Dobra de tubos de aço inoxidável: guia especializado

O aço inoxidável é um dos materiais mais utilizados na indústria. Como resultado, a dobra de tubos de aço inoxidável é um processo de conformação comum para a produção de peças metálicas para uma variedade de aplicações. Engenheiros e projetistas consideram essa operação crítica para tubulações e sistemas. No entanto, precisamos dominar a técnica correta. processo de dobra de metal.

O uso crescente de alguns materiais de aço inoxidável de alta qualidade torna seu processamento complexo. Portanto, é vital entender como dobrar tubos de aço. Neste artigo, apresentaremos a maneira mais eficiente de dobrar tubos de aço. Além disso, ajudaremos você a aproveitar ao máximo o processo.

Noções básicas e desafios da dobra de tubos de aço inoxidável

Usar aço para prototipagem personalizada pode ser desafiador. Isso ocorre porque é um metal muito duro. No entanto, é um material dúctil e maleável. Pode ser facilmente moldado em vários formatos usando diferentes processos. Processo de Dobramento de Metal: Um processo que auxilia no processamento de tubos de aço em vários formatos úteis.

Embora seja possível dobrar aço inoxidável em vários formatos, essa técnica pode exigir muita pressão direta de ferramentas especializadas. Quando se trata de dobrar materiais de aço inoxidável, o foco se volta para a maior dificuldade da dobra. Essa dificuldade geralmente depende da espessura do tubo.

Tubos com paredes espessas geralmente exigem mais pressão para serem dobrados. Além disso, o tamanho e o formato de certos tubos podem exigir o uso de equipamentos de dobra especializados. Além disso, o risco de retorno elástico é um problema considerável ao dobrar tubos de aço inoxidável.

Como dobrar tubos de aço inoxidável

Tubos de aço inoxidável são difíceis de trabalhar. No entanto, alguns métodos podem ajudar a simplificar o processo. Esta seção descreve como dobrar tubos de aço inoxidável usando o método mais eficiente.

Dobramento de tubo de mandril

Máquinas de dobrar tubos com estiramento rotativo são geralmente utilizadas para dobrar tubos metálicos com mandril. Um mandril é uma ferramenta usada para manter a forma do tubo durante o processo de dobra. O mandril pode incluir aço esférico adicional para garantir que permaneça dentro da seção dobrada durante o processo.

A configuração para dobra de tubo de mandril inclui:

Matriz de pressão:A matriz de pressão segura a porção tangencial ou reta do tubo de aço.

Matriz de fixação:A matriz de fixação gira o tubo de aço ao redor da matriz de dobra.

Um mandril:O mandril suporta o interior do tubo de aço na curva e pode incluir algumas esferas articuladas.

Matriz raspadora: A matriz raspadora faz contato com o tubo antes do ponto tangente do raio interno. Ela limpa a peça de trabalho para evitar rugas no raio interno.

A dobra de tubos por mandril domina o processo de dobra de tubos de aço inoxidável. Isso é especialmente verdadeiro em aplicações que exigem raios menores. Ao decidir como dobrar tubos de aço inoxidável com raio, o processo de dobra de tubos por mandril deve ser utilizado. Este método proporciona o melhor controle da ovalização e do afinamento da parede.

O uso de um mandril no diâmetro interno (DI) auxilia no fluxo de material durante a dobra. Da mesma forma, o molde de compressão suporta o diâmetro externo (DE). Esses componentes trabalham em conjunto para manter o DE e o DI do tubo consistentes durante as operações de dobra de metal. A dobra de tubos com mandril ajuda a prevenir os problemas de dobra mais comuns, especialmente o retorno elástico. Além disso, previne vincos, achatamentos e torções.

Rolos de três rolos

A dobra por rolo ou dobra em ângulo é um bom método para peças maiores. Geralmente consiste em três rolos dispostos em forma de pirâmide. Além disso, dependendo do tamanho da seção transversal, pode-se utilizar a fresagem vertical ou horizontal. Os rolos podem ser movidos para formar um raio amplo e definido.

A máquina decide quais rolos se movem para cada lado. O raio do tubo é determinado pela posição do rolo central. Algumas máquinas possuem um rolo superior que se move para cima e para baixo para obter o ângulo correto. Em algumas máquinas, os dois rolos inferiores se movem enquanto o rolo superior permanece parado.

Os fabricantes costumam usar a dobra por rolo para criar espirais. O operador pode levantar o tubo após cada rotação, criando assim uma bobina contínua. Nesse caso, a peça de trabalho deve ter um raio grande, espaçado em um diâmetro. No entanto, se as bobinas estiverem muito espaçadas, um rolo adicional é necessário. Este rolo ajuda a guiar o tubo para fora durante a formação da bobina.

Dobramento por estiramento rotativo

Este método é semelhante ao processo de dobra de tubos com mandril, mas sem o mandril. Ele melhora a precisão dos componentes do tubo e permite misturas complexas sem distorção. Este processo de dobra de metal geralmente utiliza um dispositivo de fixação para apoiar a máquina.

O dispositivo puxa o tubo para um formato igual ao raio do tubo. Com essa técnica, a dobra por estiramento permite que o tubo seja dobrado em um ângulo agudo. Além disso, excelente precisão e consistência podem ser mantidas.

A dobra rotativa por estiramento é um processo comum usado por fabricantes para peças tubulares em estruturas e máquinas. Exemplos incluem gaiolas de proteção, guidões de bicicleta e corrimãos.

Flexão por compressão

A dobra por compressão é um método eficaz para dobrar tubos de aço inoxidável. Este método utiliza uma matriz de compressão para dobrar o material em torno de uma matriz de dobra fixa. O sistema primeiro prende o tubo atrás do ponto de corte traseiro. A matriz de compressão então ajuda a "comprimir" a peça de trabalho sobre a matriz de dobra.

A dobra por compressão funciona melhor em peças simétricas. Esses tubos têm curvas semelhantes em ambos os lados. Esses tubos podem ser dobrados em uma única configuração usando uma máquina com duas cabeças de dobra. Portanto, você pode optar por usar esse método quando a circularidade da curva não for o fator mais importante.

Quando se deseja aumentar a produção e, ao mesmo tempo, reduzir custos, a dobra por compressão é benéfica para velocidade e economia. No entanto, não recomendamos esse método para tubos com raio central (CLR) menor que o dobro do diâmetro da dobra. Ou seja, uma dobra de 1 polegada requer um mínimo de 2 polegadas de linha central para uma qualidade de dobra adequada.

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Considerações para dobrar tubos de aço inoxidável

Há uma série de questões e aspectos estruturais que você deve considerar ao decidir como dobrar tubos de aço. Os mais importantes estão listados abaixo:

Raio de curvatura

A dobra de tubos de aço geralmente requer um raio menor. Na maioria dos casos, o afinamento da parede externa do tubo dobrado resulta em deformação do tubo dobrado. Isso pode ser evitado usando um mandril como suporte. Isso mostra que o processo de dobra por mandril é a opção mais confiável neste caso específico.

Às vezes, a obtenção de um raio menor faz com que o aço exceda seu limite elástico. Isso geralmente leva a deformações como vincos e ondulações. Nesses casos, a dobra em três rolos ou a dobra por estiramento rotativo são as opções preferidas.

Além disso, raios de curvatura menores frequentemente exigem uma aplicação de força mais precisa. Dependendo do diâmetro interno e da espessura do tubo, curvas de 180 graus podem ser obtidas. No entanto, um formato de "U" maior pode ser necessário para manter a integridade estrutural e o formato interno.

Limite de escoamento

A resistência ao escoamento é outro fator importante a ser considerado ao dobrar tubos de aço inoxidável. A resistência ao escoamento é uma das propriedades do aço que aumenta a probabilidade de retorno elástico. Materiais com maiores resistências ao escoamento apresentam maiores razões de deformação elástica. Esses materiais também apresentarão maior retorno elástico em comparação com materiais com menores resistências ao escoamento.

Portanto, antes de dobrar um aço, é necessário calcular sua resistência ao escoamento. Cada dobra produz uma deformação apropriada. Portanto, a resistência ao escoamento deve ser verificada em relação à quantidade exata de deformação esperada.

Espessura do material

Variações na espessura do material são uma questão importante ao dobrar tubos de aço inoxidável. Variações de espessura podem ter um efeito considerável quando os fabricantes buscam obter tolerâncias de dobra precisas. É comum discutir a espessura de vários aços inoxidáveis em termos de valores médios. No entanto, a espessura real do material está, na verdade, dentro de uma faixa específica.

Como resultado, mesmo pequenas variações de espessura podem ter um efeito drástico no ângulo de curvatura. Isso pode ter um impacto significativo no desempenho, especialmente se tolerâncias rigorosas forem necessárias. É importante observar que certos materiais podem exigir forças de curvatura maiores do que outros durante a produção de tubos personalizados. Aços inoxidáveis mais espessos exigem forças de curvatura maiores do que aços inoxidáveis mais finos.

Dobrar um material mais espesso dentro de um raio especificado criará mais deformação do que dobrar um material mais fino. Quanto mais espessa a parede do tubo, maior a pressão que ele pode suportar. Da mesma forma, quanto mais fina a parede do tubo, maior a probabilidade de ele ceder durante a dobra.

Portanto, recomenda-se ajustar a potência de dobra corretamente para evitar inconsistências e deformações do material. Isso significa que você deve escolher o processo correto e configurar a máquina corretamente.

Tubos de aço soldados e sem costura

Tanto tubos de aço sem costura quanto soldados podem ser dobrados. No entanto, tubos de aço sem costura dobram melhor quando o raio necessário é pequeno. Tubos soldados, por outro lado, têm paredes mais finas e, portanto, são mais adequados para aplicações de diâmetros maiores. Costuras em tubos soldados podem afetar a consistência da curvatura. Isso se deve ao fato de que pontos de concentração de tensão são criados no tubo.

Devido às concentrações de tensões, a pressão de trabalho dos tubos soldados é 20% menor do que a dos tubos sem costura. Além disso, devemos considerar a possibilidade de erros na formação da costura de solda. Isso resultaria em um arredondamento incorreto do tubo, o que impediria a curvatura adequada do tubo de aço soldado.

Raio de curvatura de tubos de aço inoxidável

O raio de curvatura de um tubo de aço é o raio medido a partir de sua linha central. As ferramentas de raio de curvatura geralmente variam de acordo com a máquina. No entanto, os dobradores de tubos mais comumente usados seguem regras práticas precisas.

O raio de curvatura de tração padrão é 2 x D

Isso indica que um tubo com diâmetro de 20 mm requer um raio de curvatura de 40 mm. Raios de curvatura menores (½ x D) são concebíveis. No entanto, raios de curvatura menores que 2 x D costumam ser mais caros.

Raio de curvatura mínimo de 7 x D

As propriedades do material e a espessura da parede afetam o raio mínimo de curvatura. Portanto, é tecnicamente seguro cumprir o padrão 7 x D. Também é recomendável fornecer tolerâncias maiores no raio de curvatura.

Aplicação de tubos de aço inoxidável

Devido à sua facilidade de montagem, os tubos de aço inoxidável são utilizados em uma ampla variedade de aplicações. Eles também podem suportar ambientes severos, como altas temperaturas e pressões. Essa é uma das qualidades que tornam o aço inoxidável valioso em determinados setores.

Por exemplo, na indústria automotiva, máquinas CNC podem usar tubos de aço inoxidável para produzir silenciadores de alta qualidade, pois eles podem suportar as altas pressões que passam por eles.

Além disso, o aço inoxidável é usado em dispositivos médicos, estruturas de painéis solares, máquinas industriais e fiação elétrica. Os tubos de aço podem ser fabricados em diversos formatos e espessuras, o que os torna ainda mais úteis.

Tubos de aço inoxidável são utilizados em uma variedade de eletrodomésticos, sistemas de aquecimento, abastecimento de água e encanamento. Este material versátil pode ser utilizado em quase todos os setores, incluindo aeroespacial, automotivo, tecnologia, elétrico, construção civil, alimentos e bebidas, entre outros.

Resumo

Como mencionado anteriormente, os tubos de aço são adequados para uma variedade de indústrias e aplicações. Além disso, o advento de máquinas avançadas e métodos modernos melhorou a precisão da dobra de tubos de aço. Portanto, escolher os materiais, técnicas e equipamentos certos aumentará suas chances de obter o tubo de aço dobrado ideal.

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Perguntas frequentes

Quão difícil é dobrar tubos de aço inoxidável?

Devido à dureza do material, dobrar tubos de aço pode ser bastante difícil. No entanto, escolher o fabricante certo e estar bem informado sobre os procedimentos e ferramentas pode tornar todo o processo mais tranquilo.

A dobra de tubos de aço por mandril é melhor do que a dobra por rolo?

O método a ser utilizado depende das suas necessidades de dobra. A dobra por mandril é adequada para operações de dobra com raios menores, evitando achatamento, vincos e torções. A dobra por rolo, por outro lado, é mais adequada para tubos mais finos com raios maiores.

Quais são as áreas de aplicação dos tubos de aço inoxidável?

Muitas empresas utilizam tubos de aço inoxidável para diversas finalidades. Eles são utilizados em uma ampla gama de aplicações, incluindo eletrodomésticos, componentes automotivos e aeronáuticos, eletrônicos, sistemas de tubulação, dispositivos médicos e muito mais.