Вальцовка металла

Вальцовка металла

Чтобы деформировать металлопрокат пластическим методом и получить необходимую форму, используется вальцовка – специальный технологический процесс. Деформирование производят на разных станках, которые можно настраивать, чтобы получать конусные, цилиндрические, овальные изделия. Для производства разных емкостей используют вальцевание листового металла.

Методы и способы

При помощи этой технологии получают определенную форму, не разрушая целостность и не используя сложное деформирование. При прохождении между специальными вальцами заготовка превращается в изделие нужных размеров. В соответствии с необходимыми параметрами можно регулировать размер вальцов и зазор между ними. Вальцовку выполняют несколькими способами:

• поперечное направление – для коротких отрезков трубопроката;
• продольное направление – для длинных незамкнутых поверхностей;
• винтовая подача – не требует последующей сварки стыка.

Вальцовку выполняют на нержавейке, стальных сплавах с оцинковкой, высокоуглеродистых сталях, алюминии, меди и их сплавах.

Чтобы уменьшить размер цилиндра используют такую технологию, как завальцовка (сужение отверстия), для уменьшения размера – развальцовку (для расширения отверстия). Для выполнения работ выставляют нужные параметры на станке. При неправильной настройке невозможно получить необходимый результат. Также геометрию изделия можно изменить, используя другие инструменты.

Технологический процесс вальцевания довольно прост. После заправки листа в принимающую зону станка происходит автоматический прокат в одну и другую сторону, который контролирует оператор. Небольшие листы подают в станок вручную. Для подачи тяжелых заготовок используют грузоподъемник. Чтобы получить цилиндрическую форму лист подают напрямую. Если на выходе нужен конус или спиралевидное изделие – подача осуществляется под заданным углом. На производстве используют две технологии вальцевания.

Горячая штамповка

Чтобы ускорить операцию обработки и улучшить свойства листового металла, выполняют горячую вальцовку. Для этого металл предварительно разогревают в печи или другим способом до пластичного состояния. Этот метод необходим при работе с листами большой толщины. Также горячей вальцовкой обрабатывают высокопрочные марки стали, так как при деформировании могут образоваться трещины и повреждения структуры.

Холодная вальцовка

Для этого процесса нет необходимости в изменении температуры. При холодной вальцовки все свойства металла полностью сохраняются. У деталей, полученных после обработки, гладкая поверхность и точный размер. Обработанный таким способом металл не меняет физические свойства и структуру. Для холодной вальцовки листовую заготовку заправляют в станок без предварительной подготовки. Таким методом обрабатывают тонкие листы, изготовленные из пластичных металлов или сплавов.

Процессы, этапы

Вальцовка наиболее прогрессивный способ, так как не требует снятия припуска, за счет чего снижен расход металла. При такой обработке металлопрокат деформируется, однако не разрушается его кристаллическая структура. Иногда вальцовка – это единственный способ, которым можно получить нужную форму изделия.

Вальцевание обечаек

Изделия, согнутые из листового металлического сплава в форму цилиндра, эллипса, конуса, спирали – это обечайки. Этот метод применяется для изготовления емкостей большого диаметра. Такое вальцевание используют для получения котельного, бойлерного оборудования, чаш химических реакторов. Таким же способом изготавливают нефтеналивные танки, сварные трубы, желоба, водостоки.

Деформирование деталей в форме трубы внутри и извне

При работе с трубным прокатом при помощи вальцевания сужают или расширяют концы труб, а также выполняют сужение на участках. Такое формование необходимо, чтобы получить ребра жесткости, стопорные участки, гофрирование. Этим способом заторцовывают концы труб небольшого диаметра, чтобы полностью закрыть проход. Это необходимо, чтобы образовалась неразъемная заглушка. Используя вальцевание, можно сузить или расширить трубные торцы, чтобы подогнать под диаметр сопрягаемой трубы, перехода или муфты. Чтобы выполнить стопорные расширения, выполняют отбортовку на концах. Самый распространенный вариант вальцовки – получение изогнутых фитингов и трубопроката.

Пластическая деформация сварного шва

Чтобы сгладить сварной шов, выполняют завальцовку. Если при зачистке или шлифовке металлическая поверхность разрушается, то при вальцевании наоборот, структура уплотняется и становится более прочной.

Виды вальцевания

Вальцовка металлов и сплавов выполняется по определенным технологиям, использование которых зависит от характера воздействия. Все операции вальцевания производят на зиговочных станках, используя определенные инструментальные наборы. Эти операции по вальцеванию также можно выполнять на токарных станках.

Завальцовка труб

Для этих операций используют внешний валковый инструмент, чтобы производить воздействие на трубопрокат снаружи. При помощи оборудования можно выполнить обжим, чтобы получить ступень трубы с сужением. Также завальцовку применяют для зиговки, чтобы получить кольцевую деформацию на нужном участке. Этот же способ применяют, когда нужно получить заглушку на конце трубы.

Развальцовка труб

Эта технология включает все способы расширения концов трубной формы. Воздействие происходит изнутри трубы. При развальцовке можно расширить участок на любом конце, выполнить фланцевание и отбортовку торца. Развальцовка – это все способы деформирования на конечных участках трубопроката, проводимые изнутри. Инструмент, используемый при этих процессах, носит аналогичное название.

Оборудование

На современном оборудовании можно выполнить много задач при работе с разными металлами. Техника отличается по типу привода, мощности, техническим возможностям, характеристикам. Выбор подходящего станка можно сделать после ознакомления с уже существующими моделями. Листогибы – применяют, чтобы согнуть металлические листы, и придать им форму цилиндра, конуса. Трубогибы – применяют, чтобы сгибать трубопрокат. Профилегибы – необходимы для получения сложной формы металлических изделий. Роликовые станы – используют при необходимости выполнить прокат поперечно или продольно.

Станки с ручным приводом

Оборудование используют при обработке конструкций из металла в домашних условиях. Они не рассчитаны на работу в большом объеме. Станки надежны, легко эксплуатируются. Основное преимущество ручной техники – не нужен большой опыт и особые навыки. Такая вальцовка имеет определенные преимущества. Техника автономна, не нуждается в регулярном обслуживании, возможна длительная эксплуатация, если соблюдены правила безопасности. Чтобы обрабатывать металлические изделия в домашних условиях, многие приобретают ручные станки. Несмотря на невысокую стоимость, результат полученной формы всегда на высоком стабильном уровне.

У станков есть небольшие минусы. На них возможна обработка материала толщиной не более 2 мм. Причем при работе можно использовать минимум функций, а для выполнения различных операций используют небольшое число инструментов. Эта техника подойдет для работы в домашних условиях, когда не требуется обрабатывать большой объем металлопроката.

Электрические модели

Усовершенствованные станки с силовым электрическим мотором более мощны. Производительность техники зависит от мощности мотора, на которую нужно обращать внимание при приобретении. Вальцовочные станки с электромотором значительно упрощают работу, что является основным преимуществом этого оборудования. Агрегат должен быть постоянно подключен к электросети, поэтому не может быть мобильным. Техника для вальцовки монтируется в больших цехах промышленного производства. Электрические станки в быту не используют, так как у них большой габарит и высокие требования к подаче электроэнергии.

Такой агрегат потребляет много электричества, что можно отнести к недостаткам. Чтобы снизить затраты, применяют маломощные станки (до 20 кВт). Скорость вальцовки на таких моделях невысока, но при этом возможно сэкономить финансы за счет стоимости оборудования.

Гидравлическая техника

На производстве обработку металлических конструкций выполняют на гидравлических станках для вальцовки. При помощи мощного агрегата легко обрабатывают пластины. Оборудование относится к тяжелому классу. Мощность и скорость обработки гидравлического вальцовочного станка значительно превосходит электрические и ручные модели. Современная техника оснащена ЧПУ, поэтому при выставлении любых задач и параметров на выходе получают идеальные изделия. Преимуществом таких станков является возможность создания любых сложных конструкций.