Pyöreiden putkien muuttaminen neliömäisiksi putkiksi on yleinen metallinkäsittelyprosessi, joka perustuu metallimateriaalien plastisuuteen putken poikkileikkauksen muodon muuttamiseen-, samalla kun varmistetaan sen rakenteellinen eheys ja suorituskyky.Ydinmenetelmiä ovat pääasiassa kylmäveto, valssaus (ekstruusio) ja kuumavalssaus,jotka sopivat erilaisiin spesifikaatioihin, tarkkuusvaatimuksiin ja tuotantomitkoihin. Alla on yksityiskohtainen vaiheittainen--opas, joka sisältää valmistelut, perustoiminnot, jälkikäsittelyn-ja tärkeimmät varotoimet.
1. Valmistelut ennen käsittelyä
Neliömäisten putkien laadun varmistamisen lähtökohtana on riittävä valmistelu, johon kuuluu materiaalin valinta, laitteiden tarkastus ja pintakäsittely, mikä vaikuttaa suoraan muotoiluvaikutukseen ja tuotteen kestävyyteen.
1.1 Materiaalin valinta ja tarkastus
Kaikki pyöreät putket eivät sovellu muunnettavaksi neliömäisiksi putkiksi; materiaalilla on oltava hyvä plastisuus, jotta vältetään halkeilu muodonmuutosprosessin aikana. Yleisesti käytettyjä materiaaleja ovat mm.
- Hiiliteräs: Esim. 20# teräs, Q235 (vastaa ASTM A36:ta) ja Q355 (vastaa standardia EN 10219 S355), jotka ovat kustannustehokkaita- ja joilla on hyvä muodonmuutos, ja ne sopivat yleiseen rakennekäyttöön.
- Vähä-seostettu teräs: Tavallista hiiliterästä vahvempana se soveltuu-kantaviin skenaarioihin, kuten siltoihin ja raskaisiin koneisiin.
- Ruostumaton teräs: Esim. 304 ja 316, jotka on valittu korroosionkestävään -ympäristöön, mutta käsittelyn vaikeus ja kustannukset ovat suhteellisen korkeat.
- Tarkastusvaatimukset: Tarkista, ettei pyöreässä putkessa ole pintavikoja (kuten halkeamia, arpia ja kolhuja), mittaa sen ulkohalkaisija, seinämän paksuusja suoruus varmistaaksesi, että se täyttää käsittelyvaatimukset. Pyöreän putken seinämän paksuuden tulee olla tasainen, eikä poikkeama saa ylittää ±10 % (viittaen seostamattomien teräsputkien EN 10255:n asiaankuuluviin vaatimuksiin).
1.2 Laitteiden ja työkalujen valmistelu
Käytettävät laitteet vaihtelevat muovausmenetelmän mukaan, ja tärkeimmät työkalut on säädettävä etukäteen{0}} vakaan toiminnan varmistamiseksi:
- Kylmäveto: Kylmävetokone, neliömäinen (sopii neliömäisen putken koon mukaan), voiteluaine (kitkan vähentämiseksi ja pinnan naarmujen välttämiseksi), hehkutusuuni (välitason jännityksen lieventämiseen).
- Rullamuovaukseen: Moni-ryhmämuovaustelat, telamylly, mitoituslaite, voimansiirtojärjestelmä. Telat on säädettävä pyöreän putken ja nelikulmaisen kohdeputken koon mukaan, ja jotkut edistyneet tuotantolinjat voivat toteuttaa online-säädön vaihtamatta rullia.
- Kuumavalssaukseen: Lämmitysuuni (pyöreän putken lämmittämiseksi plastisen muodonmuutoksen lämpötilaan), neliön/suorakulmaisen valssauskone, jäähdytyslaite, oikaisukone.
1.3 Pyöreiden putkien pintakäsittely
Ennen muotoilua pyöreän putken pinta on puhdistettava oksidien, ruosteen, öljytahrojen ja muiden epäpuhtauksien poistamiseksi, jotka voivat estää pintavirheitä (kuten naarmuja ja kuoppia) käsittelyn aikana ja varmistaa muovauspinnan laadun:
- Peittaus: Liota pyöreä putki happoliuoksessa pintaoksidien poistamiseksi; huuhtele puhtaalla vedellä peittauksen jälkeen välttääksesi happojäämien korroosiota.
- Kiillotus (valinnainen): Kun kyseessä on erittäin{0}}tarkka neliömäinen putki, kiillota pyöreän putken pinta sileäksi, mikä vähentää kitkaa muotoilun aikana.
- Voitelu: Levitä voiteluainetta tasaisesti pyöreän putken pinnalle (erityisen tärkeää kylmävedossa), mikä voi vähentää muotin/telojen ja pyöreän putken kulumista ja parantaa muotoilutehokkuutta.
2. Ytimen muodostusmenetelmät (vaihe-vaiheittain-käyttö)
Muovausmenetelmän valinta riippuu pyöreän putken koosta, neliömäisen putken tarkkuusvaatimuksista ja tuotantomittakaavasta. Seuraavassa on kolme yleisimmin käytettyä menetelmää yksityiskohtaisine toimintavaiheineen ja ominaisuuksineen.
Tapa 1: Kylmäpiirustus (sopii pienille/keskikokoisille vaatimuksille, suuri tarkkuus)
Kylmäveto on yleisimmin käytetty menetelmä pyöreiden putkien muuntamiseksi neliömäisiksi putkiksi, joilla voidaan saavuttaa korkea mittatarkkuus ja terävät kulmat, jotka sopivat tarkkuuskoneisiin, huonekaluihin ja muihin korkeaa ulkonäköä ja tarkkuutta vaativiin aloihin. Toiminnan vaiheet ovat seuraavat:
- Pyöreiden putkien hehkutus: Laita puhdistettu pyöreä putki hehkutusuuniin, lämmitä se 600-700 asteeseen (materiaalista riippuen), pidä lämpimänä tietyn ajan ja jäähdytä sitten hitaasti. Tämä vaihe voi poistaa pyöreän putken sisäisen jännityksen, parantaa sen plastisuutta ja välttää halkeilua vedon aikana.
- Muotin asennus ja säätö: Asenna neliömäinen muotti, joka vastaa neliömäisen putken tavoitekokoa (pituus × leveys × seinämän paksuus) kylmävetokoneeseen, säädä muotin asentoa varmistaaksesi, että muotin keskiviiva on kohdakkain pyöreän putken keskilinjan kanssa ja että muotin ja pyöreän putken välinen rako on kohtuullinen (varmistetaan neliömäisen putken tasainen seinämän paksuus).
- Syöttö ja vetäminen: Aseta voidellun pyöreän putken toinen pää neliömuotiseen, kiinnitä pyöreän putken pää kylmävetokoneen puristimella ja käynnistä kone vetäämään pyöreä putki muotin läpi tasaisella nopeudella. Vetonopeutta tulee säätää 1-5 m/min (säädä materiaalin ja spesifikaation mukaan), jotta vältetään liiallinen nopeus, joka johtaa pinnan naarmuihin tai seinämän paksuuden epätasaisuuteen.
- Monikerroksinen piirustus (tarvittaessa): Pyöreille putkille, joissa on suuri muodonmuutos (kuten muunnettaessa suuri-halkaisijaltaan pyöreä putki pieneksi-kokoiseksi neliöputkeksi), yksi piirros ei voi täyttää vaatimuksia. On tarpeen suorittaa monivaiheveto ja suorittaa välihehkutus jokaisen piirtämisen jälkeen, jotta vältetään käsittelykovettuminen ja varmistetaan materiaalin plastisuus. Yksittäisen läpimenon muodonmuutos ei saa ylittää 15 % materiaalivahinkojen välttämiseksi.
- Ensimmäinen tarkastus: Ota muotoiltu neliömäinen putki vetämisen jälkeen ulos, tarkista sen ulkokoko, seinämän paksuus ja pinnan laatu ja säädä suutin tai vetonopeus ajoissa, jos poikkeamia on.
- Ominaisuudet: Suuri tarkkuus (mittojen toleranssia voidaan säätää ±0,2 mm:n sisällä), terävät kulmat, sileä pinta, mutta alhainen tuotantotehokkuus ja korkeat kustannukset, ei sovellu suureen-massatuotantoon.
Menetelmä 2: Rullamuovaus (ekstruusio) (sopii suuriin eritelmiin, massatuotantoon)
Rullamuovauksessa käytetään usean ryhmän teloja pyöreän putken asteittaiseen puristamiseen neliön muotoiseksi, minkä etuna on nopea nopeus, korkea hyötysuhde ja alhainen hinta. Se sopii suuriin-halkaisijaltaan paksuihin-neliömäisiin putkiin ja massatuotantoon, kuten rakentamiseen ja rakennesuunnitteluun. Toiminnan vaiheet ovat seuraavat:
- Telan säätö: Pyöreän putken ulkohalkaisijan ja neliömäisen putken tavoitekoon mukaan säädä kunkin muodostustelaryhmän asentoa ja rakoa. Telat on suunniteltu progressiivisilla siirtymämuodoilla (pyöreästä elliptiseen neliön muotoiseen), mikä varmistaa, että pyöreä putki muuttuu vähitellen ilman äkillistä jännityksen keskittymistä.
- Syöttö: Aseta puhdistettu ja voideltu pyöreä putki telamyllyyn ja varmista, että pyöreä putki on kohdistettu telojen keskiviivaan, jotta vältytään poikkeamiselta muotoilun aikana.
- Progressiivinen muovaus: Käynnistä telamylly, ja pyöreä putki kulkee vuorotellen usean -ryhmän telojen läpi. Jokainen telaryhmä puristaa pyöreää putkea hieman ja muuttaa vähitellen pyöreän-poikkileikkauksen neliömäiseksi-poikkileikkaukseksi. Telojen lukumäärä on yleensä 4-8 ryhmää, ja jokaisen kierron muodonmuutosmäärää säädetään kohtuullisella alueella halkeamien välttämiseksi.
- Mitoitus ja muotoilu: Kulkiessaan muotoilutelojen läpi neliöputki menee mitoitusosaan. Mitoitusrullat korjaavat edelleen neliömäisen putken kokoa ja muotoa varmistaakseen, että ulkokoko, diagonaalipoikkeama ja suoruus vastaavat vaatimuksia. Jotkut kehittyneet tuotantolinjat käyttävät virhesäätömenetelmää erilaisten eritelmien online-säädön toteuttamiseksi rullat vaihtamatta.
- Leikkaaminen: Leikkaa muotoiltu neliömäinen putki vaaditun pituuden mukaan leikkauskoneella (kuten vannesahalla tai laserleikkauskoneella). On suositeltavaa käyttää laserleikkausta, jotta vältetään tavallisen leikkausleikkauksen aiheuttama reunakarkaisu.
- Ominaisuudet: Nopea tuotantonopeus (työnopeus voi olla useita metrejä minuutissa), alhainen hinta, sopii suuren-mittakaavan tuotantoon, mutta tarkkuus on hieman pienempi kuin kylmäveto, ja kulmat ovat pyöristetyt (suuri R-kulma), mikä ei sovellu kohtauksiin, joissa tarvitaan teräviä kulmia. Valmiin neliömäisen putken R-kulma on yleensä suurempi tai yhtä suuri kuin 1,5t (t on seinämän paksuus).
Tapa 3: Kuumavalssaus (sopii suurille-halkaisijaisille, paksuille{2}}seinämäisille putkille)
Kuumavalssaus muodostaa pyöreän putken korkeassa lämpötilassa neliömäiseksi putkeksi, joka soveltuu suurille-halkaisijaltaan paksuille-seinämäisille pyöreille putkille, joiden muotoa on vaikea muuttaa huoneenlämmössä, kuten suurille rakenneosille ja raskaiden koneiden komponenteille. Toiminnan vaiheet ovat seuraavat:
- Pyöreän putken lämmitys: Laita pyöreä putki kuumennusuuniin ja lämmitä se 1100-1250 asteeseen (erityinen lämpötila riippuu materiaalista), pidä se lämpimänä tietyn ajan varmistaaksesi, että koko pyöreä putki lämpenee tasaisesti ja saavuttaa plastisen muodonmuutostilan. Lämpötilan vaihtelua tulee hallita ±10 asteen sisällä materiaalin tasaisen muodonmuutoskyvyn varmistamiseksi.
- Valssaus: Ota lämmitetty pyöreä putki ulos uunista ja laita se nopeasti neliön/suorakulmaiseen valssaimeen. Valssaamo käyttää korkean lämpötilan-valssausta pyöreän putken puristamiseen neliön muotoiseksi yhdellä tai useammalla ajolla. Valssausnopeutta ja painetta on säädettävä tarkasti, jotta vältetään seinämän epätasainen paksuus tai liiallisen paineen tai liian suuren nopeuden aiheuttamat halkeamat.
- Jäähdytys: Rullauksen jälkeen neliöputki jäähdytetään ilmajäähdytyksellä tai vesijäähdytyksellä. Jäähdytysnopeutta tulee säätää nopean jäähdytyksen aiheuttaman sisäisen jännityksen välttämiseksi. Erittäin lujat -materiaalit vaativat hidasta jäähdytystä neliömäisen putken mekaanisten ominaisuuksien varmistamiseksi
