ukaca.ru
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.
