Кортні Гловер
Коли рулонну сталь піддають формуванню валків, у її характеристиках відбуваються зміни. Ці зміни можуть бути навмисними або проблемними, які потребують вирішення. Приклади включають, але не обмежуються ними, деформацію матеріалу, деформаційне зміцнення, вигин, вигин і скручування.
Формування валків призводить до зміни форми та розмірів сталі, що називається деформацією. Матеріал розтягується та стискається, коли він проштовхується через ролики, змінюючи його загальну геометрію. Валкове формування викликає два основних типи деформації: поперечний згин і бічну деформацію. Процес також може призвести до деякої небажаної поздовжньої деформації. Валкове формування згинає сталеву стрічку кілька разів за допомогою наборів роликів. Цей процес призведе до пластичної деформації всередині продукту. Пластична деформація відноситься до змін, які не є оборотними. Формування валків призводить до зміни форми та розмірів сталі, що називається деформацією. Матеріал розтягується та стискається, коли він проштовхується через ролики, змінюючи його загальну геометрію.
Поздовжні та бічні деформації спричинені процесом формування валків, що впливає на орієнтацію зерен у сталі. Подовження та вирівнювання зерен може відбуватися вздовж напрямку прокатки, що впливає на механічні властивості матеріалу. Це може призвести до небажаних анізотропних властивостей, збільшуючи ризик прогресуючого пошкодження матеріалів.
Повторне згинання та формування під час формування валків призводить до деформаційного зміцнення сталі. Це означає, що матеріал стає твердішим і міцнішим через деформацію, якій він зазнає. Проблемний ефект полягає в тому, що це також може призвести до зниження пластичності, внаслідок чого сталь стає більш схильною до розтріскування, якщо її зігнути занадто сильно.
Через нерівномірну деформацію та охолодження в сталі може виникнути залишкова напруга. Хоча, як зазначив Джеймі Воленберг, старший менеджер компанії Компанія Бредбері, зазначає, що це незвично та малоймовірно. Він стверджує, що це станеться лише в дуже агресивних, високошвидкісних програмах. Ця напруга може вплинути на структурну цілісність і стабільність компонентів. Цього можна уникнути, використовуючи належний контроль параметрів процесу формування валків, таких як тиск ролика та швидкість охолодження.
Ще одна зміна, яка відбувається під час процесу формування валків, — це обробка поверхні сталі. Шорсткість поверхні або текстура сталі можуть змінюватися через конструкцію ролика та/або стан поверхні роликів. Щоб допомогти боротися з цим, додаткова обробка поверхні, така як покриття або фарбування, може бути використана після формування валків. Воленберг пропонує використовувати мастило як ще один дуже поширений спосіб уникнути цих проблем, особливо на неестетичних частинах. Це покращить зовнішній вигляд сталі та підвищить стійкість до корозії.
Точність розмірів досягається при точному контролі розмірів і допусків сформованих компонентів. На кінцевий продукт можуть негативно вплинути такі фактори, як властивості матеріалу, знос ролика та зміни процесу. Заходи контролю якості є обов’язковими, щоб переконатися, що сформовані компоненти відповідають зазначеним вимогам щодо розмірів.
Згинання сталі
Надто швидке згинання сталі може мати серйозні небажані наслідки. Швидкий згин може викликати напруги в сталі. Це відбувається переважно в гострих кутах або на ділянках із великою кривизною. Якщо сталь згинається надто швидко, вона може не встигнути деформуватися, спричиняючи тріщини. Ці тріщини можуть розмножуватися по всьому матеріалу, порушуючи його структурну цілісність.
Крім того, при занадто агресивному згинанні сталі може не вистачити часу, щоб відповідати обраній формі. Коли це відбувається, матеріал може частково або повністю повернутися до своєї первісної форми після того, як сила вигину припиняється. Це відоме як пружинне повернення, яке може призвести до неточностей у розмірах і невідповідності у сформованих компонентах. Також може виникнути деформація, особливо якщо матеріали тонкі або нерівні. Деформація рулонної сталі може спричинити несподівані форми та зміни розмірів. Конструкція формувальних штампів і інструментів може впливати на пружинну віддачу рулонної сталі.
Лінія для формування профнастилу від ASC Machine Tools. Надано ASC Machine Tools.
На цьому верстаті Metal Rollforming Systems можна використовувати декілька профілів. Надано Acu-Form.
На цьому верстаті Metal Rollforming Systems можна використовувати декілька профілів. Надано MRS.
Оптимізація профілів матриці та обробки поверхні може допомогти контролювати деформацію та зменшити віддачу. Вибір рулонної сталі з правильними механічними властивостями та характеристиками також може допомогти пом’якшити ефект пружності. Матеріали з вищою пластичністю та нижчим межею текучості, як правило, менш схильні до пружності.
Швидка деформація також може спричинити твердіння матеріалу, пошкодження поверхні та/або знос обладнання. Збільшення швидкості деформаційного зміцнення сталі робить її більш твердою та крихкою. Коул Вулфорд з 3GM сталь пояснює, що це призведе до більшої ймовірності розтріскування матеріалу. Це пошкодження поверхні включає подряпини, потертості або дефекти поверхні. Ці дефекти викличуть потребу в додаткових процесах фінішної обробки або лакофарбового покриття.
Натан Ліббі з Best Buy Metals коментує, що існує два типи елементів, виготовлених з рулонної сталі: панелі та оздоблення. Якщо ви бажаєте використовувати рулонну форму в будь-якому варіанті, занадто сильне або занадто швидке згинання матеріалу може призвести до пошкодження фарби або додаткового навантаження на метал. Нарешті, знос обладнання створює навантаження на обладнання для згинання, включаючи ролики, матриці та прес-гальма. Це може скоротити термін служби обладнання та збільшити потребу в необхідному обслуговуванні.
Вулфорд також пояснює, що хороший спосіб мінімізувати ризик розтріскування сталевих покриттів під час формування валків — це використовувати високоякісне обладнання з кількома стійками матриць. Роблячи це, виробник може змінювати форму сталі невеликими кроками на кожному стенді, коли метал йде вниз по лінії. Ліббі додає, що деякі дешевші системи жертвують кількістю станцій, щоб заощадити гроші. Зрештою, ці системи надто жорсткі для продукту, грубо згинаючи замість того, щоб повільно формувати. Він продовжує пропонувати використовувати правильний калібр і м'якість металу. Для виробу з щільними вигинами може знадобитися більш м’який метал, особливо для важчих калібрів.
Ліббі також пропонує розглянути гальма. Для підгинів або інших вузьких вигинів розгляньте гнучу балку з опцією розривного краю, яка передбачає радіус замість жорсткого гальма. Завжди враховуйте швидкість під час формування більш твердого металу.
Щоб уникнути проблем, спричинених надто швидким викривленням сталі, важливо контролювати параметри процесу згинання. Ці параметри включають швидкість згинання, силу згинання та матеріал прокатної матриці. Відповідний вибір обладнання та інструментів для згинання, а також належне планування та виконання операції згинання можуть допомогти запобігти пошкодженню рулонної сталі та забезпечити високоякісні формовані компоненти.
Рулонна сталь загнута надто далеко
Занадто великий згин рулонної сталі може призвести до нових потенційних проблем. Ці проблеми включають розтріскування, відкидання, викривлення, втому матеріалу та пошкодження поверхні.
Вулфорд пояснює, що якщо сталеві покриття пошкоджуються під час формування або згинання сталі на гальмі, готовий виріб може бути під загрозою появи натягу, плям на вигині в майбутньому або навіть проблем з адгезією для сталевих покриттів. Він продовжує говорити, що якщо планки або компоненти зігнуті занадто сильно, деякі вигини можна виправити. Ліббі каже, що в деяких випадках можна розрізати або відрізати уражену ділянку та повторно згинати або використовувати для іншого проекту. Однак інколи це призведе до того, що цей компонент буде скасовано та перероблено.
Повторний надмірний згин може спричинити втому сталі, що призведе до мікротріщин і остаточного руйнування в умовах циклічного навантаження. Це відоме як втома матеріалу і є особливо критичним, коли сформовані компоненти піддаються динамічному або циклічному навантаженню. За словами Ліббі, хоча Galvalume під фарбою дійсно забезпечує певний захист від корозії, надмірне згинання сталі може погіршити цілісність основи, фарби та загальної системи даху чи стін.
Щоб уникнути цих проблем, спричинених надто великим згином сталі, важливо знати параметри процесу згинання, включаючи радіус згинання, кут згинання та властивості матеріалу. Дотримання рекомендованих обмежень і вказівок щодо згинання разом із належним вибором обладнання для згинання може допомогти запобігти пошкодженню рулонної сталі та забезпечити виробництво високоякісних формованих компонентів. Проведення ретельних випробувань і процесів згинання може допомогти виявити потенційні проблеми та забезпечити надійність і довговічність сформованих компонентів.
Дефекти під час випрямлення котушки
Під час правки рулонів ролики поступово знімають горизонтальні та вертикальні напруги зі смуги. Розрізняють три основних типи дефектів сталі при рихтуванні. Ці дефекти - вигин, вигнутість і скручування. Вигин виникає через напругу в сталі, коли вона була згорнута в рулон, вигин – коли сталева смуга йде ліворуч або праворуч, коли розмотується, а скручування – коли котушка обертається навколо поздовжньої осі, як спіральна локшина. Рихтувальне пристосування йде після валкоутворювача, намагаючись вирішити такі проблеми.
Поширеними помилками, що призводять до цих помилок, є надмірний тиск на внутрішню або зовнішню сторону інструменту та асиметричні профілі. Це може призвести до скручування сталі, вигину або викривлення. Щоб уникнути асиметричних профілів, перевірте таблицю введення, щоб переконатися, що матеріал перпендикулярний до рулонів, і переконайтеся, що підставка працює в хорошому стані. Уникаючи надмірного тиску, виміряйте інструменти форми рулону без матеріалу та перевіряйте рулони за допомогою дзеркала для перегляду між кожним проходом. Це забезпечить правильне поєднання рулонів. Потім запустіть матеріал через перший прохід і повторно калібруйте рулони. Встановіть проміжки між рулонами на основі фактичної товщини матеріалу, який ви використовуєте.
Зрозуміло, що формування валків значно змінює механічні властивості рулону, точність розмірів і якість поверхні. Щоб досягти бажаних результатів і якості, важливо мати правильне розуміння та контролювати процес формування рулонів. RF
Список використаної літератури:
Коул Вулфорд, менеджер з продажу 3GM Steel
Джеймі Воленберг, старший менеджер компанії Bradbury
Натан Ліббі, директор з ІТ та корпоративного розвитку Best Buy Metals
Можливі причини скручування інструментів для рулонної форми та способи усунення. рулет. (2010, 6 серпня). https://www.roll-kraft.com/technical-resources/roll-form-tooling-possible-twist-causes-and-remedies
Вен, Б. (2007, 10 квітня). Рулонні високоміцні матеріали. Фабрикатори. https://www.thefabricator.com/thefabricator/article/tubepipeproduction/roll-forming-high-strength-materials#Material%20Deformation%20in%20Bending
Wuxi LOTOS Roll Forming. (2022, 22 жовтня). ▷ поширена проблема формування рулонів – посібник із формування рулонів ◁. Lotos: Машина для формування рулонів. https://lotosforming.com/common-roll-forming-problem/
Кортні Гловер є незалежним письменником і фотографом із Мілуокі, штат Вісконсин. Кортні пише художню літературу для молоді під псевдонімом Кортні Крістін.
