Алюминиевая труба на растяжение
Вопросы, рассмотренные в материале:
- Зачем гнут трубы из алюминия
- Почему согнуть алюминиевую трубу не так просто
- Как правильно сгибать алюминиевые трубы
- Какими методами осуществляется гибка алюминиевой трубы
Ремонтные работы либо возведение новых зданий нередко требуют применения гнутых труб. Но, несмотря на востребованность подобных элементов, их не всегда можно приобрести в нужной конфигурации. Чтобы получить изделие, которое будет подходить по параметрам, производится гибка алюминиевой трубы на заказ по заранее выбранным эскизам.
Общая информация про гибку труб
В наше время конструкции из металла часто используются при строительстве. Чтобы получить изделие определенной формы и размера, применяется гибка алюминиевой трубы на заказ. Это довольно сложная процедура, которая предусматривает сгибание прямой заготовки с тонкими стенками. При этом происходит сжатие внутреннего и растяжении внешнего металлического слоя.
Таким образом, при работе с заготовкой специалисты растягивают и удлиняют наружный слой, при этом внутренний сжимается и укорачивается. Средний, то есть нейтральный участок, должен оставаться неизменным. Если изделие симметричное, данный слой будет находиться на равном расстоянии от одного и другого края. У несимметричных конструкций нейтральный участок пролегает через центр тяжести.
Гибка алюминиевой трубы не предусматривает использования сварки либо других методов соединения деталей. Учитывая, что в данном случае нет сильного воздействия на металлическую структуру, изделие выходит более прочным и долговечным. При качественной гибке можно получить хорошую конструкцию из гнутой трубы без лишних резьбовых соединений и литых элементов. Правильно изогнутое изделие дает возможность пропускать газ, воду и иные субстанции без каких-либо препятствий. Более того, данный метод позволяет добиться отличной герметизации конструкции, что существенно продлевает эксплуатацию изделий.
Сгибание трубы считается технологическим процессом повышенной сложности, так как эта процедура заканчивается деформацией металла. Если допустить ошибку, на изделии могут появиться нежелательные трещины. Даже микроскопические отверстия приводят к тому, что металлоконструкция теряет свою прочность и надежность. Но при строительстве часто применяются подобные изделия, так как правильно проведенная гибка алюминиевой трубы дает возможность получить жесткую конструкцию с отличными эргономическими характеристиками и приятным внешним видом.
При сгибании трубы получаются:
- водосточные желоба высокой надежности;
- элементы заборов;
- коньки крыш;
- перила;
- водоотводы и элементы декоративных украшений, используемых в строительстве и ремонте.
Ручная гибка алюминиевой трубы возможна и в холодном, и в горячем виде, для чего используются специальные приспособления. Предотвратить появление складок на месте сгибания либо овального сечения элемента можно, если взять специальный наполнитель. Не допустить возникновение дефекта можно за счет сухого песка, масла и других субстанций, легко удаляемых из трубы.
Если у профиля диаметр менее 20 мм, его можно согнуть в холодном состоянии при помощи ручного трубогиба. Он крепится на верстак с помощью плиты либо ступицы, на оси последней расположен неподвижный ролик, оснащенный хомутом, закрепленным к скобе с рукоятью. Элемент, который необходимо согнуть, должен быть размещен между парой роликов так, чтобы хомут оказался в конце трубы. Затем в действие приводится рукоятка, поворачивающая скобу вокруг шаблонного ролика, стоящего неподвижно. Это движение завершается, когда будет получен необходимый угол изделия.
Гибка алюминиевой трубы методом нагрева чаще всего необходима для элементов, диаметр которых более 100 мм. Для начала заготовка обжигается. Когда металл станет более мягким, один конец трубки закупоривают пробкой. После этого можно использовать наполнитель, к примеру, сухой мелкий песок, который засыпают в открытое отверстие, предварительно просеяв. Тут потребуется сито с ячейкой около 2 мм.
Наполнитель необходимо постоянно утрамбовывать, постукивая по изделию. Следует учитывать, что при нагревании мелкие песчинки будут спекаться и прилипать к стенкам. Когда труба будет полностью заполнена, второе отверстие необходимо прикрыть пробкой из дерева. В ней должно быть предусмотрено отверстие для выхода газов, которые непременно появятся при нагревании песка в трубке.
Раскалить изделие можно паяльной лампой либо газовой горелкой. Оптимальным будет появление вишнево-красного оттенка. Если же труба оказалась перегретой, ее необходимо охладить до нужного цвета. Желательно действовать быстро и аккуратно. Мастер должен согнуть трубу с первого раза, так как повторное нагревание негативно скажется на свойствах металла. Также нужно следить, чтобы отдельные участки конструкции не перегревались.
Даже при соблюдении всех правил гибка алюминиевой трубы в домашних условиях не дает стопроцентной гарантии качества готового изделия. Хотя и у профессионалов бывают ошибки. Изготовить конструкцию точно по эскизу без специального оборудования просто невозможно.
Существуют специальные устройства от иностранных производителей, которые созданы для качественного сгибания труб из всевозможных металлов. Они используются на крупных предприятиях. Такое оборудование полностью автоматизировано, поэтому человеческой ошибки при изготовлении конструкции быть не может. Современные аппараты обладают высокой точностью работы, полной автоматизацией и крупными объемами производства. За счет этого создается возможность установить низкие расценки на гибку труб.
Особенности алюминия как металла
Сгибание алюминия в чистом виде, а также его сплавов, может иметь несколько нюансов:
- При получении металла чаще всего проводится процедура искусственного либо естественного старения. Это необходимо для того, чтобы структура исходного материала стала более стабильной. Что касается непосредственно алюминия, то тут подобная термическая обработка требуется также и для создания прочной поверхностной пленки основного оксида AI2O3. Именно эта защита не допускает появления коррозии на изделиях из этого материала. Также пленка усиливает прочность конструкции, но от этого страдает пластичность.
- Трубопрокатное производство с использованием алюминия может проходить методом прокатки, горячей экструзии либо выдавливания. В последнее время наибольшей популярностью пользуются последние две технологии, хотя именно благодаря прокату алюминиевая труба становится более прочной, но ее чувствительность к напряжениям при сгибании увеличивается.
- Любой метод сгибания профиля за счет особенности процесса предусматривает смену местоположения «нейтральной линии». Это виртуальная кривая, разделяющая зону под напряжением сжатия (которая примыкает к внутренней части обрабатываемой трубы) и растягиваемый участок, расположенный на внешней поверхности изгибаемого изделия. По этой причине алюминиевые конструкции и трубы из сплава этого металла наиболее часто расходятся по внешнему, а не по внутреннему радиусу.
- В строительной практике часто используют профили из чистого алюминия таких марок, как АД0, АД33, АД31 и пр. Помимо этого, большим спросом пользуются изделия их дюралюминов, к примеру, Д1 и Д16.Многие выбирают сплавы из алюминия и марганца. Но нужно учитывать, что дополнительные добавки могут снизить пластичность исходного материала. Если гибка алюминиевой трубы проводится в домашних условиях, химический состав заготовки часто не берется во внимание. Это и приводит к неудачам, например, к появлению сложного пространственного контура.
По этой причине перед началом работы необходимо тщательно проверить марку сплава, из которого была изготовлена труба. Далее нужно действовать в соответствии с рекомендациями по работе с конкретным металлом.
Если продукция оказалась несертифицированной, можно получить информацию из других источников:
- На торцевой части трубки должна быть маркировка. Расшифровать ее можно по справочнику, к примеру, по первому тому «Справочника конструктора-машиностроителя» Анурьева. Здесь будут указаны уровни пластичности материала.
- Самый доступный способ – это постукивание трубы молотком. Чем более звонкий звук, тем выше твердость металла.
- Можно использовать напильник. Элементы мягкого сплава, такого как АД0 либо АМг6, будут липнуть к инструменту. Твердые материалы отслаиваются от основы.
- Все разновидности дюралюминов, а в особенности Д16, обладают невысокой устойчивостью к коррозии. Поэтому производители выпускают такие трубы с поверхностным покрытием, выполненным методом анодирования. Это неудачные варианты для сгибания. Их можно повернуть лишь на небольшой угол.
- Изделия из дюралюминия будут пачкать руки, поэтому их легко отличить от чистого алюминия.
Как происходит гибка алюминиевой трубы
Когда сгибают алюминиевую трубу под любым углом, структура металла деформируется. То есть внутренний слой сжимается, а внешний растягивается. Плотность данного материала достаточно низкая, поэтому при правильном сгибании конструкция не сильно «травмируется». При использовании легированных профилей, которые обладают большей плотностью из-за особенностей производства, получить изогнутое изделие будет сложнее.
Труба из алюминия обладает достаточной гибкостью, чтобы изготовить из нее самую замысловатую конструкцию, сохранив целостность заготовки и сечения. Процедура может проводиться вручную, с использованием несложных устройств или же на специальных промышленных станках. В зависимости от ситуации, сгибание может проходить в холодном либо горячем состоянии. Тут многое зависит от таких моментов, как размер, вид, структура изделия, толщина трубы и сложность задуманной формы.
Существует четыре разновидности процесса сгибания профиля из алюминия в одной плоскости – это скоба, калач, отвод и утка. Два излома в 135° называют «уткой», три сгиба с углом 90° в центре и 135° по краям – это «скобка», сгибание в полуокружность именуют «калачом», а градус от 45 до 135 единиц – это «отвод».
Качественная гибка алюминиевой трубы возможна при соблюдении следующих правил:
- при наличии на профиле сварного шва необходимо следить за тем, чтобы он не оказался ни на вогнутой, ни на выпуклой линии изгиба;
- при сгибании тонких труб диаметром 15–20 мм нужно следить, чтобы радиус изгиба был не меньше значения ее внешнего диаметра, умноженного вдвое;
- если заготовка имеет диаметр более 25 мм, желательный радиус должен составлять не меньше величины внешнего диаметра трубки, увеличенного в три раза.
Вне зависимости от того, какой вариант обработки был выбран мастером, его основной задачей будет создание конструкции без надломов, внутренних сморщиваний, сплющиваний и трещин. Это возможно при правильном выборе профиля, инструментов и метода.
4 метода гибки алюминиевой трубы
Вне зависимости от цены, для обработки профиля могут быть использованы разные технологии. К основным вариантам следует отнести гибку через проталкивание, прокатку, обкатку и сгибание под давлением. Оборудование для каждого случая будет разное.
1. Гибка проталкиванием.
Это оптимальный вариант для получения пологого сгиба, который востребован при изготовлении арок, дуг и т. п. Радиус кривизны в данном случае будет небольшой. Как правило, это 5-6 диаметров самой трубки. Для получения такого сгиба изделие проталкивают между фиксирующим и отклоняющим роликами.
Уровень кривизны определяется по расположению ролика. Это не самый точный метод, с помощью которого сгибается алюминиевая труба. Поэтому предварительно нужно провести тестовую работу для определения характеристик обрабатываемого материала. Метод проталкивания подходит для профиля, диаметр которого не превышает 100 мм.
Если труба будет больше, для нее лучше подойдет способ прокатки. Проталкиванием удобно выгибать профиль для изготовления декоративных конструкций, таких как перила и ограды. Они могут быть частью мебели и интерьера дома. Функцией проталкивания есть у трубогибочных станков.
2. Гибка прокаткой.
Данный метод предусматривает использование трубогибов с тремя роликами. Между этими элементами прокатываются заготовки. Ролики, перемещающие трубу, имеют специальный привод, а от их расположения зависит уровень кривизны.
Точность прокатки очень низкая. Однако за счет возможности многоразовой обработки профиль можно привести в нужное состояние. Гибка алюминиевой трубы методом проката требует знаний и опыта. Этот способ подходит для заготовок с большим сечением.
3. Гибка обкатыванием.
Подобный способ подразумевает обкатывание трубки вокруг ролика, имеющего фиксированный диаметр. Для этого требуется внешнее воздействие, которое осуществляется роликом либо подвижной планкой. Заготовка не закрепляется на станке. Способ применяется на разном оборудовании.
При обкатке не используется дорн, поэтому труба малого диаметра тут не подойдет, так как ее может сжать. Минимальный размер алюминиевой трубы по радиусу при гибке должен составлять не менее 2,5. У готовой работы может не быть идеальной овальности в области сгиба.
4. Гибка давлением.
Здесь применяются прессы со штампами, имеющими определенную форму. Внешнее давление заставляет трубу принять нужный вид. Из минусов этого метода нужно выделить высокую стоимость пресс-формы, а также разброс пружинящих характеристик изделия.
Способ давления полезен тогда, когда трубу нужно не только согнуть, но и немного сплющить. Метод может быть задействован для ручного изготовления конструкции, где применяется матрица для конкретного радиуса профиля и привод с матрицей отвесного типа, прижимающего трубку.
В некоторых случаях используется не внешнее, а внутреннее давление за счет использования гидроформовки. Изначально металлический элемент укладывается в форму, а затем в него заливается жидкость. Большой напор прижимает стенки трубы и сгибает их в нужном направлении. Это наиболее точный способ, но и самый дорогой.
Минимальный риск повреждений дает гибка алюминиевой трубы на станке. Здесь могут быть созданы различные формы за счет электромеханических и гидравлических механизмов, работающих точно по заданным параметрам.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
- цветные металлы;
- чугун;
- нержавеющую сталь.
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
Источник
Чаще всего гнут такие марки алюминия, как АД0, АД31, АД33 и т.п., а также и дюралюминий типа Д1. Далее читайте как можно согнуть алюминиевую трубу.
Как согнуть алюминиевую трубу — этот вопрос не может показаться странным для людей, которые уже имели дело с гибкой алюминия (и, в частности, сплавов на его основе). Данный металл, несмотря на высокую пластичность, капризен при деформировании, особенно в пустотелых сечениях. Между тем, алюминиевые трубы часто встречаются как элементы трубопроводных соединений.
Популярные марки алюминия для гибки
Сложности гибки как чистого алюминия, так и сплавов на его основе, связаны со следующими обстоятельствами:
- В процессе получения металл, в большинстве случаев, проходит искусственное или естественное старение. Вообще-то, оно применяется с целью стабилизации структуры исходного металла, но для алюминия и его сплавов необходимость такой термической обработки состоит еще и в создании на поверхности прочной пленки основного оксида Al2O3. Такая пленка придает продукции необходимую коррозионную стойкость, но, с другой стороны, повышает прочность, и, что существеннее, снижает пластичность.
- Алюминиевый трубный прокат производится по нескольким технологиям — прокаткой, горячей экструзией и выдавливанием. Последние два способа получают все большее распространение, однако, именно после них прокат существенно упрочняется, а его чувствительность к напряжениям изгиба возрастает.
- При любых способах гибки профилей, в силу физических особенностей процесса, постоянно изменяется месторасположение так называемой «нейтральной линии» — виртуальной кривой, которая разделяет между собой зоны с напряжениями сжатия (которые примыкают к внутренней поверхности изгибаемой заготовки), от зон с напряжениями растяжения, располагающимися на внешней поверхности гиба. Поэтому трубы из алюминия и его сплавов чаще трескаются не по внутреннему, а по внешнему радиусам.
- Широкое практическое применение получили трубчатые профили не только из чистого алюминия (например, марок АД0, АД31, АД33 и т.п.), но также и из дюралюминов типа Д1 или Д16, а также из сплавов алюминия с марганцем. Все эти составляющие снижают пластичность исходных заготовок. Поскольку в быту химический состав начального проката часто игнорируется, то неудачи при гибке, в частности, по сложному пространственному контуру, вполне возможны.
В связи с этим, перед гибкой алюминиевых труб следует точно определить марку сплава и условия его предварительной термообработки. Если сертификат на продукцию отсутствует, то подобную проверку можно выполнить несколькими способами:
- Изучить маркировку, которая обычно приводится на торцевых участках трубы, а затем, по доступным справочникам (хотя бы того же «Справочника конструктора- машиностроителя» Анурьева, т.1), уточнить необходимые показатели пластичности;
- Легким простукиванием изделия молоточком: с повышением твердости материала звук становится более звонким;
- Более мягкий сплав налипает на напильник (характерно, в частности, для АД0 и АМг6), а более твердый — отслаивается от собственной основы;
- Все дюралюмины (а особенно Д16) изначально обладают низкой коррозионной стойкостью, поэтому часто реализуются с поверхностным покрытием по методу анодирования. Такие заготовки допустимо гнуть лишь на небольшие углы;
- Дюралюминиевые трубы не пачкают руки при контакте.
Особенности гибки алюминиевых профилей
Перед получением гнутого профиля требуется подготовить исходные данные, касающиеся:
- Максимально допускаемого значения для внутреннего радиуса гибки трубчатой заготовки rmin.
- Приемлемого изменения формы поперечного сечения трубы после деформирования (особенно это критично для элементов трубопроводов).
- Длины свободного участка трубы после гибки.
- Ожидаемой пластичности исходного материала.
Суммируя, стоит отметить, что залогом успешной гибки будет формирование в изгибаемой заготовке напряженного состояния всестороннего неравномерного сжатия. При этом усилие противодавления должно составлять не более 50…70% от основного усилия. Иначе деформировать даже алюминиевую трубу окажется нелегко. Для создания такого противодавления можно применять следующие технологические приемы:
- Загибать исходную заготовку только на дорновом трубогибочном станке, причем использовать не жесткий, а эластичный дорн, например, резину средней твердости. В частности, такой материал на основе каучука под торговой маркой Dacheng производит китайская компания HengShui. Есть и отечественные резины (например, 7889).
- Согнуть алюминиевую трубу диаметром до 20…30 мм можно за один переход, причем без нагрева заготовки. При необходимости, производить гибку по более сложному пространственному контуру, либо использовать трубу большего диаметра, заготовки предварительно подогревают до 80…1000С. Резиновые дорны такое превышение температуры переносят спокойно, но в экстремальных ситуациях выход заключается в применении составного дорна. Он представляет собой стальной сердечник, на который напрессовывается резиновая втулка.
- В бытовых условиях для качественного гиба трубы из алюминия используют следующее: внутреннюю поверхность заготовки заполняют мелкозернистым сухим песком, а торцы тщательно заглушают. Способ применим только для бесшовных труб.
- Локальное уменьшение протяженности зоны с растягивающими напряжениями. Для этого применяют либо опорный ролик с увеличенным на 1…2 мм радиусом, либо между полуфабрикатом и роликом помещают полоску мягкой стали, которая примет на себя часть растягивающих нагрузок процесса.
Технически неграмотно использование трубогибов для алюминиевых труб, которые работают на ином принципе деформирования. Исключение составляет гибка по весьма большим радиусам, когда rmin > (8…10)D (где D — внешний диаметр заготовки). Впрочем, и в таком случае вероятность деформации торцов изделия является высокой.
Для расчета размерных параметров можно использовать следующие практические рекомендации:
- При гибке мягких сплавов с толщиной стенки трубы до 1…1,5 мм значение rmin при угле гиба до 900 не может быть меньше толщины стенки заготовки;
- Для гнутого трубчатого профиля из твердого/закаленного алюминия значение rmin при тех же условиях увеличивают не менее, чем в 4 раза;
- Поверхность сгибаемого полуфабриката должна быть чистой от грязи и пыли, при этом сдирать окисную пленку (имеет белесый цвет) с заготовки не рекомендуется;
- Пружинение алюминия не учитывают: абсолютные его значения малы, а догибку готового изделия, при необходимости, можно выполнить и вручную.
Особенности ручной гибки алюминиевых труб
Как согнуть алюминиевую трубу самостоятельно, когда приобретение дорогостоящего специализированного станка нецелесообразно? Гибка трубы в домашних условиях может быть выполнена и без трубогиба, если воспользоваться следующими рекомендациями:
- Для повышения пластичности металла и снижения нагрузок при гибке заготовку в зоне гиба подогревают, используя обычную газовую горелку. Исключение составляет анодированный алюминий. Критерием готовности заготовки к деформированию служит температура ее поверхности: бумага, расположенная на ней, задымит или воспламенится. Следует помнить, что при превышении температуры более 120…1400С в многокомпонентных сплавах (например, АМг) могут начаться структурные превращения. После нагрева немедленно приступают к гибке.
- Для деформации подойдет шаблон из трубы того же радиуса гиба. Можно изготовить его и из древесины, предварительно пропитанной креозотом. На него накладывается и тщательно фиксируется исходная трубчатая заготовка. После этого целенаправленными ударами резиновой киянки трубе придают необходимый угол. При необходимости процесс повторяют.
- При гибке труб диаметром до 15…20 мм на наружный диаметр заготовки надевают стальную пружину, а затем, используя вставленный в торец заготовки стальной прут, производят обжим материала по шаблону или фиксатору.
- Вместо песка, в качестве заполняющей среды, можно использовать и воду, однако такой способ более сложен с точки зрения практической реализации, особенно при гибке трубы в домашних условиях.
Поиск записей с помощью фильтра:
Источник