Сравнение методов правки деформированного металлопроката

04.07.2025

При устранении остаточных напряжений, изгибов и других геометрических отклонений у изделий из металла, применяются валковая и прессовая схемы. Устройства валкового типа состоят из системы роликов, через которую прокатывается заготовка.

При этом деформация осуществляется за счёт поэтапного прохождения через несколько пар. В прессовом исполнении усилие прикладывается к конкретной зоне за счёт поршневого узла или гидравлического цилиндра.

Для листа до 3 мм, подверженного волнистости и искривлению, целесообразнее проход через валки. Это позволяет снизить отклонение по плоскости до 1 мм на длине в 2 м.

Если толщина превышает 10 мм, а изделие подверглось точечному изгибу, тогда потребуется работа с прессовой установкой. Контактное давление в такой операции может составлять от 15 до 40 МПа в зависимости от твёрдости и марки сплава.

Для легированной стали типа 12Х18Н10Т применяется нагрузка около 30 МПа.

Сортовой профиль, включающий уголки, двутавры и швеллеры, корректируется двумя методами. При значительном изгибе по продольной оси, более 5 мм на метр, сначала осуществляется предварительная правка прессом, после чего назначается несколько проходов через трёхвалковый стенд.

Радиус установки валков подбирается с учётом габаритов изделия. Так, для уголка 50×50×5 мм межосевое расстояние наружных роликов должно составлять 300 мм, а центральный — опускаться на 8–10 мм ниже линии.

Трубный прокат до 60 мм внешним диаметром и толщиной стенки до 4 мм выправляется валковым методом с последовательной ориентацией оси. При овальности более 2 % от диаметра или при смещении торцов более чем на 3 мм применяется гидравлическое воздействие в вертикальной оснастке.

Для труб из сплава 09Г2С критическое усилие правки по кольцевому направлению достигает 20–25 МПа. Стоит помнить, что прессовая операция здесь требует установки шаблона, предотвращающего смятие сечения.

Чугунные изделия не подвергаются правке при помощи роликов, так как структура склонна к разрушению под повторной нагрузкой. Для чугуна подходит только ступенчатая прессовая операция с предварительным нагревом до 250–300 °C.

Это позволяет снизить внутреннее сопротивление и предотвратить появление микротрещин. В случае с крупногабаритным швеллером из стали Ст3, прогиб которого превышает 8 мм, в первую очередь выравниваются торцы в ручном режиме, после чего назначаются проходы под механическим усилием около 25 МПа.

При работе с валковым оборудованием важна точная установка зазора. Его значение для листа 2 мм толщиной не должно превышать 0,2 мм между роликами.

В случае неправильной настройки появляются повторные волны и нежелательные напряжения. Чтобы этого избежать, каждый вал проходит тарировку и юстировку перед пуском.

Контроль перекоса изделия производится по шаблону длиной 1,5 метра, отклонения по краю допускаются до 2 мм.

На прокате, имеющем сдвиги или кручения, валки не дают стабильного результата, так как усилие распределяется неравномерно. Для таких дефектов предпочтительна точечная правка с подложками.

Расстояние между контактными опорами в таком случае задаётся по длине элемента и составляет от 500 до 1200 мм, в зависимости от жёсткости. Расчёт усилия ведётся по формуле F = (EI × δ) / L², где E — модуль упругости, I — момент инерции, δ — прогиб, L — длина между опорами.

Это позволяет точно подобрать значение давления и избежать перетяжки.

Для валков требуется регулярная смазка и осмотр поверхностей. Повреждённые или неровные ролики приводят к образованию гребней на листе.

Чистота поверхности — не менее Ra 0,8. При прессовом способе важно отсутствие грата и острых углов, особенно у трубчатых изделий.

Это снижает риск появления трещин под давлением. Оптимальный материал плиты для упора — закалённая сталь 45 с твёрдостью не ниже 50 HRC.

Пластичность материала влияет на выбор технологии. Стали с пределом текучести выше 400 МПа плохо поддаются прокатке и требуют предварительного нагрева.

Листы из алюминия или меди, напротив, допускают валковую правку даже при толщине 8 мм. Углеродистые сплавы типа Ст20 поддаются обоим методам, но при толщине более 6 мм предпочтение отдают прессу.

Это связано с тем, что пластическое удлинение у них при холодной правке не превышает 3 %, и валки создают сильные остаточные напряжения.

Для труб диаметром от 100 до 250 мм применяют комбинированный подход. Сначала корректируют торцевой прогиб вручную, затем выравнивают продольную ось.

При необходимости, проводят правку в обойме с разрезным кольцом. Это позволяет равномерно распределить нагрузку и сохранить геометрию.

Толщина стенки трубы должна быть не менее 4 мм для предотвращения овальности в процессе. Давление на стенд — в пределах 18–22 МПа.

Если в процессе выравнивания наблюдается пружинящий эффект, то проводят перерасчёт схемы и назначают повторный прогон с увеличением давления на 10–15 %. При работе с сортом длиной более 6 м допускается частичное прогревание зоны изгиба газовой горелкой, но только при контроле температуры не выше 300 °C, иначе может измениться структура металла.

После выравнивания рекомендуется выдержка 24 часа на ровной поверхности до полной стабилизации.

Влияние остаточных напряжений после правки особенно заметно при сварке или дальнейшей гибке. Потому в технологической карте обычно указывается метод предварительного выравнивания.

Если изделие будет подвергаться штамповке, валковый способ исключается — он провоцирует сдвиг зерна и зону повышенной жёсткости. Прессовая правка в этом случае предпочтительнее.

Правильно выбранная методика корректировки зависит не только от сечений и толщины, но и от характера внутренних напряжений. На практике, при отклонении прямолинейности менее 3 мм на 2 м длины, допускается ручная корректировка на плите с упорами.

При больших искажениях применяются механизированные комплексы с автоматической подстройкой роликов или многоточечными цилиндрами давления.

Рассказать друзьям:

Комментарии

Пока нет комментариев