Содержание:
- Основные свойства
- Виды сечений
- Применяемый материал
- Технологический процесс гибки
- Перечень ошибок
- Методы деформации
- Специальные наполнители
Одним из самых универсальных, прочных и доступных видов трубного металлопроката можно назвать профильную трубу. Она гибкая, может менять форму проката, без нарушения основных эксплуатационных качеств. Благодаря этому свойству металлоизделия, согнутые под некоторым углом, применяются в нефтяной отрасли, в химической и пищевой промышленности, в машиностроении, для бытовых нужд и прочего. Для безопасного и четкого сгибания трубы без последующих разрушений, с помощью гибки, необходимо руководствоваться правильной технологией, которая включает в себя расчет приложенных усилий и вычисление радиуса кривизны.
Основные свойства
Трубный профильный прокат довольно прочен и стоек к ряду нагрузок, благодаря имеющимся ребрам, придающим дополнительную жесткость. Его просто монтировать к другим поверхностям с помощью сварки, болтов, а также прочих крепежных деталей. Трубный профиль универсален: из него изготавливаются изделия разных форм, есть возможность сгибания, также можно ковать его при сильном разогреве, часто он применяется в несущих конструкциях. При соблюдении ряда условий, таких как хорошая сборка, качественный уход, оптимальная среда эксплуатации, изделия из профтруб служат довольно долгое время.
Виды сечений
Главной особенностью данного проката является обилие форм сечения, которое может быть в виде квадрата, прямоугольника, шестиугольника, треугольника и других, более сложных. Профильные трубы характеризуются заданными величинами сечения: высота, длина, ширина, показатель толщины стенки, применяемая сталь и прочее. Наиболее популярными считаются профили в виде квадрата и прямоугольника.
Применяемый материал
При грамотном подходе, с учетом правильно выбранного сырья, во время расчета необходимых нагрузок можно обойтись без использования дорогого спецоборудования и самостоятельно создать простые металлоконструкции для бытового применения.
Рассмотрим более детально марки стали, из которых изготавливают профильный трубный прокат:
- углеродистая. Имеет хорошие прочностные характеристики, пластичность. В основном применяют: 08кп, 10, Ст 2, 20, 35, Ст 4сп, Ст 1пс, Ст 3пс, 08пс и другие;
- легированная. Обладает хорошей стойкостью к коррозии, отличается высокими характеристиками, прочная. Используются следующие вариации: 09Г2С, 10Г2, 17Г1С,10ХСНД, 30ХГСА и прочие;
- нержавейка. Применима в сложных условиях, в том числе с агрессивными средами, такими как кислотная, щелочная и прочие, устойчива к коррозии, содержит цветные металлы. Марки стали: AISI 201, AISI 430, 04Х18Н9, 08Х18Н10Ю, AISI 304, 2Х15Г9НД, AISI 439;
- оцинковка. Более экономична по сравнению с нержавейкой, имеет хорошие антикоррозийные свойства.
Технологический процесс гибки
Для того чтобы правильно согнуть профтрубу, не повредив ее целостность, сохранив прочностные характеристики и надежность, необходимо следовать определенной последовательности действий и правилам. Изделиям, имеющим большие размеры сечения, придать нужную конфигурацию можно только в заводских условиях, с применением специального оборудования. Заготовку, небольших габаритов, можно согнуть самостоятельно, при соблюдении ряда требований. Для этого, прежде всего, необходимо учитывать строгий лимит по внутреннему радиусу, самые маленькие параметры которого высчитываются, исходя из значения сечения профиля, и данных о толщине стенки трубы.
Перед началом процесса нужно выбрать подходящий метод. Не стоит забывать, что на изделие воздействуют различные силы, участвующие в его сплющивании: сжатия и растяжения (внутри и снаружи соответственно).
Эти два действия имеют разную направленность, что ведет к возникновению напряжения при корректировке конфигурации трубы. Чем интенсивнее силы деформации, тем больше вытягивается изделие, поэтому гнуть его необходимо таким образом, чтобы не нарушалась целость растягивающейся стенки. Лучше брать короткие образцы, во избежание появления складок внутри поверхности сгибаемого изделия. Необходимо избегать возврата заготовки в первоначальное состояние, после деформирования, так называемого отпружинивания. Поэтому готовые трубы аккуратно подгоняют под нужные параметры.
Исходя из свойств применяемого материала, существует несколько методов изгиба. В случае использования части полой заготовки, с довольно тонкой стенкой из меди или латуни, сделать это очень просто, не прилагая особых усилий. Если нужно согнуть стальную трубу, то это уже сложнее. Стенки металла при сгибании подвергаются различным деформациям, меняющим как физические, так и механические характеристики материала. В результате процесса внешняя стенка трубы делается тоньше, а внутренняя становится гораздо толще, что ведет к снижению пластичности металла. Поэтому необходимо обязательно учитывать вид сырья, влияющего на выбор метода деформации.
Перечень ошибок
Для того чтобы правильно и без нарушений работать с профильной трубой, необходимо четко придерживаться технологии, во избежание получения бракованных изделий.
Рассмотрим более подробно распространённые виды ошибок в результате нарушения технологического процесса:
- неоднократная корректировка радиуса изгиба заготовки, находящейся в разогретом состоянии;
- несоизмеримое приложение силы для придания необходимой формы;
- неправильно выбранный температурный режим при техпроцессе, либо его резкие колебания.
Методы деформации
Если требуется произвести сгибание профильной трубы, имеющей малые габариты, необязательно нагревать заготовку. Сделать это можно простым способом, прикладывая силу вручную по нарастающей, понемногу увеличивая степень нагрузки. Холодная методика позволяет изменить конфигурацию трубного профиля, как с наполнителем, так и без.
Рассмотрим основные методы деформации:
- Профилегибочный станок. Чаще всего для производства арочных и прочих металлоконструкций применяют профилегибы следующих типов: ручной, электрический или гидравлический. Это простое и эффективное приспособление для придания нужной конфигурации профильным трубам в домашних условиях. При помощи высокого давления металл гнется между 2 валами и получает необходимый мастеру вид.
Принцип работы следующий:
- установить и зафиксировать станок;
- заземлить его;
- проверить целостность;
- запустить холостой ход и исключить неисправности;
- во время прохождения заготовки наладить кривизну.
Для малого объема работ лучше применять ручную модель профилегибочного станка (если имеется чертеж механизма, можно собрать его своими силами).
- Гибочная плита (оправка) . Используется для профтруб малых размеров, имеющих высоту профиля менее 1 сантиметра, для получения небольшого изгиба. Для этих целей берется плита с техническими отверстиями под специальные штыри, которая находится в горизонтальном положении. Штыри, являющиеся своего рода упорами, должны быть прочно зафиксированы. Для корректировки радиуса гиба используется шаблон, сделанный из металлического уголка, толстых фанерных кусков или нетонкого картона. Штыри крепятся в техотверстия по заданной дуге. Между ними кладут заготовку и с помощью физического воздействия постепенно сгибают ее от середины к краям.
- Гибка сварочным аппаратом. Перед началом работ обязательно просчитывают нужный радиус изгиба и выясняют размер деформируемого участка. При помощи специального станка делаются отметки на внутренней поверхности трубы. Если пропилов получится много, то изгиб приобретет более плавные линии. Участок, где планируется деформация, становится похожим на неровный отрезок, ломаной конфигурации, с острыми углами снаружи. С помощью тисков зажимается один конец, сгибается, придавая заданную кривизну. Стыки заготовки упрочняются сваркой, после, производится обработка швов.
- Станок Вольнова. Технологию можно отнести к холодному способу. Принцип заключается в использовании статического ролика, вокруг которого будет изгибаться заготовка трубы.
Принцип действия следующий:
- зафиксировать трубу одной частью между роликом при помощи хомутов;
- соединить начальную точку гибки с отметиной на поверхностях ролика;
- поворачивать скобы до достижения необходимого радиуса;
- возврат хомутов в начальную точку;
- извлечение трубы.
В данной технологии не требуется применение наполнителей.
- Физическое воздействие. Если нужно согнуть пластичную профильную трубу с малым сечением, то можно применять обычную воду без какого - либо дополнительного оборудования. Используют способ только в зимний период, при минусовой температуре. Главным условием является герметичная закупорка одного конца трубы, во избежание вероятного просачивания воды на начальном этапе.
Технология процесса следующая:
- плотно закрыть один конец профтрубы;
- залить жидкость;
- дать воде замерзнуть;
- начать сгибание в заданном направлении;
- сделать замеры положения заготовки по нужным осям, по шаблону.
- Горячий метод. Используется при изгибе профиля, имеющего высоту от сорока миллиметров. Технология предусматривает предварительный отжиг, затем металлопрокат размягчают с заткнутыми специальными пробками на концах. До окончательного остывания согнутая заготовка остается под напряжением.
Специальные наполнители
Для того чтобы аккуратно, без каких-либо заломов установить заданный радиус профтрубе, имеющей малые размеры, применяют наполнители. Они служат для равномерного сгиба участка деформации. В качестве наполнителя может использоваться свинец, машинное масло, в некоторых случаях канифоль, сухие смеси из песка, стальная пружина из специальной проволоки и прочие. Наиболее универсальным и востребованным вариантом можно считать песок и пробку из дерева. Технология применения такова: заглушку вбивают в пустое отверстие, засыпают песок и закрывают дыру. При загибе песочная субстанция играет роль компенсатора и не позволяет металлоизделию треснуть. В завершающей стадии процесса наполнитель удаляется.
Резюмируя вышеописанное, можно сделать вывод, что существует несколько способов гибки профильных труб. Всегда можно подобрать оптимальный вариант для каждого конкретного случая.