Технология обработки тонкостенных труб

1 Лаврентьев А.М.

1 1 Камышинский технологический институт (филиал) Волгоградского государственного технического университета
Статья посвящена анализу и поиску новых методов обработки наружных цилиндрических поверхностей длинномерных тонкостенных труб диаметром от 16 мм до 50 мм и толщинами стенок от 0,5 мм до 3 мм, применяемых при изготовлении товаров широкого потребления, таких как полотенцесушители, перила, ограждения, поручни и т.д. Основные требования, которые предъявляются к таким трубам, – это низкая шероховатость и отклонения от круглости в пределах 0,1 мм при допуске на наружный диаметр по 14 и более низким квалитетам точности. Рассмотрены следующие методы обработки наружных цилиндрических поверхностей: точение, электрофизическая и электрохимическая обработка, шлифование, иглофрезерование, обработка поверхностным пластическим деформированием (ППД), совмещенная обработка резанием и ППД, а также ротационное обкатывание. Приведены их схемы, области применения, достигаемые квалитеты точности и параметры шероховатости. Отмечены их достоинства и недостатки. Показано, что одним из перспективных методов, позволяющих исправить форму наружной поверхности, без снятия припуска, с одновременным снижением шероховатости, является обработка ротационным обкатыванием полноконтактными роликами. В литературных источниках описано использование данного метода при чистовой обработке валов большого диаметра, применение его для размерно-чистовой обработки наружной цилиндрической поверхности длинномерной тонкостенной трубы в литературе не описано.

поверхностное пластическое деформированиедлинномерные тонкостенные трубы
1. Суслов А.Г. Технология машиностроения: учеб. для вузов. М.: Кнорус, 2013. 336 с.
2. Бабичев А.П. Физико-технические основы методов обработки. Ростов н/Д.: Феникс, 2006. 409 с.
3. Киселев М.Г. Электрофизические и электрохимические способы обработки материалов. Минск: Новое название; М.: ИНФРА-М, 2014. 389 с. 4. Безъязычный В.Ф., Крылов В.Н., Чарковский Ю.К., Шилков Е.В. Технологические процессы механической и физико-химической обработки в машиностроении: учебное пособие. 4-е изд., стер. СПб.: Издательство «Лань», 2017. 432 с.
5. Звонцов И.Ф., Иванов К.М., Серебреницкий П.П. Разработка технологических процессов изготовления деталей общего и специального машиностроения: учебное пособие. СПб.: Издательство «Лань», 2018. 696 с.
6. Никифоров Н.И. Разработка и исследование способа совмещенной обработки резанием и поверхностным пластическим деформированием длинномерных валов и труб: дис. … канд. тех. наук. Волгоград, 2003. 188 с.
7. Коновалов Е.Г., Сидоренко В.А. Чистовая и упрочняющая ротационная обработка поверхностей. Минск: Вышейш. школа, 1968. 364 с.
8. Никифоров Н.И., Выходец В.И., Лаврентьев А.М., Носков М.Ю. Комбинированная обработка резанием и ППД роликами с самоподачей // Успехи современного естествознания. 2014. № 12–2. С. 95–98.
9. Суслов А.Г., Бабичев А.П., Киричек А.В. и др. Технология и инструменты отделочно-упрочняющей обработки деталей поверхностным пластическим деформированием: справочник. В 2-х т. Т. 2. М.: Машиностроение, 2014. 444 с.
10. Алабин В.И., Отений Я.Н., Никифоров Н.И., Лаврентьев А.М. Особенности конструкции инструмента для комбинированной режуще-деформирующей обработки // Современные проблемы науки и образования. 2011. № 6.URL: http://www.science-education.ru/ru/article/viewid=5014 (дата обращения: 06.10.2018).

Сегодня на рынке представлено большое количество товаров (бытовые и магазинные тележки, витрины магазинов, стеллажи, элементы мебели, гардины, лестничные перила и ограждения, поручни, и т.д.) конструктивными элементами которых являются длинномерные тонкостенные трубы диаметром 16 мм…50 мм с толщиной стенки от 0,5 мм до 3 мм, выполненные по 14 квалитету точности и отклонению от круглости в пределах 0,1 мм с шероховатостью поверхности Ra 0,12 мкм…Ra 0,16 мкм.

В качестве заготовок для таких труб в основном используются бесшовные холоднодеформированные трубы.

Такие трубы имеют меньшие отклонения от круглости, по сравнению с электрошовными трубами, которые в состоянии поставки имеют отклонение формы наружной поверхности в пределах 0,3 % от их диаметра, следовательно, для получения из них готовых изделий достаточно применение шлифования для удаления дефектного слоя малой толщины с последующим полированием. Однако, стоимость бесшовных холоднодеформированных труб в 2…2,5 раза выше стоимости прямошовной электросварной трубы, а значит, в качестве заготовки экономически выгоднее использовать прямошовную электросварную трубу.

Кроме того, как показывает практика, при изготовлении и хранении длинномерных тонкостенных труб возникают искажения их геометрической формы, как по длине, так и искажения формы поперечного сечения. К тому же при изготовлении труб на их поверхности образуются окалина и ржавчина, которые необходимо удалять в процессе последующей обработки.

Основными элементами технологического процесса механической обработки труб малого диаметра (16 мм…50 мм) являются: удаление дефектного слоя (ржавчина и окалина, образуемые при производстве труб), обеспечение точности диаметральных размеров и формы наружной поверхности, обеспечение требуемых высотных параметров шероховатости поверхности до величины Ra = 0,12 мкм…0,16 мкм.

При чистовой обработке труб, применяемых при изготовлении различных товаров, требования по точности диаметрального размера, твердости и глубине наклепа не оговариваются, так как они не влияют на эксплуатационные показатели этих деталей.

При этом важным является обеспечение низкой шероховатости и заданного минимального отклонения от цилиндричности.

Следовательно, основной задачей при обработке наружной цилиндрической поверхности тонкостенных труб является выбор прогрессивных и высокопроизводительных методов обработки, которые обеспечивают последовательное выполнение следующих операций: исправление геометрической формы и снижение шероховатости обработанной поверхности.

Таким образом, целью данной работы является анализ методов размерной и чистовой обработки наружных цилиндрических поверхностей, их сочетаний, а также поиска метода, позволяющего производить размерно-чистовую обработку наружного диаметра длинномерной тонкостенной трубы с наименьшей себестоимостью и максимальной производительностью при выполнении предъявляемых требований по точности формы и шероховатости обработанной поверхности.

Материалы и методы исследования

Материал исследования составил анализ существующих способов обработки наружных цилиндрических поверхностей длинномерных деталей.

В настоящее время обработка наружных цилиндрических поверхностей длинномерных валов и тонкостенных труб сводится к последовательному удалению припуска резанием с последующими чистовыми и отделочными материалами, такими как полирование, хонингование и суперфиниширование.

Результаты исследования и их обсуждение

Обработку резанием, в зависимости от величины удаляемого припуска и качества обработанной поверхности, разделяют на черновую, получистовую, чистовую, тонкую и отделочную.

Тонкостенная труба – разбираем все её особенности — Учебник сантехника

Работа с трубами подразумевает придание заготовкам различных положений, то есть необходимо оборудование, которое позволит гнуть трубы без риска получения бракованных деталей и деформаций стенки.

Гибка трубы — это процедура, которая применяется к заготовке с любой толщиной стенки и диаметра для получения заданного угла и радиуса.

В производственной сфере востребованность операции по гибке возрастает с каждым днем, так как принципы работы станков по гибке труб позволяют работать и с другими видами заготовок — стержнями, профилями и даже с проводами.

Трубогибочные станки призваны облегчить работу с профильными изделиями и ускорить производственный процесс. Причем разные виды оборудования специализируются на различных видах труб, в силу чего оснащаются специальным рабочим оборудованием.

Методы изгиба труб

В современном станкостроении используются машины, которые разрешают выполнять самые разные операции по перестройке трубы различными способами:

  • Рамный изгиб — общая методика работа с большинством видов труб, позволяет выполнить особенно большой радиус гиба. Технология достаточно простая и отличается минимальными финансовыми издержками. Станки, выполняющие рамный изгиб трубы, используют самые разные рабочие инструменты, что значительно расширяет возможности производства. Однако рамный изгиб не подходит для обработки труб из мягких металлов, к тому же не позволяет добиться идеального качества сгиба без видимых деформаций;
  • Изгиб три нити — процедура осуществляется на станках, оснащенных ручными или гидравлическими валами. Метод три нити обычно используется для гибки труб с большим диаметром без предварительного нагрева поверхности. Рабочая оснастка не позволяет работать с трубами и профилями, имеющими маленький радиус. К тому же оборудования этого типа предоставляет оператору некоторые трудности в управляемости расстояний между двумя поворотами, поэтому станки оснащаются ЧПУ. Соответственно, дорожает и сама конструкция;
  • Роторный изгиб считается одной из самых старых методов гибки труб, но в наше время был значительно доработан. Поэтому сегодня гибка трубы методом оправки (роторная) позволяет получить максимальное качество работы с выполнением точно заданного угла. Станковое оборудование может работать с заготовками любого диаметра и выполнять повороты с минимальными радиусами. Однако из настроек сверхчувствительности роторный изгиб считается самой дорогостоящей технологией гибки труб в современной промышленности;
  • Изгиб сжатия осуществляется путем обвертывания трубы на матрицу штампа. Методика актуальна для работы с толстостенными трубами, которые остальные станки не могут себе позволить. С одной стороны, изгиб сжатия — это экономичное решение для гибки трубы без оправки. С другой стороны, такая методика не может предоставить высокого качества работы.

Предназначение тонкостенных труб

  • Легкие металлические конструкции, к которым не предъявляют высоких требований по нагрузкам, чаще всего сооружают из электросварной трубы тонкостенной – круглой или профилированной.
  • Тонкостенным трубам находится самое разное применение
  • Изделия используются для:
  • самолетостроения;
  • машиностроения;
  • укладки электропроводки;
  • мягкой мебели на металлическом каркасе;
  • рекламной продукции;
  • металлических лестниц и ограждений;
  • строительных «лесов»;
  • художественных инсталляций и архитектурных конструкций;
  • деталей холодильного и вентиляционного оборудования;
  • отводных коммуникаций и прочих хозяйственных нужд.
  • легких временных конструкций (сцена, подиум, разборная палатка);
  • медицинского оборудования;
  • оцинкованных карнизов для штор под люверсы;
  • дачных водопроводов и систем полива;
  • каркасно-щитовых ангаров в сельском хозяйстве;
  • глубоководных конструкций и легких причалов;
  • остановочных павильонов и городских ограждений;
  • палаток и другого туристического оборудования.

Это интересно! Над расширением сферы применения тонкостенной продукции из металла работают технологи крупных предприятий, КБ и НИИ. Относительно новый функционал – труба тонкостенная для электропроводки, хотя для этого используют и другие синтетические материалы.

Для подачи жидких сред без давления тонкостенные образцы применяются в автомобилестроении и для строительства судов. В авиации они используются как часть пневматических приводов и гидравлических систем.

Выпуск трубы оцинкованной тонкостенной используется для монтажа внешних (наружных) конструкций.

Дополнительно конструкции могут быть защищены от агрессивного воздействия погодно-климатических факторов специальными грунтовками и обработкой фасадными красками для работ по металлу.

Легкие тонкостенные трубы востребованы в мебельной промышленности в качестве несущих элементов

В условиях жесткой конкуренции предприятия, выпускающие оцинкованные изделия, стараются максимально оптимизировать производство и снизить его себестоимость. Но даже при всеобщей экономии, весь сортамент (для металлоконструкций, электропроводки, коммуникаций и мебели) ориентирован на качество, долговечность и конкурентоспособность.

Детали мебели, которые выпускаются из оцинкованных и хромированных металлических труб, в основном используются как:

  • декор;
  • ножки;
  • каркас;
  • блоки раскладушки;
  • часть механизма трансформации.

Стальной каркас для мебели очень выгоден для производителей – изделия эстетичные, а изделия выдерживают большую нагрузку. При этом круглая тонкостенная труба устойчива к деформациям, кручению или изгибам.

Еще одно предназначение стальных труб – для укладки электропроводки. Их используют электромонтажные бригады для прокладывания кабеля, который нуждается в основательной защите электропроводки от внешних факторов. При этом не имеет значение толщина стенок, важно, что это полый металлический стержень, способный защитить электрокабель высокого напряжения от вероятных аварий.

Другие методы и инновации

Помимо четырех основных технологий гибки трубы в современной промышленности применяются и альтернативные методики. Например, метод гибки путем нагревания сегодня актуален для небольших цехов.

Суть работы заключается в том, что рабочую часть трубы нагревают с помощью индукционной системы и одновременно придают ей нужный радиус изгиба.

Единственный минус этоой дешевой технологии — существенные затраты времени на изготовление одной детали.

Встречаются и другие методики гибки трубы, которые пока не нашли массовой востребованности в работе из-за различных сложностей в настройке станков или длительности рабочего цикла. Однако на специализированных предприятиях постоянно ведется разработка новых технологий гибки трубы, а также модернизация существующих методик сообразно требованиям времени.

Читайте также:  Фитинги для полиэтиленовых труб в волгограде

Как сгибать металлические трубы

Трубы больших диаметров изгибают в холодном состоянии, на трубогибочных станках с применением специальных внутренних оправок. Также в строительстве изгибают трубы в нагретом состоянии.

В комплекс работ по горячему изгибанию труб — входят: набивка труб песком, разметка под изгибание, нагрев, изгибание. Для сохранения круглого сечения трубы и предотвращения образования складок на внутренней части изгиба трубу набивают кварцевым прокаленным песком.

Песок сначала просушивают при температуре 150—500°, а затем просеивают через сито с ячейками размером 3,3X3,3 мм.

Перед набивкой песком трубу с одного конца заглушивают деревянной пробкой.

После того как один конец трубы заглушён, труба подается к вышке для набивки песком и устанавливается в вертикальном или слегка наклонном положении. Для уплотнения песка трубу непрерывно обстукивают.

Набивка и обстукивание труб производятся вручную или механизированным способом. От уплотнения песка зависит качество изгиба.

Хорошо набитая труба издает при каждом ударе одинаковый глухой звук. Устройства для набивки труб песком разделяются на установки с обколачивающим механизмом и установки с встряхивающим механизмом. Перед изгибанием труб, набитых песком, на них размечают мелом места расположения изгибов по шаблону. Нагрев труб перед изгибанием производится в горнах или печах.

Максимальная температура нагрева стальных труб не должна превышать 1050°, гибка должна заканчиваться при температуре не ниже 650°. Изгибание труб производится на специальных плитах, в которых устанавливаются стойки, являющиеся упорами для нагретой части трубы, а также прижимы, которыми прикрепляется один конец трубы к плите.

На свободный конец трубы надевают трос, соединенный со шпилем или лебедкой. Изгибание трубы производится натяжением троса. Для предохранения стенок трубы от вмятин между стойками и трубой закладывают металлические или деревянные прокладки прямой или изогнутой формы.

Под свисающий конец трубы, на которой надевается трос, ставится (если в этом есть необходимость) тележка или подставка. Трос, который идет от трубы к лебедке, должен во время гибки находиться в плоскости прогиба трубы, чтобы конец трубы не опускался и не поднимался.

Необходимо следить также за тем, чтобы во время гибки угол между направлением троса и трубой сохранился близким к 90°, так как при угле больше 90° будет вытягиваться затылочная часть погиба или трос будет стягиваться с трубы, а при остром угле могут образоваться складки на внутренней части погиба.

Для предотвращения такого сдвига применяют направляющие блоки, которые устанавливаются на пути троса от лебедки к трубе. Для предупреждения чрезмерного вытягивания стенки наружной части прогиба (затылка) при гибке производят охлаждение ее водой. Трубы из легированных сталей охлаждать водой не разрешается во избежание закалки и образования волосных трещин.

Контроль конфигурации трубы в процессе гибки производят по проволочному шаблону.

Складки, появившиеся на внутренней части прогиба трубы, разглаживаются гладилкой, при этом разглаживание может производиться в процессе либки или после нее, но при температуре нагревания трубы не ниже 650°.

Разглаживание складок можно производить также ударами кувалды или полукруглого молотка с радиусом закругления не меньше 10 мм. Складки, высота которых не превышает 3—4% диаметра трубы, не разглаживаются.

Во время гибки сечение трубы в месте прогиба может получить овальную форму. Величина такого сечения в соответствии с существующими техническими условиями не должна превышать 8% величины наружного диаметра.

Получившаяся в месте прогиба трубы овальность может быть немного уменьшена, если трубу сначала согнуть на 1—5° больше соответствующего угла по шаблону, а затем разогнуть ее до совмещения угла погиба на трубе с углом прогиба на шаблоне.

Если температура стальной трубы во время гибки снизилась до 650°, но погиб еще не достиг заданного угла по шаблону, гибка прекращается и труба подвергается вторичному нагреву и последующей гибке.

  Как наточить победитовый диск

При гибке трубы, имеющей несколько погибов в разных плоскостях, крепление трубы в плите производится так, чтобы очередной погиб находился в плоскости плиты.

После окончания гибки из трубы удаляют пробки и песок (выжигание пробок во избежание засорения песка углем не допускается). Изгибание труб нужно делать с радиусами, установленными техническими условиями и правилами. В холодном состоянии стальные трубы изгибают на специальных станках.

Так, например, изгибание труб диаметром до 200 мм может производиться на станке типа ВМС-24 или конструкции инж. Н. Ф. Волевача.

Станки для гибки трубы

Итак, основное предназначение любого станка для гибки труб — это выполнение изгиба на заданный угол с минимальными изменением профиля и иных дефектов.

На нашем сайте можно ознакомиться с трубогибочными станками производства турецкой , мы предлагаем как переносные виды оборудования, так и стационарные.

Благодаря четкому разделению на механизмы работы и методики гибки труб, можно подобрать тот вариант оборудования, который будет соответствовать вашим ожиданиям и требованиям в полной мере.

Каждая машина прошла сертификацию качества и полностью соответствует тем требованиям, которые предъявляет к оборудованию этого типа современное производство. К тому же мы, как официальный поставщик , предоставляем заводскую гарантию на всю линейку продукции и лояльные цены.

Комплексный метод сварного производства стальных труб

Сварное производство имеет свои подвиды, в зависимости от выбранного метода скручивания и заваривания.

В процессе скручивания выбор падает на продольное скручивание стальной заготовки или спиральное скручивание, заваривание в свою очередь бывает, как круговое или по спирали, так и прямолинейное или по стыкам сгиба. Стальная лента разматывается на барабане, сварка выполняется автоматически. После завершения процесса сварки изделия проверяют на дефекты и правят на вальцах, после чего калибруют и упаковывают.

На рынке металлопроката труба тонкостенная стальная сварочная стоит намного меньше, чем бесшовные трубные изделия. Преимущества у бесшовных труб имеются, такие, как повышенная прочность, но по соотношению цены и качества ведет все-таки электросварочная стальная труба.

Существует несколько нестандартных технологий производства тонкостенных труб:

    Сверление — чаще всего используется в производстве измерительных приборов или оружия, имеет высокую прочность, но стоит в высокой ценовой категории;Фальцовочное обжатие — производятся трубы путем многократного деформирования стального листа, после чего лист слаживают в трубу и заваривают. Имеет сравнительно низкую ценность, но при этом снижена прочность, так как имеется поперечный шов.

От чего зависит цена на тонкостенную стальную трубу?

Ряд параметров для данного металлопроката формируют цену на рынке. В зависимости от сферы использования материала, нужно правильно подобрать нужный вид тонкостенной трубы. Подбирают такую стальную трубу, учитывая параметры:

    Длина стальной трубы;Диаметр трубы;Толщина стенки тонкостенного трубного изделия;Марка производственной стали.

Купить трубы тонкостенные стальные — прайс-лист

, предлагает сортамент труб тонкостенных стальныхпо приемлемым ценам, с которыми можно ознакомиться в прайс-листе.

Посмотрите цену в прайсе на трубы тонкостенные стальныев Днепре и Киеве.

Наши менеджеры помогут подобрать нужный размер, марку и толщину стальной тонкостенной трубы, а также проинформируют о скидках, действующих сейчас в нашей компании на необходимый сортамент металлопроката — звоните.

Легкая, герметичная и простая в монтаже тонкостенная труба изготавливается из меди, алюминия, стали и латуни. В зависимости от материала такие изделия имеют разные технические характеристики и сферу применения, а их стоимость зависит от диаметра, длины трубы и толщины стенки.

Для производства нержавеющей трубы с малой толщиной стенок используют специальное оборудование: прокатные станы и мощные прессы

Тонкостенные трубы: сортамент стальных, пластиковых, квадратных, круглых труб, размеры

оказывает услуги по гибке труб из стали, алюминия и нержавейки. Выполняем заказы любой сложности согласно вашим запросам, техническим возможностям нашего оборудования и ГОСТу.

Наша задача — создание не только идеально выверенных в своей точности и эстетичности конструкций. Мы обеспечиваем надежность и долговечность их в эксплуатации, будь то декоративный предмет интерьера или элемент строительного сооружения, часть механизма.

Гибка труб — это больше, чем просто технологический процесс. Мы вносим свой вклад в создание целого объекта.

Какие изделия называются тонкостенными

Труба считается тонкостенной при определенном балансе толщины стенок и диаметра изделия — допускается показатель от двенадцати с половиной до сорока единиц.

К этому классу изделий причисляются и системы с диаметром в 20 миллиметров и менее, но при этом величина толщины их стенок не должна превышать показателя в полтора миллиметра.

Указанные параметрические величины регламентируются ГОСТом.

Тонкостенные изделия и их основные характеристики.

Трубные изделия с тонкой стенкой, изготавливаемые из профиля (фото) чаще всего употребляются в области строительства.

При помощи данных систем возводятся всевозможные ограждения, остановочные павильоны, заборные конструкции, щитовые сооружения для размещения рекламы.

Считается, что продукция электросварного типа идеальна для применения в конструкциях с небольшим весом. Профильные системы с тонкой стенкой обладают следующими качественными характеристиками:

  Что нужно хнать при выборе ленточного гриндера

  1. хорошо переносят перепады температуры, устойчивы к низким температурам;
  2. выдерживают механические повреждения и не утрачивают полезных качеств при попадании на поверхность агрессивных веществ.

Эти же стальной продукт активно используется в автомобильной и в мебельной промышленности, при выработке кованых изделий.

Классифицируют профильные стальные системы по конфигурации сечения, длине, толщине стального листа, из которой выработано изделие. Также различаться изделия могут по методике производства. Они могут быть бесшовными или сварными профильными (квадратной или прямоугольной формы). Также изделия градируются по типу деформации.

К профильным тонкостенным системам можно отнести трубы квадратные, прямоугольные, плоскоовальные и овальные. Для любого вида из перечисленных есть свой ГОСТ.

Также различаются металлические изделия и по материалу изготовления: наибольший спрос у потребителя нашли трубы алюминиевые, дюралевые, нержавеющие. О каждом виде стоит рассказать подробно.

Какие дефекты могут возникнуть при неправильном выборе или нарушении технологии?

Процесс сопровождается растягивающими усилиями, которые действуют на наружную часть изгиба, и сжимающими – на внутреннюю часть. Изготовить качественное изделие можно только, зная технологические правила процесса, иначе вероятны:

  • нарушение соосности участков;
  • появление трещин на стенке, расположенной на внешней стороне изгиба;
  • образование на внутренней стороне изгиба неравномерных складок;
  • расхождение шва сварного профиля.

Совет!

Во избежание брака рекомендуется гнуть трубы с высотой профиля (h) до 20 мм на отрезке, длина которого равна или превышает величину 2,5*h. Если высота профиля более 20 мм, то минимальный отрезок равен 3,5*h. Тонкостенную продукцию большого сечения (толщина стенки менее 2 мм) согнуть с получением качественной детали не получится.

Для пластичных малоуглеродистых нелегированных и низколегированных марок стали характерна некоторая «пружинистость». Это означает, что после гибки труба стремится восстановить прежнее положение. Поэтому для таких изделий часто необходима подгонка по шаблону.

Читайте также:  Pc4 01 фитинг размеры

Алюминиевые тонкостенные изделия

Размеры тонкостенных труб из алюминия по ГОСТу допускают толщину металла до пяти миллиметров.

Алюминий, как материал обладает великолепными качественными характеристиками: он устойчив к температурным перепадам, имеет неплохую прочность, устойчив к коррозии, обладает хорошей теплопроводностью.

Продукция из этого металла применяется в самых различных областях: задействуется в вентиляционных системах, при подключении газового оборудования, употребляется в создании кровли, канализации, водопроводов.

Алюминиевые системы по типу сечения могут быть круглыми, прямоугольными или квадратными. Изделия данных видов причисляются к типовым, а вот профильная труба из алюминия – имеет сечение произвольное, поэтому чаще всего данную разновидность конструкции производят на заказ.

Также алюминиевые тонкостенные трубы различаются по методу обработки. Они могут быть горячепрессованными, нагартованными, закаленными и иных видов. Каждый вид имеет свою маркировку.

Изготавливаются трубы из алюминия тремя способами – методом деформации, прессовки или же сварки.

Методы гибки трубы по радиусу

К технологии гибки профильных труб по радиусу сегодня предъявляются довольно высокие требования на предмет качества, производительности и себестоимости. Повышение уровня качества гибки достигается за счет автоматизации и отладки процессов, повышения уровня квалификации специалистов. В настоящее время существуют разные технологии обработки заготовок.

  • Горячая гибка труб по радиусу.

Если для гибки труб по радиусу невозможно использовать трубогибочные установки или приспособления для холодной обработки, заготовки подвергаются предварительному прогреванию. Эта технология сгибания является трудоемкой.

Для ее выполнения необходим наполнитель, в роли которого выступает просеянный речной песок, в котором отсутствуют органические вкрапления и слишком мелкие фракции (поскольку в процессе термической обработки они подвержены спеканию и последующему пригоранию к стенкам трубы).

Важно, чтобы песок был сухим, в противном случае существует риск возникновения чрезмерно высокого давления пара в процессе нагревания заготовки.

Для обработки необходима температура около +900 °С. Важно следить за тем, чтобы не появились пережоги.

Кроме того, обработку следует ограничить одним нагревом, поскольку последующие действия отрицательно скажутся на качестве готового изделия.

На размер разогреваемого участка трубы влияют такие параметры, как ее сечение и радиус гибки. После завершения работы необходимо извлечь из нее заглушки и песок, очистить и промыть внутреннюю часть изделия.

Дюралевые тонкостенные трубные системы

Дюраль – это не чистый металл, а сплав алюминия с марганцем, магнием и медью. Дюралевые трубы считаются самой прочной разновидностью тонкостенных труб. Изделия из данного сплава не деформируются, не поддаются воздействию коррозии, легко сгибаются и их монтаж отличается простотой и легкостью.

Однако у дюралевого продукта есть и существенные минусы, в числе которых высокая цена и невозможность соединять трубы данного типа напрямую с аналогами из чугуна или обычной стали.

Преимущества гибки трубы по радиусу

Трубы используются человечеством на протяжении тысячелетий, первые водопроводы создавались из их прототипов – тростника или бамбука. Древние римляне для изготовления труб использовали бронзу.

В промышленных масштабах эти металлические изделия впервые начали производиться в начале XIX века.

В наши дни ежегодно выпускаются миллионы тонн металлических труб, необходимых во множестве хозяйственных отраслей.

В процессе изготовления жестких металлических конструкций из цельной заготовки чаще всего используют не сварку или резьбовое соединение, а гибку труб.

Такая технология имеет ряд преимуществ:

  • более низкую материалоемкость, поскольку отсутствуют ввариваемые патрубки;
  • меньшую трудоемкость в сравнении с технологиями сварки и монтажа резьбовых соединений;
  • более высокие гидроаэродинамические показатели;
  • лучшая герметичность в сравнении с резьбовыми соединениями.

Кроме всего прочего, в отличие от сварки, структура металла не подвергается неблагоприятному воздействию. А после выполнения гибки труб по радиусу готовые изделия обретают привлекательный внешний вид.

Тонкостенная трубная продукция из нержавеющей стали

Нужно сразу отметить – что нержавейка материал недешевый, работать с ним достаточно непросто и потому трубные изделия из нержавеющей стали применяются чаще всего в областях достаточно специфичных.

Так, например, их активно задействуют в мебельной промышленности, из нержавейки изготавливаются каркасы и карнизы, ограждения.

В этих областях чаще всего используются электросварные системы, так как цена на них доступна, а характеристики прочности безупречны.

Нашли свое применение электросварные трубы с тонкой стенкой из нержавейки и в самолетостроении. А вот в химической промышленности предпочтение отдается продукту бесшовного типа.

Гибка круглой или профильной трубы по радиусу своими руками

Если вы впервые планируете осуществить гибку труб по радиусу, следует прислушаться к советам профессионалов:

  1. Заготовки диаметром более 10 см нуждаются в предварительном разогревании для придания металлу податливости. С этой целью выполняется их отжиг. В обязательном порядке необходимо использовать наполнитель (к примеру, сухой мелкофракционный песок), который минимизирует риск возникновения вмятин, трещин и др. В качестве заглушек можно воспользоваться глиной или деревом.
  2. Не стоит забывать, что в процессе нагревания в трубе возникают газы, поэтому для предотвращения ее разрыва в заглушках следует сделать небольшие отверстия (диаметром 3-4 мм), через которые будут выходить газы.
  3. Выполнять гибку рекомендуется по радиусу, равному диаметру трубы, умноженному на 3.
  4. При разогреве заготовки необходимо ориентироваться на изгиб, т. е. на участок, который будет подвергаться деформации, остальные части трубы прогревать не требуется.
  5. Для разогрева используется газовая горелка или паяльная лампа. Металл необходимо прогревать до бордово-красного оттенка. Если же он нагреется слишком сильно, то его охлаждают с помощью воды.
  6. При обработке труб со швами важно контролировать их отсутствие на деформируемом участке. Оптимально, если стык располагается выше места изгиба.
  7. Для удаления наполнителя необходимо вынуть заглушки, простучать по трубе и высыпать песок.
  8. Для придания эстетического вида готовому изделию его необходимо зачистить от возникших окалин.
  9. При гибке трубы малого радиуса (не более 4 см) необходимости в разогреве может не возникнуть. Заготовка просто фиксируется в трубогибочном устройстве и обрабатывается.

Гибку по радиусу профильных труб необходимо выполнять с учетом:

  • диаметра рабочего элемента (влияющего на технологию гибки);
  • толщины стенок (от нее зависит используемое оборудование – большая величина поперечного сечения стенок требует приложения больших усилий при гибке);
  • материала изготовления профильных труб (с учетом этого показателя определяют минимальный радиус гибки);
  • показателя будущей окружности.

Несмотря на кажущуюся сложность, процесс такой обработки металла достаточно прост. Однако соблюдение техники безопасности является одним из ключевых требований.

Тем, кто впервые решил попробовать свои силы в такой работе, стоит попрактиковаться на старых трубах, так как не всегда можно добиться нужного радиуса с первой попытки.

Однако лучшим решением станет обращение в специализированную компанию, тем более что цены на гибку профильных труб по радиусу на сегодняшний день достаточно демократичны.

Особенности работы с трубами с тонкой стенкой: сгибка продукта

Иногда для придания нужной формы нужно определенным образом согнуть тонкостенную трубку. Гибка тонкостенных труб в основном проводится специальным инструментом – трубогибом, который бывает разных видов:

  • Трубогиб арбалетный. Этот инструмент используется тогда, когда нужно согнуть изделие конкретного диаметра;
  • Приспособление пружинное. Идеально подходит для круглых труб – продукт гнется без повреждений и деформаций;
  • Сегментный трубогиб. Использование данного типа инструмента оправдано при работе с трубами малого диаметра.

Также для изделий с малым радиусом подходит дорновый трубогиб, которым можно легко пользоваться и в домашних условиях. Для сгибки систем с тонкой стенкой можно применять и другие инструменты: станок Валова, специальную машинку или пружину для загиба.

Специфика сварки труб с тонкой стенкой

Сварка тонкостенных труб — дело непростое, желательно не производить сварочные работы самостоятельно, а пригласить для их проведения специалиста, так как швы соединений на тонкостенных трубах должны иметь строгое соответствие со строительными нормативами и ГОСТами. Если величина диаметра изделия свыше сорока миллиметров – сварочные работы проводятся в два этапа.

Сварка изделий с тонкой стенкой может вестись газом или же с помощью электродуги. При качественном соединении системы прочность шва не будет уступать прочности самой трубной системы.

Изготовление самодельного инструмента

Ключевым элементом конструкции такого прибора является трехвальцовая система. Поэтому прежде чем приниматься за работу по самостоятельной сборке трубогиба, следует сначала разобраться, что он представляет собой в конструктивном отношении.

Итак, чтобы сделать трубогиб вручную, требуется выполнить такие действия:

  • Сначала сделайте каркас: на основе четырех швеллеров сформируйте прямоугольную раму с помощью сварочного аппарата.
  • Потом на центр привариваем кронштейн форме буквы «П», а центру ребра сверху привариваем гайку, она в будущем выступит основой для струбцин. Затем в нее вкручивается винт с маховиком, цапфа будет контактировать с вращающейся плитой, которая двигается в выемках боковых сторон кронштейна.
  • На пластину приспосабливаем валец, укрепленный между ее боковыми ножками. Прижимное усилие в этом случае будет обеспечиваться за счет штатива.
  • На боковые части кронштейна сварочным методом крепятся стержневые подпорки.
  • Для крепления цилиндров нужно брать винты. На их боковых сторонах нужно предусмотреть наличие звездочек из цепной передачи, которые можно взять со старого велосипеда.
  • В итоге цепочку надевают на подающие цилиндры. На одну из звездочек нужно установить ручку для возможности запуска вала.

Такое устройство очень простое в применении, гибка труб по радиусу с его помощью осуществляется с легкостью. Рабочий элемент укладывается на вращающиеся цилиндры, затем он фиксируется посредством деформирующего ролика, потом крепится винт. Движущаяся ручка приводит конструкцию в движение, потом она медленно проходит через деформирующие детали.

Стальные сварные трубы: виды, технология производства, область применения и преимущества

25.11.2019

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Каковы особенности горизонтальной сварки труб
  • Как сделать горизонтальную сварку труб
  • Как проверить качество горизонтальной сварки труб

Электросварка позволяет соединять металлические изделия при помощи их нагрева и расплавления электрической дугой. Сегодня данная технология активно используется в самых разных сферах промышленности и даже в быту. Далее вы узнаете, каким образом происходит горизонтальная сварка труб.

Особенности тонкостенных труб

Для производства профильных труб используют нержавеющую или углеродистую стали. Эта разновидность металлопроката изготавливается по технологии формовки. Благодаря широкому диапазону сечений (10–500 мм) можно выбрать изделие, подходящее для конкретных работ.

  Аргонодуговая сварка титана

Из профильного металлопроката производят прочные легкие конструкции, работы можно выполнять как на основе чертежей, так и без них.

Профильные трубы отличаются:

  • небольшим весом, благодаря которому снижаются затраты на возведение, транспортировку и монтаж готовой конструкции;
  • возможностью выбора оптимально подходящего размера и диаметра;
  • стандартными размерами типовых тонкостенных конструкций, облегчающими их торцевание и стыковку;
  • унифицированной толщиной стенок изделий;
  • гладкой внешней и внутренней поверхностями.

Путем сварки тонкостенных труб изготавливают поликарбонатные теплицы, декоративные опоры для заборов, гаражей, ворот, навесов, коммуникационные магистрали.

Рекомендовано к прочтению

  • Резка меди лазером: преимущества и недостатки технологии
  • Виды резки металла: промышленное применение
  • Металлообработка по чертежам: удобно и выгодно

Прежде чем приступить к свариванию тонкостенного проката, стоит уделить время ознакомлению с особенностями работы с профметаллами. Иначе качество сварных соединений будет низким, а на исправление ошибок потребуется время и дополнительные средства.

Читайте также:  Ручки трубы для стеклянных дверей

Сварка технологией MIG/MAG

Выполнение соединения труб электросваркой по степени механизации делится на ручное, автоматическое и полуавтоматическое. Технология выполнения соединения газовых труб MIG/MAG (Metal Inert/Active Gas) основана на дуговой сварке с использованием металлического плавящегося электрода (проволоки) в присутствии инертного/активного газа. Присадочная проволока подается автоматически.

Этот метод реализуется такими аппаратами:

  • инверторное полуавтоматическое сварочное оборудование;
  • полуавтоматический сварочный аппарат;
  • набор из механизма подачи плавящегося электрода и источника дуговой сварки.

Сварка MIG/MAG производится путем подачи пистолетом металлической проволоки в зону соединения и расплавление ее в дуге. Она находится между изделием и плавящимся электродом. Расплавленные проволока и кромки образуют сварочную ванну. Кристаллизующийся шов, дуга, металл сварочной ванны и проволока защищаются газом от влияния окружающей среды.

Сварка MIG/MAG предполагает использование специальной проволоки

Зачастую этот способ еще называют полуавтоматическим, поскольку сварщику необходимо вручную перемещать вдоль шва горелку. Проволока одновременно является присадочным материалом и токопроводящим электродом.

Важно! Регулировку подачи газа лучше производить с помощью редукторов с расходомерами.

Методом MIG/MAG можно сваривать низко- и высоколегированные стали. Качество сварного соединения электросваркой зависит от напряжения дуги, скорости подачи плавящегося электрода, скорости подачи газа и сварки.

Технология ручной дуговой сварки тонкостенных труб

Сварку тонкостенных труб чаще всего выполняют ручным дуговым способом. Его преимущества заключаются в простоте, доступности оборудования и материалов, получении качественного сварного соединения, возможности работы в труднодоступных местах.

  Промышленные чиллеры для охлаждения воды

Процесс обработки невозможен без:

  • Трансформаторного или инверторного сварочного аппарата.
  • Электродов.
  • Средств индивидуальной защиты для сварщика.
  • Металлической щетки или наждачной бумаги для очистки заготовок.
  • Приспособлений для соединения изделий из профилированного металла:
  • Центратора, позволяющего разместить оси соединяемых труб на одной линии и совместить их торцевые кромки. Такие изделия могут быть наружными и внутренними. Обработка изделий большого диаметра осуществляется при помощи звенного центратора. В бытовых условиях используются центраторы-струбцины. Также из уголков и струбцин можно самостоятельно изготовить соответствующее устройство.
  • Магнитных угольников, помогающих соединять заготовки под нужным углом.

Ручная дуговая сварка позволяет соединять детали разной толщины и сечения. Однако трубы, толщина стенок которых превышает 4 мм, нуждаются в предварительной подготовке.

Торцы свариваемых заготовок перед началом работ очищаются от загрязнений и обезжириваются.

Существенное значение для качества сварного соединения имеет правильный выбор электрода. Сварка тонкостенных труб (толщина стенок до 4 мм) выполняется с помощью электродов диаметром 2-3 мм при силе тока 50–60 А.

  • При соединении тонкостенных труб не требуется формирования кромок, зазор между заготовками должен быть минимальным.
  • Работать можно в нижнем, горизонтальном или вертикальном положениях.
  • Результат итогового соединения зависит от выбора качественного оборудования и оснащения.

Введение

Обязательно заземлите металлические части, такие как сварочный стол, трансформаторное основание и прочие неизолированные устройства.

Используйте электропровода и кабели с изолированным покрытием. После окончания сварки неповоротных стыков труб возьмите молоток и зубило и уберите весь оставшийся шлак. Затем, при необходимости, шов можно сгладить болгаркой.

На данный момент применяются 3 основных метода сваривания металлических неповоротных фрагментов, принципиально определяющих концепцию работы каждого из них:

  • При горизонтальном положении;
  • При вертикальном положении;
  • Под углом в 45 градусов.

Выбирать конкретный метод сварки неповоротных стыков труб надо исходя из:

  • толщины стенки;
  • расположения трубопровода;
  • угла размещения во время сварки.

Совмещение труб с помощью трехслойного шва применяется, если толщина составляет 12 мм. Каждый шов должен быть высотой не более 4 мм, а ширина валика шва – не более трёх диаметров проводника.

Как можно судить из названия, поворотные трубы можно провернуть в нужную сторону, благодаря чему сварочный процесс неповоротных стыков труб облегчается и не будет необходимости создавать комплексные швы (например, потолочные).

Сварка тонкостенных труб инвертором

Сварка тонкостенных профильных труб инвертором проста и надежна. Сам аппарат компактен, легок, доступен по стоимости, может использоваться как в быту, так и в промышленном производстве.

Начинающим сварщикам стоит работать именно с ним, используя импульсный режим.

Инверторный аппарат подходит для работы с заготовками независимо от их толщины. Сварку тонкостенных труб осуществляют при силе тока 50 А. Для соединения более толстых деталей необходимо повысить напряжение.

Виды врезок в трубы

Перед тем, как врезать трубу в трубу, нужно разобраться с некоторыми вопросами, касающимися классификации врезок.

Врезки делятся на виды в зависимости от нескольких факторов:

  1. Назначение . Врезаться можно в водопроводные, канализационные и отопительные системы.
  2. Материал труб . Врезать можно трубы из пластика, чугуна, стали, полипропилена и металлопластика.
  3. Метод врезки . Для того, чтобы врезать трубу в трубу, можно воспользоваться сваркой или хомутами.

Учитывая все эти факторы, можно прийти к очевидному выводу – в каждом отдельном случае врезка трубы будет осуществляться по собственному алгоритму, поэтому им нужно уделить больше внимания.

Сварка тонкостенной профильной трубы в среде защитного газа

Электродуговая сварка тонкостенных труб в защитной газовой среде достаточно распространена. В процессе используются неплавящиеся электроды. Прежде чем приступить к обработке, заготовки необходимо очистить и обезжирить.

Существенное значение имеет правильный выбор диаметра вольфрамового электрода. Если толщина стенок трубы менее 2 мм, подойдут расходники диаметром 1 мм, для более толстых стенок – 1,6 мм.

На диаметр присадочной проволоки также влияет толщина заготовки. При толщине стенок 1 мм нужна проволока с диаметром 1–1,5 мм, при толщине 2 мм диаметр проволоки должен составлять 2–2,5 мм.

Для работы необходимо следующее:

  • расходные материалы (электроды, проволока);
  • трансформатор или инвертор в качестве источника тока;
  • блок питания;
  • газовая горелка;
  • баллон с газом;
  • редуктор;
  • шланги.

При электродуговой сварке тонкостенных труб электрод должен располагаться на небольшом расстоянии от сварочной ванны. Короткая дуга обеспечивает лучшее качество соединения и сварного шва.

  1. Присадочную проволоку перемещают вдоль, а не поперек зоны соединения заготовок.
  2. Присадку нужно подавать плавно, чтобы избежать разбрызгивания частиц расплавленного металла.
  3. При сварке тонкостенных труб максимальный расход газа должен составлять 12 л/мин.
  4. Сила тока в процессе работы зависит от толщины свариваемых заготовок и может составлять 50–120 А.

Несколько советов по выполнению качественной сварки

Качество сварки зависит от правильной подготовке к сварным работам, выбору электродов и технологии процесса, который несколько отличается при соединении стыков.

Выбираем подходящие электроды

От того, какой электрод применяется для сварки, во многом зависит качество сварного шва. Он представляет собой тонкий металлический стержень с особым покрытием. Внутренняя часть электрода служит проводником для создания электрической дуги, а покрытие обеспечивает ее стабильность, а также участвует в создании сварного шва.

По типу сердцевины электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся. В первом случае в основе изделия находится стальная проволока, во втором – вольфрамовый, угольный или графитовый стержень.

По типу защитного покрытия электроды делятся на:

  • целлюлозные – маркировка «С» — используются для трудоемких и сложных сварочных работ с трубами большого диаметра, на протяженных технологических магистралях;
  • рутилово-кислые – «RA» — наиболее используемый тип электрода для сварки инженерных сетей водоснабжения и отопления;
  • рутиловые – «RR» — также могут использоваться для сварки труб водоснабжения и отопления, отличаются большей толщиной и лучшим качеством сварного шва;
  • рутилово-целлюлозные – «RC» — дают более прочный шов при использовании вертикального способа соединения;
  • универсальные – «В» — подходят для сварки труб различных диаметров и толщины, в широком температурном диапазоне.

Еще одна классификация электродов для сварки – диаметр стержня. От него зависит сила электрической дуги, способная справиться с трубопрокатом определенной толщины:

  • 3 мм – электроды подходят для сварки труб толщиной до 5 мм;
  • 4 мм – электроды позволяют сваривать толщиной до 10 мм, а также делать многослойные швы металла.

Внимание! Кроме толщины и материала изготовления электрода для качественной сварки нужно учитывать еще и силу тока, которая зависит от способа соединения труб. Например, для простого соединения встык подойдет дуга от 80 до 110 ампер, а для сварки внахлест потребуется переключить аппарат на 120 ампер.

Газовая сварка тонкостенных труб

Газовая сварка тонкостенных труб невозможна без:

  • баллонов с кислородом и ацетиленом;
  • редуктора;
  • горелки;
  • присадочной проволоки или прутков;
  • шлангов для подачи газа в горелку.
  • Соединение заготовок происходит за счет нагревания обрабатываемой области, подачи в нее присадочной проволоки, плавящейся и заполняющей зазор между свариваемыми деталями.
  • При толщине стенок меньше 4 мм их кромки не нуждаются в формировании.
  • Сварку тонкостенных труб можно выполнять:
  • Слева направо, при этом присадочная проволока следует за горелкой. Достоинства этого способа заключаются в хорошем прогреве свариваемой области, меньшем расходе газа, высокой производительности, прекрасном обзоре места соединения заготовок. Эту технологию следует использовать при работе с деталями толщиной более 5 мм.
  • Справа налево – так происходит работа с тонкостенными изделиями. При этом газовая горелка следует за присадочной проволокой.

Нюансы сварки тонкостенных оцинкованных труб

При работе с оцинкованными трубами сварщики сталкиваются с определенными нюансами. В процессе обработки входящий в состав заготовки цинк начинает «пениться» (на поверхности выступают белые хлопья). Во избежание этого зону соединения деталей тщательно обрабатывают соляной или серной кислотой.

Кроме того, работая с оцинкованными заготовками, важно помнить о выделении ими при нагреве ядовитых веществ.

Следовательно, в процессе сварки тонкостенных изделий из цинка следует пользоваться респираторами и постоянно проветривать помещение, в котором ведутся работы.

Респираторы можно заменить специальными масками для сварщиков со встроенной принудительной вентиляцией. Об отравлении свидетельствует появление сладковатого привкуса во рту и неприятных ощущений в горле.

Стоимость сварки тонкостенных труб

Приведенная ниже стоимость сварки тонкостенных труб является ориентировочной, окончательная цена работ может варьироваться в различных регионах. Определять цену можно, исходя из следующих параметров:

  • длина заготовок (от 20 руб. за единицу);
  • количество стыков (от 150 руб. за один стык);
  • более высокая стоимость при работе со сложными конструкциями (сварка ворот или заборов измеряется в погонных метрах и составляет от 600 руб. за пог. м.).

На сайтах всегда указывают ориентировочную стоимость. После обращения заказчика обсуждаются конкретные необходимые действия, только затем формируется окончательный счет на работу. Сварщик занимается не только непосредственно сварочными работами, но и предварительной подготовкой.

Приступая к обработке трубного металлопроката, специалисту необходимо помнить следующее:

  • профильные трубы под воздействием высоких температур деформируются сильнее, чем заготовки с круглым сечением;
  • расплавленный металл может заполнить внутреннее пространство трубы, об этом необходимо помнить, если готовая деталь внутри должна оставаться пустой;
  • неравномерный прогрев или неправильное формирование валиков при торцевой сварке профильных труб может привести к появлению высокого напряжения на углах конструкции.

Толщина стенок металлопроката может быть различной, но при работе с тонкостенными заготовками сварщику особенно нужны знания и опыт.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector