предельном уровне. Во-вторых, межпроходной отжиг смягчает закаленную нержавеющую сталь в середине программы; это добавляет цикл печи, но предохраняет весь цикл от растрескивания. В-третьих, специальная гибочная матрица, карман которой точно соответствует вашему наружному диаметру и стене, обеспечивает более равномерный профиль давления, чем стандартная матрица, а современный трубогибочный станок с ЧПУ контролирует скорость подачи, отслеживание наддува и колебания оправки в замкнутом контуре - поэтому один и тот же рецепт повторяется за повтором, а не перенастраивается вручную. Для большинства мастерских наибольшая экономия достигается не за счет покупки более крупного станка, а за счет обработки первой треснувшей трубы как данных — проверка удлинения, проверка носика оправки, проверка ориентации сварного шва и устранение основной причины до того, как будет согнута следующая деталь.
Вопрос 1. Почему труба трескается только на внешней стороне изгиба?
Внешний радиус находится в напряжении. При превышении предела удлинения внешние волокна рвутся. Вместо этого внутренняя часть сжимается и морщится.
В2. Может ли работать немного меньший радиус изгиба?
Только если вы добавите опору оправки, уменьшите скорость и подтвердите удлинение материала. Оставайтесь выше опубликованного минимального соотношения НИОКР.
Вопрос 3. Нержавеющая сталь трескается сильнее, чем мягкая сталь?
Да. 304/316 быстро затвердевает, поэтому внешняя поверхность быстро становится хрупкой. Решаем проблему большими радиусами, лучшей смазкой, а иногда и межпроходным отжигом.
Вопрос 4. Какое отношение положение оправки имеет к растрескиванию?
Если оправка отклоняется от касательной, внутренняя стенка разрушается, а внешняя стенка становится слишком тонкой. Если он расположен слишком далеко вперед, он царапает и ускоряет внешний радиус стенки, утончая ее..
Вопрос 5. Сварной шов находится на внутренней стороне изгиба — это безопасно?
Безопаснее, чем снаружи, но лучше всего располагать сварной шов вблизи нейтральной оси, где растяжение и сжатие близки к нулю.
Вопрос 6. Моя машина новая — почему она все еще ломается?
Проверьте смещение вспомогательной матрицы , калибровку усилия зажима и соответствие полости матрицы. Новым машинам по-прежнему нужна настройка, а не только мощность.
Вопрос 7. Может ли смазка действительно остановить появление трещин?
Она не исправит слишком малый радиус, но хорошая смазка при изгибе удаляет горячие точки, вызванные трением, которые становятся точками зарождения трещин .
Вопрос 8. Нормальна ли волосная трещина, если она крошечная?
Нет. Любая видимая линия роста волос по внешнему радиусу раскроется под действием вибрации или давления. Считайте его металлоломом и исправьте установку.
Большинство трещин в изогнутых трубах не являются чем-то загадочным. Они являются видимым результатом действия одного или нескольких предсказуемых факторов: материал, который не может достаточно растянуться, слишком малый радиус, отклонение оправки от касательной, сварной шов в зоне растяжения или смещение машины. Пройдите контрольный список выше, и вы обнаружите причину на первом этапе. Когда вы готовы к использованию станка, который поддерживает повторение этих настроек, компания [ SLS Machinery ] ( https://www.slsmachinery.com ) создает линии трубогиба с ЧПУ с сервоприводом пресс-формы, программируемым управлением оправкой и зажимом, а также многоуровневой оснасткой для конкретных сплавов, с которыми вы работаете, — так что вы тратите меньше времени на устранение неполадок при гибке труб и больше времени на доставку качественных деталей.
URL канала с видеороликами о машинах SLS: https://www.youtube.com/channel/UCBz_laOhfRZ_e00NxcyMwhQ
