中頻彎管缺陷與原因解析
發(fā)布日期:2021-1-31
一般來講,常見彎管缺陷主要有以下幾種形式:圓弧處變扁嚴(yán)重(橢圓形)、圓弧外側(cè)管壁減薄量過大、圓弧外側(cè)彎裂、圓弧內(nèi)側(cè)起皺(波浪形皺紋)等。隨著彎督半徑的不同,這些缺陷產(chǎn)生的方式及部位有所不同,而且不一定同時發(fā)生,但由于各個行業(yè)對中頻彎管管件的要求不同,所以,對于要求較高的管件應(yīng)在彎制之前采取對應(yīng)措施加以防止,以獲得理想的管件,從而保證產(chǎn)品的各項性能指標(biāo)和外觀質(zhì)量。 從工藝角度分析可知,在純彎曲的情況下,外徑為D、壁厚為S的管子受外力矩M 的作用發(fā)生彎曲時,中性層外側(cè)的管壁受拉應(yīng)力ó1的作用而減薄,內(nèi)側(cè)管壁受壓應(yīng)力ó2的作用而增厚。同時,合力F1和F2又使管子彎曲處的橫截面發(fā)生變形而成為近似橢圓形,內(nèi)側(cè)管壁在ó2的作用下可能出現(xiàn)失穩(wěn)而起皺。通常,在管子彎曲半徑R≥3D 時,能獲得較好的彎制管件,當(dāng)彎曲半徑R<2D、尤其是R/D或S/D越小時亦即彎曲半徑R小、管子直徑大、管壁厚度S薄時,最容易產(chǎn)生上述缺陷。另外,在操作過程中,由于模具安裝不當(dāng)?shù)仍颍踩菀资箯澲乒芗a(chǎn)生各種不同類型的缺陷。
下面針對小半徑彎管時缺陷產(chǎn)生的原因進行具體分析。1、彎管圓弧外側(cè)嚴(yán)重變扁 如前所述,彎管過程中,合力F1和F2使圓弧處的橫截面趨向橢圓形,對于相同規(guī)格的管子,彎曲半徑越小,合力F1和F2就越大,變扁的趨向就越明顯。如果是無芯彎管.變扁更嚴(yán)重,若采用有芯彎管,當(dāng)芯棒直徑過小或磨損嚴(yán)重使得芯棒和管子內(nèi)壁間的間隙過大時,圓弧外側(cè)也容易變扁,即使芯棒與管壁間的問隙甘理,但如果安裝芯棒時的提前量過小,管壁不能得到良好的支撐,也使得圓弧外側(cè)變扁。另外,如果安裝模具時不注意,彎管模和壓緊模(輪)出現(xiàn)錯位,彎管圓弧處也將變扁。 2、彎管圓弧外側(cè)減薄量過大 . 當(dāng)彎管半徑較小時,如果彎管機不帶外側(cè)面助推裝置(輔推)及尾端頂推裝置(頂推),則由于壓緊模的阻力作用將使圓弧外側(cè)的拉應(yīng)力ó1增大,同時中性層內(nèi)移,彎制管件的圓弧外側(cè)就會減薄,壓緊力越大,阻力也越大,減薄也越嚴(yán)重,尤其當(dāng)相對彎曲半徑R/D 及相對壁厚S/D 越小時,減薄量越明顯。除了管材及彎管半徑等因素外,芯棒安裝時的提前量過大及潤滑不良等,也將使圓弧外側(cè)管壁的減薄量加大。 3、彎管圓弧外側(cè)彎裂 彎管過程中圓弧外側(cè)出現(xiàn)裂紋或斷裂,其原因可能是多方面的。如管材熱處理不當(dāng)、晶粒度過大;壓緊模(輪)壓力太大,造成彎管阻力過大;芯棒直徑太大,其與管內(nèi)壁問的間隙過小,使得芯棒與內(nèi)壁摩擦力太大;潤滑效果不好,所需彎曲力太大,使得機床抖動等都可能使圓弧外側(cè)彎裂。 4、中頻彎管圓弧內(nèi)側(cè)起皺 常見的圓弧內(nèi)側(cè)起皺一般有三種情況:前切點處起皺、后切點處起皺、圓弧內(nèi)側(cè)全皺紋。前切點處起皺一般是由于芯棒安裝時提前量過小,前切點處管壁在彎曲過程中得不到芯棒支撐。后切點起皺一般是由于沒有安裝防皺;螂m有防皺模但防皺模的安裝與彎管模間的切點位置不對或兩者錯位。全皺紋的產(chǎn)生一般是芯棒直徑過小,使得芯棒與管壁間的間隙過大,尤其在使用球節(jié)芯棒時,如果球節(jié)直徑較小再加上節(jié)距不當(dāng)?shù)仍蚋桩a(chǎn)生皺紋;再就是壓緊模(輪)的壓力過小,不能使管子在彎曲過程中很好地與彎管模及防皺模貼合,管內(nèi)側(cè)受壓應(yīng)力ó2的作用后有失穩(wěn)起皺的空間。還有一種起皺情況需要引起新手的注意:前段30度以內(nèi)都沒有起皺現(xiàn)象,但到了50度就開始起皺,而且皺紋起來越深,這是由于夾緊模壓力不夠?qū)е鹿茏釉趶澢鷷r有打滑現(xiàn)象,隨著彎曲角度越來越大,彎曲阻力也就越大,管子打滑的現(xiàn)象就越來越嚴(yán)重,導(dǎo)致皺紋越來越深。
防止產(chǎn)生中頻彎管缺陷的對策 為防止或減輕彎管缺陷的產(chǎn)生,得到滿意的彎管質(zhì)量,就應(yīng)在彎管過程中采取相應(yīng)的對策加以解決。首先,在產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)允許的范圍內(nèi),彎制管件應(yīng)盡可能設(shè)計較大的彎曲半徑,同時,選購設(shè)備時應(yīng)選擇帶有側(cè)面助推及尾端頂推機構(gòu)的彎管機。在通常情況下,對于前面提到的幾種常見缺陷,應(yīng)有針對性的采取措施,具體方法可按以下進行: (1)對于圓弧外側(cè)變扁嚴(yán)重的管件,在進行無芯彎管時可將壓緊模(輪)設(shè)計成具有反變形槽的結(jié)構(gòu)形式,以減輕或消除管子彎曲時的變扁程度。對于有芯彎管,當(dāng)芯棒直徑太小或磨損嚴(yán)重時,應(yīng)更換合適的芯棒,芯棒與管子內(nèi)壁間的單邊間隙應(yīng)不大于0.5mm,同時,安裝芯棒時的提前量要適當(dāng)。另外,在安裝模具時,要保證各件的管槽軸線在同一水平面上。(2)小半徑彎管時圓弧外側(cè)減薄是彎曲工藝的特性決定的,是不可避免的,但應(yīng)采取措施克服減薄量過大的情況,常用的有效方法是使用側(cè)面帶有助推裝置或尾部有頂推裝置或者兩者兼而有之的彎管機,這樣,輔推或頂推機構(gòu)推動管子向前,抵消管子彎制時的部分阻力,改善管子剖面上的應(yīng)力分布狀態(tài),使中性層外移,從而達到減少管子外側(cè)管壁減薄量的目的。助推和頂推速度根據(jù)彎管實際情況進行確定,使其和彎管速度相匹配。同時,應(yīng)檢查芯棒安裝的提前量是否適當(dāng),不適當(dāng)時要進行必要的調(diào)整。 (3)時于管子圓弧外側(cè)彎裂的情況,應(yīng)仔細(xì)分析其原因,首先應(yīng)保證管材具有良好的熱處理狀態(tài),有縫鋼管的焊縫盡量不要處于F1和F2的受力方向,即不要正對夾緊模和彎曲輪模;排除管材的因素后再檢查壓緊模的壓力是否太大,并調(diào)整使其壓力適當(dāng)。對于新使用的芯棒要檢查其直徑是否太大,直徑太時要進行必要的修磨,并保證芯棒與管內(nèi)壁有良好的潤滑,以減少彎管阻力及管子內(nèi)壁與芯棒的摩擦力,同時采取適當(dāng)措施,避免機床抖動等。 (4)對于圓弧內(nèi)側(cè)起皺,應(yīng)根據(jù)起皺位置采取對應(yīng)措施,若是前切點起皺,應(yīng)向前調(diào)整芯棒位置,使芯棒提前量適當(dāng),以達到彎管時對管子的合理支撐;若是后切點起皺,應(yīng)加裝防皺塊,并使防皺塊安裝位置正確,能和彎管模很好地貼臺,還要調(diào)整壓緊模(輪)的壓力使壓力適當(dāng);若圓弧內(nèi)側(cè)全是皺紋,除調(diào)整壓緊模(輪)使壓力適當(dāng)外,還要檢查芯棒直徑以及球節(jié)芯棒各節(jié)間的節(jié)距,直徑太小或磨損嚴(yán)重時應(yīng)更換芯棒。