Вместо пружины можно также использовать пучок проволоки, который по частям проталкивается в трубу. После сгибания отрезки проволоки вытягиваются из полости трубы один за другим таким же образом.
Как производится гибка металлических труб: технологические тонкости выполнения работ
Угловые трубы используются в нефтяной и химической промышленности, а также в машиностроении и производстве оборудования. Без них не обходится ни один архитектурный или строительный проект.
Для отводов можно использовать всевозможные фитинги, но тогда возможны протечки, а иногда это просто неприемлемо по эстетическим соображениям. Более привлекательный внешний вид и большая надежность достигаются за счет гибки труб — процесса, который не нарушает целостность трубы.
Мы покажем лучший способ сгибания металлической трубы, используя как холодную, так и горячую технику. В нашей статье мы описываем особенности гибки труб из различных материалов. Обсуждаются особенности работы с профилями и обычными круглыми трубами.
- Особенности процесса гибки
- Способы сгибания труб
- Специфика горячей технологии
- Гибка холодным методом
- Как гнуть трубы из меди и латуни?
- Гибка труб из алюминия
Особенности процесса гибки
Каждый металл имеет свои свойства, без их учета невозможно придать прокату сложную форму. На согнутую трубу действуют радиальные и тангенциальные силы.
Первые деформируют поперечное сечение, а вторые способствуют образованию складок. Самое главное требование к конечному результату — чтобы поперечное сечение трубы оставалось неизменным, а стенки не имели гофров. При прокладке труб со всеми видами изгибов количество сварных швов сводится к минимуму.
Гибка труб чаще всего используется при изготовлении каркасов для теплиц, навесов, входов, веранд и садовой мебели. В результате получается самое износостойкое основание для крепления арматуры из дерева, металла и поликарбоната.
Изгиб труб для монтажа трубопровода уменьшает количество фитингов и, следовательно, количество утечек. Однако не рекомендуется сгибать трубы без использования специального инструмента. Самодеятельность приводит к уменьшению площади поперечного сечения и, следовательно, к изменению среднего давления и пропускной способности сети.
Добейтесь идеального радиуса гиба без значительной деформации поперечного сечения трубы с помощью гибочных приспособлений и оборудования.
Если сгибание происходит нечасто, достаточно соорудить пластину с крючками для поддержки труб или изготовить ручные инструменты из подручных материалов.
Чтобы согнуть трубу до определенного радиуса, можно сконструировать шпиндель — устройство с закругленным краем, форма которого придается согнутой трубе.
По способу работы все гибочные машины подразделяются на механические и электрические гибочные машины. Они подразделяются на роликовые гибочные машины и гидравлические гибочные машины.
Интеграция рычагов и гидравлических поршней значительно упрощает процесс гибки и снижает физические усилия.
Ручные гибочные инструменты и стационарные станки с гидравлическим гибочным узлом могут приводиться в действие электричеством.
Способы сгибания труб
В зависимости от требуемого угла изгиба, материала и диаметра трубы, гибка может производиться вручную или с помощью гибочного оборудования. Различают горячую и холодную гибку, с заполнением или без заполнения полости.
Здесь вы найдете схему, формулы и рекомендации по расчету параметров гибки, соблюдение которых гарантирует хороший результат.
После прекращения нагрузки происходит явление, называемое пружинением, которое прямо пропорционально модулю упругости материала. Степень возможной деформации также зависит от используемого метода гибки и геометрии объекта.
Специфика горячей технологии
Этот метод выбирают, когда нужно согнуть трубу диаметром 10 см и более. Трубки можно гнуть в горячем состоянии вручную или с помощью механизмов. Существует минимальный радиус изгиба.
Длина обогреваемого участка определяется исходя из диаметра трубы и угла изгиба. Изгиб не должен быть меньше диаметра трубы, умноженного на 3.
Определите длину нагреваемого участка по формуле:
L = a x d / 15
В формуле: L — требуемая длина в мм, a — угол изгиба в градусах, d — внешний диаметр трубы в мм, 15 — коэффициент. Предположим, что трубу диаметром 200 мм нужно согнуть под углом 60⁰, L = 60 x 200/15 = 800 мм, т.е. 4 диаметра.
Минимально допустимый радиус изгиба для водогазопроводных труб в соответствии с требованиями ГОСТ 3262-92 можно взять из таблицы
Чтобы согнуть трубу, ее необходимо нагреть до 900⁰. Оптимальная температура для начала гибки — 760⁰, а в конце — 720⁰С. Чрезмерный изгиб влияет на прочностные характеристики материала.
Процесс горячей гибки включает в себя несколько этапов:
- изготовление шаблона;
- набивка песком;
- разметка участка;
- нагрев;
- изгибание.
Чтобы не деформировать поперечное сечение трубы и не создавать «сладких зон» в месте изгиба, внутренняя часть трубы заполняется кварцевым песком.
Песок предварительно высушивается и прокаливается для удаления органических примесей при температуре от 150 до 500⁰, а затем просеивается через мелкое сито с размером ячеек 3,3 x 3,3 мм. Перед началом процесса заполнения один конец шланга должен быть заглушен.
Следует использовать деревянные или металлические пробки с отверстием для выхода газов. Не следует использовать мелкий и влажный песок, так как под воздействием тепла он комкуется и прилипает к стенкам трубки.
Последнее способствует повышению внутреннего давления из-за образования пара, что может привести к выпадению пробки. Камешки в упаковке не допускаются, так как они могут оказывать давление на стенки трубки.
Упаковка трубы занимает много времени, поэтому ее заносят в башню и размещают слегка наклонно или вертикально. Поскольку качество изгиба напрямую зависит от сжатия упаковки, трубка постоянно проверяется на протяжении всего процесса. Глухой звук указывает на то, что изделие хорошо заполнено.
Особенности процесса
Суть процесса гибки трубного профиля или металлической арматуры заключается в создании полного или частичного изгиба в нужной области детали.
Чтобы добиться желаемых результатов, необходимо приложить определенное усилие к профилю или предварительно нагреть металл, а затем согнуть его.
Если мы рассмотрим процесс сгибания куска металла, то очевидно, что существует сжимающая сила, которая направлена к внутреннему радиусу изгиба, и растягивающая сила, которая тянет стенки металла к внешнему радиусу сгибаемого материала. Эти две силы имеют разное направление, поэтому при сгибании труб нередко возникают трудности:
- в процессе изгибания участки трубы будут менять свою конфигурацию неравномерно, что приведет к перекосу стенок трубы относительно друг друга;
- при чрезмерном приложении усилий во время растяжения материала по наружному радиусу стенка трубы может лопнуть или истончиться до такой степени, что прочность ее будет очень низкой;
- в процессе загиба на внутреннем радиусе трубы будут образовываться излишки материала, собираясь в гармошку.
Чтобы избежать подобных проблем и согнуть заготовку точно и эффективно, необходимо учитывать свойства сгибаемого материала, толщину его стенки, размер поперечного сечения заготовки и размер выполняемого изгиба. Если мастер изучит всю вышеизложенную информацию, ему будет легче выбрать наиболее подходящий метод для изгиба.
Обзор методов
С помощью трубогибочного станка вы можете правильно и красиво согнуть фитинги в домашних условиях, чтобы сделать арку для теплицы, сарая или садовых качелей.
Его также можно использовать для сгибания квадратной стальной трубы, например, 15 x 15 мм, на 90 градусов или для ее равномерного скругления в круглую деталь.
Трубогибочный станок приводится в действие приводным колесом и роликами. Трубку перемещают через изгиб и одну из ее поверхностей осторожно сгибают в нужном направлении. Все трубные отводы делятся на 2 группы.
- Электрическая модель. Такое устройство оправдывает себя в ситуациях, когда необходимо выполнить большой объем гибочных работ на заготовках с большим диаметром или сечением. Приспособление работает от обычной электросети 220В, причем колесо и ролики приводит в движение электропривод. Использование трубогиба позволяет выполнять большой объем работ с экономией сил и времени.
- Механическая модель. Колесо для проката заготовки приводится в движение вручную при помощи специального рычага. Это приспособление подходит для заготовок с небольшим диаметром или сечением.
Чтобы трубу было легче согнуть, перед гибкой заготовку необходимо предварительно нагреть, чтобы подготовить металл и сделать его более гибким. Поверхность заготовки должна нагреваться равномерно по всей рабочей зоне. Для этого используется газовая горелка или печь. Поверхность нагрева должна иметь размер, равный диаметру заготовки, умноженному на число 6. После нагрева металла заготовку необходимо сразу же формовать, не давая ей остыть.
Следует отметить, что повторяющиеся циклы нагрева и охлаждения сделают структуру металла хрупкой.
Если процесс гибки является одноразовой операцией, то приобретение данного станка не является экономически эффективным. Если у вас есть небольшие детали и точность радиуса изгиба не очень требовательна, вы можете согнуть их в домашних условиях. Для этого необходимо проявить изобретательность и использовать инструменты или оборудование, доступные любому домашнему мастеру.
Существуют способы сгибания профильных труб без трубогиба и без токарного станка.
Использование болгарки
На секционной трубе отмечают место сгиба и делают надрезы с обеих сторон на одинаковом расстоянии (1-2 см). Затем с помощью диска отрезается одна стенка профильной трубы, которая образует внутренний радиус кривой. Чем больше радиус, тем больше насечек нужно сделать. После такой штамповки трубу можно согнуть вручную для получения нужного сечения. После сгибания надрезы должны быть заварены сварочным аппаратом. После сварки швы следует тщательно отшлифовать, чтобы сделать их гладкими. После шлифовки деталь можно покрасить, чтобы защитить металл от коррозии — готовое изделие будет иметь чистый и красивый вид. Однако следует помнить, что идеальной кривой таким образом добиться невозможно, поскольку она состоит из множества небольших прямых участков трубы, соединенных под углом.
Рекомендации
Если вы гнете трубы самостоятельно (без использования трубогибочного станка), некоторые инструменты могут оказаться полезными.
- Шаблон с необходимым радиусом загиба и присоединенный к нему рычаг для приложения сгибательного усилия.
- Основание, в котором проделаны отверстия и установлены упоры из металла нужного вам диаметра. Такое горизонтальное приспособление применяется для сгибания трубы из мягкого металла. Высокой точности изгиба в данном случае добиться нереально, кроме того, для изгибания понадобится приложить определенные усилия.
- Роликовый механизм. Если закрепить в тисках конец трубы, а в области предполагаемого сгиба разместить ролик, то при условии приложения физической силы можно выполнить изгиб материала радиусом, равным радиусу ролика.
Рекомендуется провести испытание на небольшом куске материала, прежде чем сгибать кусок трубы. Ручные трубогибы могут использоваться для тонкостенных изделий малого диаметра или мягких цветных сплавов, в то время как трубогибочный станок используется для гибки толстостенных изделий большого диаметра.
Как согнуть трубу без трубогибочного станка, смотрите ниже.
Использование нагрева
При нагревании большинство металлов и их сплавов становятся более пластичными и менее устойчивыми к деформации. Это касается алюминия, ковкого алюминия, стали, меди, латуни, алюминия-меди и железа.
В отличие от них, металлы и сплавы, такие как оловянная бронза, серый чугун и цинковые сплавы, при нагревании становятся хрупкими. Поэтому нет смысла нагревать профиль во время его сгибания. Оцинкованные изделия также не следует нагревать, так как это повреждает слой цинка.
Термопластичные материалы, с другой стороны, становятся более пластичными с повышением температуры. Нагретые металлические изделия становятся в 30 раз менее жесткими и поэтому легче гнутся. Длина нагреваемого участка кратна диаметру трубы. Для изгиба на 90º — в шесть раз больше диаметра, для 60º — в четыре раза больше диаметра и для 45º — в три раза больше диаметра трубы.
Однако нагрев не должен быть слишком сильным, так как слишком высокая температура приведет к расплавлению и разрушению металла, а кислород проникнет внутрь и окислит материал. Это форс-мажорное обстоятельство называется «пережог», и когда оно происходит, материал не подлежит восстановлению.
Таким образом, при гибочном нагреве необходимо контролировать температуру материала. Косвенную оценку можно сделать, если известна температура пламени горелки и время нагрева. Признаком того, что сталь была достаточно нагрета, является ее покраснение до точки шкалы. Поместите лист бумаги на нагретый алюминий, и когда он загорится, нагрев будет завершен. Поскольку металлы обладают высокой теплопроводностью, при работе с нагретыми деталями необходимо надевать специальные перчатки.
Наполним трубы песком или водой
Заполнение внутренней полости профиля песком или водой значительно облегчает работу. Для получения профиля с квадратным сечением достаточного размера в качестве наполнителя используется жидкость. Вода должна быть чистой, а края профиля должны быть уплотнены для предотвращения утечки. Зимой часть убирается в морозильную камеру, а летом вода замораживается в морозильной камере холодильника. Гибка производится после предварительного нагрева профиля в газовом пламени.
При сгибании под небольшим углом выбирается песок. При заполнении трубки следите за тем, чтобы не было зазоров. Оба конца профиля должны быть уплотнены, чтобы предотвратить утечку наполнителя. Заготовка нагревается горелкой и сгибается в изгиб ударами молотка.
Нам помогут шаблоны
Стандарты используются для испытания сложных изгибов в разных точках. В простейшем случае это кусок проволоки, который сгибается по мере необходимости. Если готовое изделие можно уложить плашмя, то стандартно можно использовать саморезы, вкрученные в лист фанеры. Трубку сгибают шаг за шагом, регулярно проверяя шаблон.
Для мелкосерийного производства шаблон может быть жестким, т.е. стать шпинделем. Это может быть стальная пластина с рядом отверстий, в которые вставляются металлические штифты в зависимости от формы будущего изделия. Металлический клин с зажимом подготовлен для формирования изгиба с переменным радиусом.
Делаем выводы
Наиболее важными приспособлениями для гибки тонкостенных труб из любых бытовых материалов являются внешние и внутренние пружины или песчаные наполнители, которые позволяют равномерно распределить приложенное усилие. При гибке толстостенных стальных труб целесообразно использовать самодельные трехвалковые конструкции для больших радиусов и нагревать профиль газовыми горелками для малых радиусов.
Рисунок 11 Как согнуть трубу в домашних условиях
В домашних условиях любой домовладелец при желании может согнуть трубы из различных материалов без использования заводских труб — для этого используются простые пружины или несложное самодельное оборудование. Для ручной гибки труб вам понадобится сварочный аппарат и некоторые навыки сварки, а во многих случаях сварочная горелка является необходимым инструментом для выполнения работы.
Сгибаем полипропиленовую трубу
Полипропиленовые трубы нужно очень часто сгибать. Они используются в системах водоснабжения, канализации и еще чаще в системах отопления. В некоторых случаях необходимо изогнуть трубу, чтобы обойти препятствие, например, другую трубу в системе.
Однако еще некоторое время назад полипропилен считался твердым материалом. Сгибание холодной трубы не даст желаемого результата, а вот нагрев трубы — другое дело. Для этого можно использовать строительный фен. После нагревания полипропилен становится мягким и податливым. Затем согните его в нужную форму. Но не следует переусердствовать, так как полипропилен может полностью расплавиться. Кроме того, работу следует выполнять осторожно, так как существует риск получения ожогов. По этой причине используются перчатки.
Сгибание квадратной тонкостенной трубы
Очень часто возникает необходимость сгибать тонкостенные трубы с квадратным сечением, например, при изготовлении конструкций, требующих плавного изгиба. Очевидно, что согнуть прочную квадратную трубу вручную невозможно. Для этого используется трубогиб. Однако можно воспользоваться и другим методом.
Вам нужно отшлифовать тонкостенную профильную трубу. Закройте концы заглушками и зафиксируйте трубу на концах, например, в тисках. Затем согните трубу резиновым молотком до достижения нужного радиуса. Песок внутри изделия предотвращает излишнюю деформацию стенок трубки. Чтобы согнуть трубу еще больше, нужно сделать то же самое, только с помощью резака еще больше нагреть ее. Нагретый металл легче гнется.
Как согнуть тонкостенную трубу большого диаметра
Приведенные выше способы сгибания труб можно использовать и в домашних условиях. Однако стоит подумать о способах сгибания труб с тонкими стенками, но большим поперечным сечением. Маловероятно, что эту работу придется выполнять очень часто, но способ ее выполнения должен быть известен.
Очевидно, что это требует больших усилий. По этой причине трубы большого диаметра могут быть согнуты с помощью нагрева или гидравлической гибки. Гидравлический изгиб считается самым надежным. Это гарантирует, что изделие не сломается при сгибании. Кроме того, обработка производится без нагрева, т.е. холодная гибка. Единственное, что вам нужно сделать, это создать небольшие зазоры в трубке, которые предотвратят ее поломку при сгибании. Затем их необходимо тщательно приварить.
