Η μετατροπή στρογγυλών σωλήνων σε τετράγωνους σωλήνες είναι μια συνηθισμένη διαδικασία επεξεργασίας μετάλλων, η οποία βασίζεται στην πλαστικότητα των μεταλλικών υλικών για να αλλάξει το σχήμα της διατομής-του σωλήνα διασφαλίζοντας παράλληλα τη δομική του ακεραιότητα και απόδοση.Οι βασικές μέθοδοι περιλαμβάνουν κυρίως ψυχρή έλξη, διαμόρφωση κυλίνδρων (εξώθηση) και θερμή έλαση,τα οποία είναι κατάλληλα για διαφορετικές προδιαγραφές, απαιτήσεις ακρίβειας και κλίμακες παραγωγής. Ακολουθεί ένας λεπτομερής οδηγός-βήμα προς-βήμα, συμπεριλαμβανομένης της προετοιμασίας, της βασικής λειτουργίας, της μετα-επεξεργασίας και των βασικών προφυλάξεων.
1. Προετοιμασίες πριν από την επεξεργασία
Η επαρκής προετοιμασία είναι η βάση για τη διασφάλιση της ποιότητας των τετράγωνων σωλήνων, που περιλαμβάνει επιλογή υλικού, επιθεώρηση εξοπλισμού και επιφανειακή επεξεργασία, η οποία επηρεάζει άμεσα το αποτέλεσμα διαμόρφωσης και την αντοχή του προϊόντος.
1.1 Επιλογή και επιθεώρηση υλικού
Δεν είναι όλοι οι στρογγυλοί σωλήνες κατάλληλοι για μετατροπή σε τετράγωνους σωλήνες. το υλικό πρέπει να έχει καλή πλαστικότητα για την αποφυγή ρωγμών κατά τη διαδικασία παραμόρφωσης. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν:
- Ανθρακούχο χάλυβα: Όπως χάλυβας 20#, Q235 (ισοδύναμο με ASTM A36) και Q355 (ισοδύναμο με EN 10219 S355), που είναι οικονομικά-αποτελεσματικοί και έχουν καλή παραμόρφωση, κατάλληλα για γενική δομική χρήση.
- Χαμηλό-κράμα χάλυβα: Με υψηλότερη αντοχή από τον συνηθισμένο ανθρακούχο χάλυβα, είναι κατάλληλο για σενάρια που φέρουν φορτίο-όπως γέφυρες και βαριά μηχανήματα.
- Ανοξείδωτο ατσάλι: Όπως το 304 και το 316, που επιλέγονται για περιβάλλοντα- ανθεκτικά στη διάβρωση, αλλά η δυσκολία επεξεργασίας και το κόστος είναι σχετικά υψηλά.
- Απαιτήσεις επιθεώρησης: Ελέγξτε τον στρογγυλό σωλήνα για ελαττώματα επιφάνειας (όπως ρωγμές, ουλές και βαθουλώματα), μετρήστε την εξωτερική του διάμετρο, το πάχος του τοιχώματοςκαι ευθύτητα για να διασφαλιστεί ότι πληροί τις απαιτήσεις επεξεργασίας. Το πάχος του τοιχώματος του στρογγυλού σωλήνα πρέπει να είναι ομοιόμορφο και η απόκλιση δεν πρέπει να υπερβαίνει το ±10% (αναφερόμενοι στις σχετικές απαιτήσεις του EN 10255 για σωλήνες από μη κραματοποιημένο χάλυβα).
1.2 Προετοιμασία εξοπλισμού και εργαλείων
Ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται ποικίλλει ανάλογα με τη μέθοδο διαμόρφωσης και τα βασικά εργαλεία πρέπει να είναι προ-ρυθμισμένα για να διασφαλιστεί η σταθερή λειτουργία:
- Για κρύο τράβηγμα: Ψυχρή μηχανή έλξης, τετράγωνη μήτρα (που ταιριάζει με το μέγεθος του τετράγωνου σωλήνα στόχου), λιπαντικό (για μείωση της τριβής και αποφυγή επιφανειακών γρατσουνιών), φούρνος ανόπτησης (για ενδιάμεση ανακούφιση από την πίεση).
- Για μορφοποίηση κυλίνδρων: κύλινδροι διαμόρφωσης πολλαπλών- ομάδων, κυλινδρόμυλος, συσκευή ταξινόμησης μεγέθους, σύστημα μετάδοσης. Οι κύλινδροι πρέπει να ρυθμιστούν ανάλογα με το μέγεθος του στρογγυλού σωλήνα και του τετράγωνου σωλήνα στόχου και ορισμένες προηγμένες γραμμές παραγωγής μπορούν να πραγματοποιήσουν ηλεκτρονική προσαρμογή χωρίς αλλαγή κυλίνδρων.
- Για θερμή έλαση: Κλίβανος θέρμανσης (για τη θέρμανση του στρογγυλού σωλήνα στη θερμοκρασία πλαστικής παραμόρφωσης), τετράγωνο/ορθογώνιο έλαστρο διέλευσης, συσκευή ψύξης, μηχάνημα ισιώματος.
1.3 Επεξεργασία επιφάνειας στρογγυλών σωλήνων
Πριν από τη διαμόρφωση, η επιφάνεια του στρογγυλού σωλήνα πρέπει να καθαριστεί για να αφαιρεθούν οξείδια, σκουριές, λεκέδες λαδιού και άλλες ακαθαρσίες, οι οποίες μπορούν να αποτρέψουν επιφανειακά ελαττώματα (όπως γρατσουνιές και κοιλώματα) κατά την επεξεργασία και να εξασφαλίσουν την ποιότητα της επιφάνειας διαμόρφωσης:
- Πίκρωση: Μουλιάστε τον στρογγυλό σωλήνα σε όξινο διάλυμα για να αφαιρέσετε τα οξείδια της επιφάνειας. Ξεπλύνετε με καθαρό νερό μετά το τουρσί για να αποφύγετε τη διάβρωση των υπολειμμάτων οξέος.
- Γυάλισμα (προαιρετικό): Για τετράγωνους σωλήνες υψηλής-ακρίβειας, γυαλίστε την επιφάνεια του στρογγυλού σωλήνα για να γίνει λεία, μειώνοντας την τριβή κατά τη διαμόρφωση.
- Λίπανση: Εφαρμόστε λιπαντικό ομοιόμορφα στην επιφάνεια του στρογγυλού σωλήνα (ιδιαίτερα σημαντικό για κρύο τράβηγμα), το οποίο μπορεί να μειώσει τη φθορά του καλουπιού/του κυλίνδρου και του στρογγυλού σωλήνα και να βελτιώσει την απόδοση διαμόρφωσης.
2. Μέθοδοι διαμόρφωσης πυρήνα (Βήμα-Βήμα προς-Λειτουργία)
Η επιλογή της μεθόδου διαμόρφωσης εξαρτάται από το μέγεθος του στρογγυλού σωλήνα, τις απαιτήσεις ακρίβειας του τετραγωνικού σωλήνα και την κλίμακα παραγωγής. Ακολουθούν οι τρεις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι, με λεπτομερή βήματα και χαρακτηριστικά λειτουργίας.
Μέθοδος 1: Ψυχρό σχέδιο (Κατάλληλο για μικρές/μεσαίες προδιαγραφές, υψηλή ακρίβεια)
Το ψυχρό σχέδιο είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος για τη μετατροπή στρογγυλών σωλήνων σε τετράγωνους σωλήνες, οι οποίοι μπορούν να επιτύχουν υψηλή ακρίβεια διαστάσεων και αιχμηρές γωνίες, κατάλληλοι για μηχανήματα ακριβείας, έπιπλα και άλλα πεδία που απαιτούν υψηλή εμφάνιση και ακρίβεια. Τα βήματα λειτουργίας είναι τα εξής:
- Ανόπτηση στρογγυλών σωλήνων: Βάλτε τον καθαρισμένο στρογγυλό σωλήνα σε έναν κλίβανο ανόπτησης, θερμάντε τον στους 600-700 βαθμούς (ανάλογα με το υλικό), διατηρήστε τον ζεστό για ορισμένο χρόνο και μετά ψύξτε τον αργά. Αυτό το βήμα μπορεί να εξαλείψει την εσωτερική πίεση του στρογγυλού σωλήνα, να βελτιώσει την πλαστικότητά του και να αποφύγει το ράγισμα κατά τη διάρκεια του σχεδίου.
- Εγκατάσταση και προσαρμογή καλουπιού: Εγκαταστήστε την τετράγωνη μήτρα που ταιριάζει με το μέγεθος τετράγωνου σωλήνα στόχου (μήκος × πλάτος × πάχος τοιχώματος) στη μηχανή κρύου σχεδίασης, προσαρμόστε τη θέση της μήτρας για να βεβαιωθείτε ότι η κεντρική γραμμή της μήτρας είναι ευθυγραμμισμένη με την κεντρική γραμμή του στρογγυλού σωλήνα και ότι το κενό μεταξύ της μήτρας και του στρογγυλού σωλήνα είναι εύλογο (για να εξασφαλίσετε το ομοιόμορφο πάχος του τετραγωνικού σωλήνα).
- Τροφοδοσία και σχέδιο: Εισαγάγετε το ένα άκρο του λιπασμένου στρογγυλού σωλήνα στην τετράγωνη μήτρα, σφίξτε το άκρο του στρογγυλού σωλήνα με τον σφιγκτήρα της κρύας μηχανής έλξης και ξεκινήστε τη μηχανή για να τραβήξει τον στρογγυλό σωλήνα μέσα από τη μήτρα με ομοιόμορφη ταχύτητα. Η ταχύτητα τραβήγματος θα πρέπει να ελέγχεται στα 1-5 m/min (προσαρμόζεται σύμφωνα με το υλικό και τις προδιαγραφές) για να αποφευχθεί η υπερβολική ταχύτητα που οδηγεί σε επιφανειακές γρατζουνιές ή ανομοιομορφία στο πάχος του τοίχου.
- Σχέδιο πολλαπλών διελεύσεων (εάν είναι απαραίτητο): Για στρογγυλούς σωλήνες με μεγάλη παραμόρφωση (όπως η μετατροπή ενός στρογγυλού σωλήνα μεγάλης-διαμέτρου σε έναν τετράγωνο σωλήνα μικρού-μεγέθους), ένα μεμονωμένο σχέδιο δεν μπορεί να πληροί τις απαιτήσεις. Είναι απαραίτητο να εκτελείτε σχέδιο πολλαπλών-περασμάτων και να εκτελείτε ενδιάμεση ανόπτηση μετά από κάθε σχέδιο για να εξαλείψετε τη σκλήρυνση της επεξεργασίας και να διασφαλίσετε την πλαστικότητα του υλικού. Η ποσότητα παραμόρφωσης ενός μόνο περάσματος δεν πρέπει να υπερβαίνει το 15% για την αποφυγή υλικών ζημιών.
- Αρχική επιθεώρηση: Μετά το σχέδιο, αφαιρέστε τον σχηματισμένο τετράγωνο σωλήνα, ελέγξτε το εξωτερικό του μέγεθος, το πάχος του τοιχώματος και την ποιότητα της επιφάνειας και ρυθμίστε έγκαιρα τη μήτρα ή την ταχύτητα τραβήγματος εάν υπάρχουν αποκλίσεις.
- Χαρακτηριστικά: Υψηλή ακρίβεια (η ανοχή διαστάσεων μπορεί να ελεγχθεί εντός ±0,2 mm), αιχμηρές γωνίες, λεία επιφάνεια, αλλά χαμηλή απόδοση παραγωγής και υψηλό κόστος, ακατάλληλα για μαζική παραγωγή μεγάλης- κλίμακας.
Μέθοδος 2: Μορφοποίηση κυλίνδρων (εξώθηση) (Κατάλληλο για Μεγάλες Προδιαγραφές, Μαζική Παραγωγή)
Η διαμόρφωση κυλίνδρων χρησιμοποιεί κυλίνδρους πολλαπλών- ομάδων για να συμπιέζει σταδιακά τον στρογγυλό σωλήνα σε τετράγωνο σχήμα, το οποίο έχει τα πλεονεκτήματα της γρήγορης ταχύτητας, της υψηλής απόδοσης και του χαμηλού κόστους, κατάλληλο για τετράγωνους σωλήνες μεγάλου-διαμέτρου, παχύ-τοιχώματος και σενάρια μαζικής παραγωγής, όπως κατασκευή και δομική μηχανική. Τα βήματα λειτουργίας είναι τα εξής:
- Ρύθμιση κυλίνδρων: Σύμφωνα με την εξωτερική διάμετρο του στρογγυλού σωλήνα και το μέγεθος στόχου του τετραγωνικού σωλήνα, προσαρμόστε τη θέση και το διάκενο κάθε ομάδας κυλίνδρων διαμόρφωσης. Οι κύλινδροι έχουν σχεδιαστεί με σχήματα προοδευτικής μετάβασης (από κυκλικό σε ελλειπτικό σε τετράγωνο), διασφαλίζοντας ότι ο στρογγυλός σωλήνας παραμορφώνεται σταδιακά χωρίς ξαφνική συγκέντρωση τάσης.
- Τροφοδοσία: Τοποθετήστε τον καθαρισμένο και λιπασμένο στρογγυλό σωλήνα στον κυλινδρόμυλο και βεβαιωθείτε ότι ο στρογγυλός σωλήνας είναι ευθυγραμμισμένος με την κεντρική γραμμή των κυλίνδρων για να αποφύγετε την απόκλιση κατά τη διαμόρφωση.
- Προοδευτική διαμόρφωση: Ξεκινήστε τον κυλινδρόμυλο και ο στρογγυλός σωλήνας περνά με τη σειρά του από τους κυλίνδρους πολλαπλών-ομάδων. Κάθε ομάδα κυλίνδρων πιέζει λίγο τον στρογγυλό σωλήνα, αλλάζοντας σταδιακά την κυκλική-τομή σε τετράγωνη διατομή-. Ο αριθμός των κυλίνδρων είναι συνήθως 4-8 ομάδες και η ποσότητα παραμόρφωσης κάθε διέλευσης ελέγχεται εντός ενός λογικού εύρους για την αποφυγή ρωγμών.
- Μέγεθος και διαμόρφωση: Αφού περάσει από τους κυλίνδρους διαμόρφωσης, ο τετράγωνος σωλήνας εισέρχεται στο τμήμα διαστασιολόγησης. Οι κύλινδροι διαστασιολόγησης διορθώνουν περαιτέρω το μέγεθος και το σχήμα του τετράγωνου σωλήνα για να εξασφαλίσουν ότι το εξωτερικό μέγεθος, η διαγώνια απόκλιση και η ευθύτητα πληρούν τις απαιτήσεις. Ορισμένες προηγμένες γραμμές παραγωγής υιοθετούν μια μέθοδο προσαρμογής κακής ευθυγράμμισης για την πραγματοποίηση ηλεκτρονικής προσαρμογής διαφορετικών προδιαγραφών χωρίς αλλαγή κυλίνδρων.
- Κοπή: Ανάλογα με το απαιτούμενο μήκος, χρησιμοποιήστε μια μηχανή κοπής (όπως πριονοκορδέλα ή μηχανή κοπής με λέιζερ) για να κόψετε τον σχηματισμένο τετράγωνο σωλήνα στο καθορισμένο μέγεθος. Συνιστάται η χρήση κοπής με λέιζερ για να αποφευχθεί η σκλήρυνση των άκρων που προκαλείται από συνηθισμένη κοπή.
- Χαρακτηριστικά: Γρήγορη ταχύτητα παραγωγής (η ταχύτητα εργασίας μπορεί να φτάσει αρκετά μέτρα ανά λεπτό), χαμηλό κόστος, κατάλληλο για παραγωγή μεγάλης-κλίμακας, αλλά η ακρίβεια είναι ελαφρώς χαμηλότερη από το κρύο σχέδιο και οι γωνίες είναι στρογγυλεμένες (μεγάλη γωνία R-), κάτι που δεν είναι κατάλληλο για σκηνές που απαιτούν έντονες γωνίες. Η γωνία R-του τελειωμένου τετράγωνου σωλήνα είναι συνήθως μεγαλύτερη ή ίση με 1,5 τόνους (t είναι το πάχος του τοιχώματος).
Μέθοδος 3: Θερμή έλαση (Κατάλληλη για σωλήνες με μεγάλη-διάμετρο, παχύ-τοίχωμα)
Η θερμή έλαση σχηματίζει τον στρογγυλό σωλήνα σε έναν τετράγωνο σωλήνα σε υψηλή θερμοκρασία, ο οποίος είναι κατάλληλος για σωλήνες με μεγάλη-διάμετρο και παχύ{{1} τοίχωμα, οι οποίοι είναι δύσκολο να παραμορφωθούν σε θερμοκρασία δωματίου, όπως μεγάλα δομικά μέρη και εξαρτήματα βαρέων μηχανημάτων. Τα βήματα λειτουργίας είναι τα εξής:
- Θέρμανση του στρογγυλού σωλήνα: Βάλτε τον στρογγυλό σωλήνα σε φούρνο θέρμανσης και θερμαίνετε τον στους 1100-1250 βαθμούς (η συγκεκριμένη θερμοκρασία εξαρτάται από το υλικό), κρατήστε τον ζεστό για ορισμένο χρόνο για να διασφαλίσετε ότι ολόκληρος ο στρογγυλός σωλήνας θερμαίνεται ομοιόμορφα και φτάνει στην κατάσταση πλαστικής παραμόρφωσης. Η διακύμανση της θερμοκρασίας θα πρέπει να ελέγχεται εντός ±10 μοιρών για να διασφαλιστεί η σταθερή απόδοση παραμόρφωσης του υλικού.
- Μορφοποίηση έλασης: Βγάλτε τον θερμαινόμενο στρογγυλό σωλήνα από τον κλίβανο και βάλτε τον γρήγορα στον τετράγωνο/ορθογώνιο κύλινδρο έλασης. Το ελασματουργείο χρησιμοποιεί έλαση υψηλής- θερμοκρασίας για να πιέσει τον στρογγυλό σωλήνα σε τετράγωνο σχήμα με ένα πέρασμα ή πολλαπλά περάσματα. Η ταχύτητα κύλισης και η πίεση πρέπει να ελέγχονται επακριβώς για να αποφευχθούν ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος ή ρωγμές που προκαλούνται από υπερβολική πίεση ή πολύ γρήγορη ταχύτητα.
- Ψύξη: Μετά την έλαση, ο τετράγωνος σωλήνας ψύχεται με ψύξη αέρα ή υδρόψυξη. Η ταχύτητα ψύξης θα πρέπει να ελέγχεται για να αποφευχθεί η εσωτερική πίεση που προκαλείται από την ταχεία ψύξη. Για υλικά υψηλής- αντοχής, απαιτείται αργή ψύξη για να διασφαλιστούν οι μηχανικές ιδιότητες του τετραγωνικού σωλήνα
