Dobrar tubos de aço inoxidável:processos eficazes e principais considerações

O aço inoxidável é um dos materiais mais populares na indústria de manufatura. Isso faz com que a dobra de tubos de aço inoxidável seja um processo de conformação padrão para a fabricação de peças metálicas para várias aplicações. Engenheiros e projetistas consideram uma operação principal como parte de um sistema de tubulação e tubulação.

No entanto, é necessário um entendimento adequado de como dobrar tubos de aço. Alguns materiais de aço inoxidável de alta qualidade agora são populares, agravando seus desafios de usinagem. Portanto, é essencial saber como proceder no processo de dobra.

Neste artigo, discutiremos os métodos mais eficazes de dobrar tubos de aço. Também o orientamos para obter o melhor do processo.

Noções básicas e desafios de Dobrar tubos de aço inoxidável

Usar aço para prototipagem personalizada pode ser complicado. É um material duro. No entanto, é um material dúctil e maleável. É facilmente formado com vários processos de usinagem em várias formas. A dobra de tubos de aço inoxidável é um processo que ajuda a moldar os tubos em várias configurações valiosas.

Embora seja possível dobrar o aço inoxidável em diferentes formas, o processo pode exigir uma pressão direta considerável para ferramentas especializadas. Quando falamos em dobrar materiais de aço inoxidável de alta qualidade, a atenção se volta para o aumento das dificuldades de dobra. A dificuldade geralmente depende da espessura da tubulação.

Tubos de paredes grossas geralmente precisam de maior força para dobrar. Além disso, tamanhos e formatos específicos de tubos podem exigir seu conjunto de equipamentos de dobra. A possibilidade de ocorrência de retorno elástico também representa um desafio significativo para dobrar tubos de aço inoxidável.

Como dobrar tubos de aço inoxidável

É muito difícil lidar com tubos de aço inoxidável. No entanto, algumas técnicas podem ajudar a simplificar o processo. Esta seção discutirá como dobrar tubos de aço inoxidável usando os métodos mais eficazes.

Dobragem do tubo do mandril

A dobra de mandril de tubos de metal é muitas vezes feita em uma máquina de dobra de tubos de tração rotativa. Um mandril é uma ferramenta colocada dentro de um tubo para garantir que sua forma permaneça intacta durante a dobra. Os mandris podem vir com aço em forma de esfera adicional para garantir que permaneçam dentro das seções curvas das dobras durante o processo de dobra.

A configuração para dobra de tubo de mandril inclui:

• Um dado de pressão – esta matriz segura a tangente (ou a seção reta) da banheira.
• Uma matriz de grampo – gira a tubulação de aço ao redor da matriz de dobra.
• Um mandril – suporta o interior da tubulação ao redor da curva e pode vir com algumas bolas articuladas.
• Uma matriz de limpeza – entra em contato com a tubulação logo antes do ponto tangente do raio interno, esfregando contra a peça de trabalho para evitar rugas no raio interno.

A dobra de tubos de mandril domina o cenário de dobra de tubos de aço inoxidável, especialmente aplicações com raios estreitos. Quando você pensa em como dobrar tubos de aço inoxidável em um raio, você deve escolher a dobra de mandril. Isso ocorre porque o método fornece o máximo controle sobre a ovalização e afinamento da parede.

A utilização de um mandril no diâmetro interno (DI) ajuda a suportar o fluxo de materiais durante a dobra. Da mesma forma, a matriz de pressão suporta o diâmetro externo (OD). Os elementos se combinam para controlar o diâmetro externo e o diâmetro interno do tubo durante todo o processo de dobra. A flexão do tubo do mandril ajuda a evitar os problemas de flexão mais comuns, o mais importante, o retorno da mola. Também previne rugas, achatamento e dobras.

Dobragem de três rolos

A dobra de rolos ou dobra em ângulo é um processo eficaz para peças maiores. Geralmente envolve três rolos colocados em posição piramidal com orientação de fresagem vertical ou horizontal, dependendo do tamanho da seção. Os rolos se movem de tal forma que podem produzir raios grandes, geralmente específicos.

A máquina determina quais rolos se movem para qual lado. A localização do rolo intermediário determina o raio do tubo ou cano. O rolo superior pode se mover para cima e para baixo em algumas máquinas para dar o ângulo desejado. Em outras máquinas, dois rolos inferiores se movem enquanto o rolo superior permanece estacionário.

Os fabricantes usam a dobra de rolos para a produção de espirais. O operador pode produzir bobinas contínuas levantando o tubo após uma revolução. Neste caso, a peça de trabalho deve ter um raio grande e um passo de um diâmetro. No entanto, se tiver um passo de bobina maior, haverá a necessidade de um rolo adicional. Este rolo ajuda a guiar o tubo para fora durante a formação da bobina.

Dobra de desenho

Este método é semelhante ao processo de dobra do tubo do mandril, apenas sem o mandril. Aumenta a precisão da peça do tubo para obter misturas complexas sem deformidades. Neste método, a máquina é suportada por grampos.

Os grampos permitem puxar o tubo para uma forma que tem um raio semelhante ao do tubo. Com este princípio, a flexão por tração ajuda a obter curvas acentuadas no tubo, mantendo a precisão e a consistência de alto nível.

Os fabricantes costumam usar o método de dobra por tração rotativa em peças de tubos usadas em estruturas e máquinas estruturais. Exemplos típicos são gaiolas de proteção, guidão de bicicleta, grades, etc.

Dobragem por compressão

Outro método eficiente de dobrar tubos de aço inoxidável é a dobra por compressão. Este método dobra o material em torno de uma matriz de dobra estacionária usando uma matriz de compressão. O sistema envolve a fixação inicial do tubo atrás do ponto tangente traseiro. Depois disso, a matriz de compressão ajuda a “comprimir” a peça de trabalho contra a matriz de dobra.

A dobra do tubo de compressão funciona melhor para peças de trabalho simétricas. Estes são tubos com curvas idênticas em ambos os lados. A dobra desses tubos ocorre em uma configuração em máquinas com dois cabeçotes de dobra. Então, você pode querer escolher este método quando o arredondamento de uma dobra não é a consideração mais crítica.

A dobra por compressão é ideal para velocidade e economia quando se pretende obter maior produção a custos mais baixos. No entanto, não recomendamos este método para tubos com raio da linha central (CLR) inferior a duas vezes o diâmetro da dobra. Ou seja, você precisará de pelo menos uma linha central de 2 polegadas para uma dobra de tubo de 1 polegada para obter a qualidade de dobra desejada.

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Considerações para Dobrar tubos de aço inoxidável

Ao ponderar sobre como dobrar tubos de aço, você deve considerar algumas considerações e fatores estruturais. Os mais importantes incluem:

Raio de curvatura

A curvatura de tubos de aço geralmente exige que você alcance um raio apertado. Na maioria dos casos, o afinamento da parede externa da dobra geralmente resulta em uma dobra distorcida. Empregar um mandril para suporte pode ajudar a evitar isso. Isso significa que a dobra do tubo do mandril é o método mais confiável neste caso.

Às vezes, atingir um raio apertado pode fazer com que o aço ultrapasse seus limites elásticos. Isso muitas vezes leva a deformações como rugas e corcovas. A dobra de três rolos ou dobra de tração rotativa é o método aconselhável em tais situações.

Além disso, raios de curvatura mais apertados geralmente exigem que você aplique força com mais cuidado. Uma curva de 180 graus pode ser viável dependendo do diâmetro interno e da espessura do tubo. No entanto, uma forma de “U” mais ampla pode ser necessária para preservar a integridade estrutural e a forma interna.

Força de Cedência

Outra consideração essencial para a flexão de tubos de aço inoxidável é a resistência ao escoamento. É uma das características dos materiais de aço que pode dar a probabilidade de formação de retorno elástico. Materiais com maior resistência ao escoamento terão uma maior razão de deformação elástica para plástica. Esses materiais também mostrarão mais retorno elástico do que aqueles com menor resistência ao escoamento.

Portanto, é vital determinar o limite de escoamento do seu material de aço antes de dobrar. Cada curva dá uma quantidade razoável de tensão. Portanto, o limite de escoamento deve ser considerado em relação à quantidade específica de deformação esperada.

Espessura do material

As variações de espessura do material são um grande desafio quando se trata de dobrar tubos de aço inoxidável. Ele desempenha um impacto significativo particularmente quando os fabricantes tentam atingir tolerâncias de flexão específicas. O calibre de vários aços inoxidáveis ​​é frequentemente falado em relação às médias. No entanto, a espessura real do material cai dentro de uma faixa específica na realidade.

Portanto, uma pequena variação na espessura pode afetar significativamente o ângulo de dobra em alguns graus. Isso geralmente afeta os resultados, especialmente quando você precisa de tolerâncias apertadas. É essencial saber que alguns materiais podem precisar de mais força de flexão do que outros durante a fabricação de tubos personalizados. As classes de aço inoxidável mais grossas exigirão maior força do que as mais finas.

A tensão envolvida na flexão de materiais mais espessos em torno de determinados raios é maior do que a de materiais mais finos em torno dos mesmos raios. Quanto mais espessas as paredes, maior a pressão que o tubo pode suportar. Da mesma forma, tubos com paredes mais finas são mais suscetíveis ao colapso durante a flexão.

Assim, é aconselhável definir a potência de flexão correta para evitar inconsistências e deformação do material. Você deve escolher o processo adequado e configurar a máquina adequadamente.

Tubos soldados x tubos sem costura

Tanto a tubulação sem costura quanto a soldada podem ser dobradas. No entanto, tubos sem costura geralmente dobram melhor se o raio desejado for apertado. Por outro lado, as paredes mais finas dos tubos soldados os tornam úteis para aplicações de diâmetros maiores. A costura de tubos soldados pode interferir na consistência das curvas. Isso se deve ao ponto de concentração de tensão que se forma no tubo.

A concentração de tensão dá à tubulação soldada 20% menos pressão de trabalho do que a tubulação sem costura. Também não podemos negligenciar a possibilidade de formação inadequada de solda, fazendo com que o tubo não seja perfeitamente redondo. Isso evita a curvatura adequada da tubulação soldada.

Tabela de raio de curvatura da tubulação de aço inoxidável

O raio de curvatura de um tubo é o raio medido até a linha central do tubo. As ferramentas de raio de dobra geralmente diferem, dependendo do dobrador de tubo. No entanto, os mais comuns geralmente estão de acordo com regras práticas específicas.

O raio de dobra de desenho padrão é 2 x D

Isso significa que um tubo com um diâmetro externo de 20 mm exigirá um raio de curvatura de 40 mm. Raios de curvatura mais apertados como ½ x D são possíveis. No entanto, muitas vezes é mais caro obter algo abaixo de 2 x D.

O raio mínimo de curvatura do rolo é 7 x D

As propriedades do material e a espessura da parede afetam o raio mínimo de curvatura do rolo. Portanto, seguir a diretriz 7 x D é tecnicamente seguro. Também é aconselhável permitir uma ampla tolerância nos raios de curvatura.

Aplicações de tubos de aço inoxidável

A tubulação de aço inoxidável é um material versátil utilizado em diversas indústrias devido à sua facilidade de montagem. Ele também pode suportar condições extremas, como altas temperaturas e pressão. Esta é uma das propriedades do aço inoxidável que o torna útil em indústrias específicas.

Por exemplo, a usinagem CNC para a indústria automotiva usa tubos de aço inoxidável para fabricar silenciadores de alta qualidade. Isso ocorre porque eles podem suportar a extrema pressão que passa por eles. Também encontra uso em dispositivos médicos, quadros de painéis solares, equipamentos industriais e fiação elétrica. A capacidade de formar tubos de aço em várias formas e espessuras os torna ainda mais úteis.

Você encontrará produtos de tubulação de aço inoxidável para várias aplicações domésticas, incluindo eletrodomésticos, aquecimento, água e sistemas de encanamento. Dificilmente existe uma indústria que não use esse material versátil, desde as indústrias aeroespacial, automotiva, de tecnologia, elétrica, construção e alimentos e bebidas.

Os inovadores continuam a encontrar novos usos para os tubos de aço inoxidável a cada dia, incorporando-os em todos os aspectos da vida.

Então, a dobra de tubos de aço é adequada para sua aplicação?

Como mencionado, os tubos de aço são úteis em várias indústrias para diferentes aplicações. Além disso, a disponibilidade de máquinas sofisticadas e métodos modernos tornam a dobra de tubos mais precisa. Portanto, selecionar o material, processo e ferramental adequados lhe dará uma grande chance de alcançar a dobra perfeita para sua aplicação.

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Perguntas frequentes

Qual ​​é a dificuldade de dobrar tubos de aço inoxidável?

A flexão de tubos de aço pode ser muito difícil devido à dureza do material. No entanto, escolher o fabricante certo com conhecimento adequado dos processos e ferramentas pode ajudar a tornar o processo mais contínuo.

A flexão do tubo do mandril é melhor do que a flexão do rolo?

O método escolhido depende de seus requisitos de dobra. A dobra do mandril é preferida para operações de dobra com raios mais estreitos para evitar achatamento, rugas e dobras. Por outro lado, a flexão por rolo é ideal para tubos mais finos com um grande raio de curvatura.

Quais são as aplicações dos tubos de aço inoxidável?

Muitas indústrias usam tubos de aço inoxidável para várias aplicações. Eles são usados ​​em eletrodomésticos, peças automotivas e aeroespaciais, dispositivos eletrônicos, sistemas de encanamento, dispositivos médicos e muito mais.