Як зігнути алюмінієву трубу - ручна і машинна гнучка

Як зігнути алюмінієву трубу - це питання не може здатися дивним для людей, які вже мали справу з гнучкою алюмінію (і, зокрема, сплавів на його основі). Цей метал, незважаючи на високу пластичність, примхливий при деформації, особливо в пустотілих перетинах. Тим часом, алюмінієві труби часто зустрічаються як елементи трубопровідних з'єднань.

Популярні марки алюмінію для гнучкі

Складнощі гнучкі як чистого алюмінію, так і сплавів на його основі, пов'язані з наступними обставинами:

1. У процесі отримання метал, в більшості випадків, проходить штучне або природне старіння. Взагалі-то, воно застосовується з метою стабілізації структури вихідного металу, але для алюмінію і його сплавів необхідність такої термічної обробки полягає ще й у створенні на поверхні міцної плівки основного оксиду Al2 O3. Така плівка надає продукції необхідну корозійну стійкість, але, з іншого боку, підвищує міцність, і, що істотніше, знижує пластичність.
2. Алюмінієвий трубний прокат виробляється за кількома технологіями - прокаткою, гарячої екструзії і видавлюванням. Останні два способи набувають все більшого поширення, однак, саме після них прокат істотно зміцнюється, а його чутливість до напруженням вигину зростає.
3. 
   При будь-яких способах гнуття профілів. в силу фізичних особливостей процесу, постійно змінюється місце розташування так званої «нейтральної лінії» - віртуальної кривої, яка розділяє між собою зони з напругою стиснення (які примикають до внутрішньої поверхні згинається заготовки), від зон з напругою розтягнення, що розташовуються на зовнішній поверхні згину. Тому труби з алюмінію і його сплавів частіше тріскаються не по внутрішньому, а по зовнішньому радіусів.
4. Широке практичне застосування отримали трубчасті профілі не тільки з чистого алюмінію (наприклад, марок АД0, АД31, АД33 і т.п.), але також і з дюралюминов типу Д1 або Д16, а також зі сплавів алюмінію з марганцем. Всі ці складові знижують пластичність вихідних заготовок. Оскільки в побуті хімічний склад початкового прокату часто ігнорується, то невдачі при згинанні, зокрема, по складному просторовому контуру, цілком можливі.

У зв'язку з цим, перед гнучкою алюмінієвих труб слід точно визначити марку сплаву і умови його попередньої термообробки. Якщо сертифікат на продукцію відсутній, то подібну перевірку можна виконати декількома способами:

• Вивчити маркування, яка зазвичай наводиться на торцевих ділянках труби, а потім, за доступними довідників (хоча б того ж «Довідника конструктора машинобудівника» Анурьева, т.1), уточнити необхідні показники пластичності;
• Легким простукуванням вироби молоточком: з підвищенням твердості матеріалу звук стає більш дзвінким;
• Більш м'який сплав налипає на напилок (характерно, зокрема, для ПЕКЛО0 і АМг6), а більш твердий - відшаровується від власної основи;
• Все дюралюмінію (а особливо Д16) спочатку мають низьку корозійну стійкість, тому часто реалізуються з поверхневим покриттям за методом анодування. Такі заготовки допустимо гнути лише на невеликі кути;
• Дюралюмінієві труби не бруднять руки при контакті.

Особливості гнучкі алюмінієвих профілів

Перед отриманням гнутого профілю потрібно підготувати вихідні дані, що стосуються:

1. Максимально допустимого значення для внутрішнього радіуса гнуття трубчастої заготовки rmin.
2. Прийнятного зміни форми поперечного перерізу труби після деформування (особливо це критично для елементів трубопроводів).
3. Довжини вільного ділянки труби після згинання.
4. Очікуваної пластичності вихідного матеріалу.

Підсумовуючи, варто зазначити, що запорукою успішної гнучкі буде формування в згинається заготівлі напруженого стану всебічного нерівномірного стиснення. При цьому зусилля протитиску має становити не більше 50 ... 70% від основного зусилля. Інакше деформувати навіть алюмінієву трубу виявиться нелегко. Для створення такого противодавления можна застосовувати такі технологічні прийоми:

1. Загинати вихідну заготовку тільки на дорновом трубозгинаючого станка, причому використовувати не жорсткий, а еластичний Дорн, наприклад, гуму середньої твердості. Зокрема, такий матеріал на основі каучуку під торговою маркою Dacheng виробляє китайська компанія HengShui. Є й вітчизняні гуми (наприклад, 7889).
2. 
   Зігнути алюмінієву трубу діаметром до 20 ... 30 мм можна за один перехід, причому без нагрівання заготовки. При необхідності, проводити згинання по більш складного просторового контуру, або використовувати трубу більшого діаметра, заготовки попередньо підігрівають до 80 ... 100 0 С. Гумові дорни таке перевищення температури переносять спокійно, але в екстремальних ситуаціях вихід полягає в застосуванні складеного дорна. Він являє собою сталевий сердечник, на який напресовується гумова втулка.
3. У побутових умовах для якісного згину труби з алюмінію використовують наступне: внутрішню поверхню заготовки заповнюють дрібнозернистим сухим піском, а торці ретельно заглушають. Спосіб застосуємо тільки для безшовних труб.
4. Локальне зменшення протяжності зони з розтягують напруженнями. Для цього застосовують або опорний ролик зі збільшеним на 1 ... 2 мм радіусом, або між напівфабрикатом і роликом поміщають смужку м'якої сталі, яка прийме на себе частину розтягуючих навантажень процесу.

Технічно неграмотно використання трубогибов для алюмінієвих труб, які працюють на іншому принципі деформування. Виняток становить гнучка за досить великих радіусів, коли rmin> (8 ... 10) D (де D - зовнішній діаметр заготовки). Втім, і в такому випадку ймовірність деформації торців вироби є високою.

Для розрахунку розмірних параметрів можна використовувати такі практичні рекомендації:

• При згинанні м'яких сплавів з товщиною стінки труби до 1 ... 1,5 мм значення rmin при вугіллі згину до 90 0 не може бути менше товщини стінки заготовки;
• Для гнутого трубчастого профілю з твердого / загартованого алюмінію значення rmin при тих же умовах збільшують не менше, ніж в 4 рази;
• Поверхня згинати напівфабрикату повинна бути чистою від бруду і пилу, при цьому здирати окисну плівку (має білявий колір) з заготівлі не рекомендується;
• Пружіненіе алюмінію не враховують: абсолютні його значення малі, а догібку готового виробу, при необхідності, можна виконати і вручну.

Особливості ручної гнучкі алюмінієвих труб

Як зігнути алюмінієву трубу самостійно, коли придбання дорогого спеціалізованого верстата недоцільно? Гнучка труби в домашніх умовах може бути виконана і без трубогиба, якщо скористатися наступними рекомендаціями:

1. Для підвищення пластичності металу і зниження навантажень при згинанні заготовку в зоні згину підігрівають, використовуючи звичайну газовий пальник. Виняток становить анодований алюміній. Критерієм готовності заготовки до деформування служить температура її поверхні: папір, розташована на ній, задимів або запалиться. Слід пам'ятати, що при перевищенні температури понад 120 ... 140 0 С в багатокомпонентних сплавах (наприклад, Амг) можуть початися структурні перетворення. Після нагріву негайно приступають до згинанні.
2. Для деформації підійде шаблон з труби того ж радіуса згину. Можна виготовити його і з деревини, попередньо просоченої креозотом. На нього накладається і ретельно фіксується вихідна трубчаста заготовка. Після цього цілеспрямованими ударами гумової киянки трубі надають необхідний кут. При необхідності процес повторюють.
3. При згинанні труб діаметром до 15 ... 20 мм на зовнішній діаметр заготовки надягають сталеву пружину, а потім, використовуючи вставлений в торець заготовки сталевий прут, виробляють обтиск матеріалу за шаблоном або фіксатора.
4. Замість піску, як заповнює середовища, можна використовувати і воду, проте такий спосіб складніший з точки зору практичної реалізації, особливо при згинанні труби в домашніх умовах.