中頻彎管缺陷與原因解析
發(fā)布日期：2021-1-31
一般來(lái)講，常見(jiàn)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(guò)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(shí)發(fā)生，但由于各個(gè)行業(yè)對(duì)中頻彎管管件的要求不同，所以，對(duì)于要求較高的管件應(yīng)在彎制之前采取對(duì)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(xiàng)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)亦即彎曲半徑R小、管子直徑大、管壁厚度S薄時(shí)，最容易產(chǎn)生上述缺陷。另外，在操作過(guò)程中，由于模具安裝不當(dāng)?shù)仍�，也容易使彎制管件產(chǎn)生各種不同類型的缺陷。
下面針對(duì)小半徑彎管時(shí)缺陷產(chǎn)生的原因進(jìn)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(guò)程中，合力F1和F2使圓弧處的橫截面趨向橢圓形，對(duì)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(wú)芯彎管.變扁更嚴(yán)重，若采用有芯彎管，當(dāng)芯棒直徑過(guò)小或磨損嚴(yán)重使得芯棒和管子內(nèi)壁間的間隙過(guò)大時(shí)，圓弧外側(cè)也容易變扁，即使芯棒與管壁間的問(wèn)隙甘理，但如果安裝芯棒時(shí)的提前量過(guò)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(shí)不注意，彎管模和壓緊模(輪)出現(xiàn)錯(cuò)位，彎管圓弧處也將變扁。 2、彎管圓弧外側(cè)減薄量過(guò)大 . 當(dāng)彎管半徑較小時(shí)，如果彎管機(jī)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(shí)中性層內(nèi)移，彎制管件的圓弧外側(cè)就會(huì)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(duì)彎曲半徑R/D 及相對(duì)壁厚S/D 越小時(shí)，減薄量越明顯。除了管材及彎管半徑等因素外，芯棒安裝時(shí)的提前量過(guò)大及潤(rùn)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(guò)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(guò)大;壓緊模(輪)壓力太大，造成彎管阻力過(guò)大;芯棒直徑太大，其與管內(nèi)壁問(wèn)的間隙過(guò)小，使得芯棒與內(nèi)壁摩擦力太大;潤(rùn)滑效果不好，所需彎曲力太大，使得機(jī)床抖動(dòng)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(jiàn)的圓弧內(nèi)側(cè)起皺一般有三種情況：前切點(diǎn)處起皺、后切點(diǎn)處起皺、圓弧內(nèi)側(cè)全皺紋。前切點(diǎn)處起皺一般是由于芯棒安裝時(shí)提前量過(guò)小，前切點(diǎn)處管壁在彎曲過(guò)程中得不到芯棒支撐。后切點(diǎn)起皺一般是由于沒(méi)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(diǎn)位置不對(duì)或兩者錯(cuò)位。全皺紋的產(chǎn)生一般是芯棒直徑過(guò)小，使得芯棒與管壁間的間隙過(guò)大，尤其在使用球節(jié)芯棒時(shí)，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(guò)小，不能使管子在彎曲過(guò)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(méi)有起皺現(xiàn)象，但到了50度就開始起皺，而且皺紋起來(lái)越深，這是由于夾緊模壓力不夠?qū)е鹿茏釉趶澢鷷r(shí)有打滑現(xiàn)象，隨著彎曲角度越來(lái)越大，彎曲阻力也就越大，管子打滑的現(xiàn)象就越來(lái)越嚴(yán)重，導(dǎo)致皺紋越來(lái)越深。
防止產(chǎn)生中頻彎管缺陷的對(duì)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(guò)程中采取相應(yīng)的對(duì)策加以解決。首先，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)允許的范圍內(nèi)，彎制管件應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)較大的彎曲半徑，同時(shí)，選購(gòu)設(shè)備時(shí)應(yīng)選擇帶有側(cè)面助推及尾端頂推機(jī)構(gòu)的彎管機(jī)。在通常情況下，對(duì)于前面提到的幾種常見(jiàn)缺陷，應(yīng)有針對(duì)性的采取措施，具體方法可按以下進(jìn)行： (1)對(duì)于圓弧外側(cè)變扁嚴(yán)重的管件，在進(jìn)行無(wú)芯彎管時(shí)可將壓緊模(輪)設(shè)計(jì)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(shí)的變扁程度。對(duì)于有芯彎管，當(dāng)芯棒直徑太小或磨損嚴(yán)重時(shí)，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(shí)，安裝芯棒時(shí)的提前量要適當(dāng)。另外，在安裝模具時(shí)，要保證各件的管槽軸線在同一水平面上。(2)小半徑彎管時(shí)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(guò)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(jī)，這樣，輔推或頂推機(jī)構(gòu)推動(dòng)管子向前，抵消管子彎制時(shí)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(dá)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(shí)際情況進(jìn)行確定，使其和彎管速度相匹配。同時(shí)，應(yīng)檢查芯棒安裝的提前量是否適當(dāng)，不適當(dāng)時(shí)要進(jìn)行必要的調(diào)整。 (3)時(shí)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(duì)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(duì)于新使用的芯棒要檢查其直徑是否太大，直徑太時(shí)要進(jìn)行必要的修磨，并保證芯棒與管內(nèi)壁有良好的潤(rùn)滑，以減少?gòu)澒茏枇肮茏觾?nèi)壁與芯棒的摩擦力，同時(shí)采取適當(dāng)措施，避免機(jī)床抖動(dòng)等。 (4)對(duì)于圓弧內(nèi)側(cè)起皺，應(yīng)根據(jù)起皺位置采取對(duì)應(yīng)措施，若是前切點(diǎn)起皺，應(yīng)向前調(diào)整芯棒位置，使芯棒提前量適當(dāng)，以達(dá)到彎管時(shí)對(duì)管子的合理支撐;若是后切點(diǎn)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(tái)，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(shí)應(yīng)更換芯棒。