Как правильно согнуть профильную трубу
В чём же заключается сильная сторона профильных трубчатых заготовок
Гибка труб востребована в различных сферах промышленности и строительства. Профильная труба не имеет сварных швов, что положительно сказывается на прочности и долговечности, расширяя сферу эксплуатации. Гнутый прокат востребован при сборке каркасов, сложных конфигураций, при монтаже канализационных и водопроводных систем. Использование современных методов для металлообработки обеспечивает такие преимущества гнутых нержавеющих профильных труб AISI 304:
Всё, рассматриваемое далее, будет касаться только катаных профилей, причём цельных, а не электросварных. Потому что вальцованные заготовки в процессе гибки будут «раскрываться». Напряжённо-деформированное состояние при гибке – плоское, т.е., возникающие по одной из осей напряжения ничем уравновешиваться не будут.
Иногда приходится сталкиваться с необходимостью согнуть профильную трубу из цветного металла или сплава, например, алюминия или меди. Но эти материалы заведомо отличаются более высокой пластичностью, чем сталь, поэтому рекомендации, приводимые далее, справедливы и для заготовок такого типа.
Иногда задача – как согнуть профильную трубу без трубогиба, усложняется, если дополнительно приходится решать, как загнуть профильную трубу на 90 градусов. В таких случаях, в первую очередь надо спросить себя, действительно ли надо гнуть заготовку, ведь зачастую с помощью шлифовальной машинки, рулетки керна и сварочного аппарата можно добиться необходимого результата.
Гнутьё профильной трубы – операция, зависящая от материала проката, размеров его поперечного сечения, длины заготовки и радиуса гибки. В отечественном трубопрокатном производстве наиболее ходовыми являются квадратные и прямоугольные сечения (см. рис.). Овальные встречаются намного реже, заметно проигрывают в цене, да и практических преимуществ не имеют.
Холодный метод менее затратный, он используется для обработки больших объемов изделий. Однако при сгибе наблюдается изменение геометрии профиля в точке гиба, стенка с внешней стороны утончается, с внутренней стороны образуется складка. Чтобы исключить деформацию, в промышленных условиях используется дорн, то есть механический стабилизатор в форме стержня. В зависимости от требований к обработке, он может быть гибким или жестким.
Альтернативные методы сгибания
С металлическим прокатом прямоугольного сечения работать легко: такие заготовки состыковываются под различными углами. Однако если деталям конструкции потребуется придать криволинейную форму, могут возникнуть определенные трудности. Объясняется это просто: внешняя стенка изделия подвергается силе растяжения, а внутренняя – силе сжатия.
В числе конструкций, где находят применение «некруглые» профили, лидирующее положение занимают каркасные сооружения – теплицы, оранжереи. Все эти конструкции при эксплуатации испытывают значительные напряжения изгиба. С ростом размеров каркаса жёсткость круглых заготовок падает быстрее прямоугольных, ромбических или квадратных. На практике это означает, что диаметр придётся увеличивать. Соответственно возрастает собственный вес каркаса.
Самый простой способ, как согнуть трубу без искажений – создать противодавление, для чего в предварительно заглушенную с одного конца заготовку засыпают песок или заливают мыльную воду (зимой вода замёрзнет, и превратится в отличное средство для уравновешивания нагрузки).
Главное – соблюсти равномерность прижима и обеспечить полное касание зажимными губками тисков поверхности заготовки. Для этого губки обязательно должны воспроизводить наружный профиль поверхности проката (пример такого шаблона показан на предыдущем рисунке). Где согнуть профилированную трубу таким образом, решите сами. Может, стоит скооперироваться с другом или соседом, который имеет такие «продвинутые» тиски.
Ещё одним вариантом является изготовление вертикальных штырей, которые по высоте воспроизводят профиль тепличного навеса. Устанавливая их на прочном основании, можно сгибать заготовку. Один из торцов стоит прихватить сваркой, это повысит точность гиба. Загнуть трубу без трубогиба на шаблоне можно только при малом угле гиба – в этом ограничение способа. По шаблонам получают также дуги из профилированных труб.
Выбирая, как согнуть профильную трубу, надо учитывать возможность таких неприятных моментов, как непредсказуемое изменение формы и размеров места изгиба, и ухудшения эстетики конструкции. Далее разбираемся, как правильно согнуть профильную трубу без трубогиба и с использованием специнструмента – как делать переходы при гибке профильных труб, как подобрать или изготовить вспомогательную оснастку, плюс, рассмотрим плюсы и минусы каждого из способов.
Нержавеющие профили трубы AISI 304 используются в различных сферах деятельности и промышленности. Прокат отличается высоким качеством, стабильными геометрическими размерами, прочностью. Но при эксплуатации часто возникает необходимость применения гнутых труб. Для подобной обработки используются специальные трубогибочные станки, методы холодного и горячего гнутья.
Принцип обработки заключается в придании отрезку трубы необходимого угла сгиба. При этом стенка изделия растягивается по внешней стороне, по внутренней – сжимается. При сгибе образуется нейтральная ось с неизменным состоянием материала. При правильно подобранном оборудовании и приложенном усилии прочность и другие характеристики профильных труб остаются неизменными.
Разновидности продукции отечественного производства
Для гибки применяются горячий и холодный методы. В первом случае происходит предварительный нагрев изделия до температуры до +900 о С. При этом уровень нагрева контролируется, что позволяет исключить пережог и изменение свойств материала. Для сохранения геометрии профиля внутрь трубы помещается специальный дорн или песчаная смесь. Это сохраняет геометрию трубы, защищает от образования складок, других деформацией. После обработки песок или стержень извлекаются.
Сильное тепло концентрируется на том участке заготовки, который вы хотите согнуть, и повышает пластичность, поэтому место гиба нужно разметить. Горячая гибка применяется для получения трубчатых деталей с более толстыми стенками. Вот инструкция, как согнуть профильную трубу для теплицы больших размеров:
Неизбежные искажения при свободной гибке связаны с тем, что при изгибе пустотелой заготовки (форма сечения неважна), противоположная поверхность всегда нагружается напряжениями растяжения, которые ничем не уравновешены. В результате происходит деформация сечения.
Для стальных заготовок существуют ограничения по скорости углового гиба, которые колеблются в пределах 17…45 град/с (или 3…3,5 мм/с). Меньшее число отвечает условиям холодного, а большее – горячего деформирования. О том, как загнуть трубу, подогретую до нужной температуры, читайте далее.
Вопрос сгибания профильной трубы без обычного трубогиба в домашних условиях часто приходится решать владельцам дач, коттеджей, загородных домов. Мечта о презентабельном и оригинальном обустройстве придомовой территории приводит их к пониманию того, что необходимо создавать арочные конструкции. Покупать заводские изделия достаточно затратно. Лучше согнуть сталь своими силами, воспользовавшись чертежами и инструментами, имеющимися в каждой мастерской.
Средне- и высокоуглеродистые стали обладают высокой механической прочностью и упругостью. Поэтому гибка в холодном состоянии предопределяет высокое значение пружинения и потерю размерной точности. Но загнуть трубу без трубогиба можно, нагрев её до температуры полугорячей деформации, когда структурных изменений в металле ещё не происходит.
