Довольно популярным способом получения разнообразных изделий считается вальцовка листового металла. Как правило, такая пластическая деформация стального листа осуществляется в холодном состоянии. То есть за счет отсутствия воздействия на заготовку высоких температур структура и физические свойства материала практически не изменяются. Благодаря этому данный технологический процесс пользуется широкой популярностью не только на крупных и мелких промышленных предприятиях, но и в домашних условиях.
Металлопрокат, который может вас заинтересовать
Зачем нужно вальцевать листовую сталь
Для начала давайте разберемся с терминологией, поскольку существуют несколько операций, созвучных по наименованию, но обозначающие совершенно разные процессы:
- Вальцевание (вальцовка) – деформирование листовых, полосовых или прутковых заготовок в специальных машинах и прессах с формовочными вальцами с целью получения заготовок или изделий с плавно или периодически изменяющимся сечением;
- Развальцовка (развальцевание) – расширение отверстий на концах изделий путем деформации, без применения режущего инструмента. В частности, такая обработка применяется для обеспечения соединения труб и трубопроводной арматуры, уплотнения стенок элементов аппаратуры, работающей под давлением, и т.д.
- Завальцовка - пластическое деформирование торцов труб для создания глухой заглушки, а также соединение двух труб путем обжатия конца внешней вокруг конца внутренней.
В данной статье речь будет идти именно о вальцевании.
Вальцовка листа металла считается достаточно удобным и малоэнергоемким методом изготовления деталей пространственного вида из заготовок плоской формы. Пластическое деформирование листов либо полос можно осуществлять не только на больших производствах, но и в ремонтных мастерских и в домашних условиях. Конструкции оборудования для выполнения такой технологической операции довольно просты. Для функционирования некоторых станков не требуется подключать внешний источник электроэнергии.
Гибка и вальцовка листового металла отличается принципиальной особенностью. Пластическое деформирование листа осуществляется не по всей его поверхности, а лишь в зоне ее контакта с формовочным инструментом. Во время выполнения технологического процесса деформирующее усилие равномерно распределяется вдоль всей линии соприкосновения листа с валком. К выбору материалов для изготовления формовочного инструмента подходят дифференцированно. Например, для тонкого листа из пластичных марок стали нет необходимости применять недешевые инструментальные стали, ведь создаваемые в ходе вальцевания удельные усилия довольно небольшие. Однако для обработки толстолистового проката и изделий из легированных сталей, в том числе после термической обработки, потребуются вальцы с соответствующим уровнем прочностных характеристик.
Традиционно вальцевать лист можно по нескольким технологиям:
- поперечной – таким методом изготавливают цилиндрические изделия незамкнутой конфигурации с подачей заготовки в таком направлении;
- продольной – обрабатываются элементы коротких размеров;
- винтовой – данным способом деформируют изделия без необходимости последующей сварки стыков.
Технологии вальцевания листовой стали
Процесс пластической деформации листа металла осуществляется за счет однократной или многократной его формовки специальными валками. Как правило, заготовка перемещается перпендикулярно к оси формующего инструмента. Для производства необходимых изделий с учетом геометрических параметров листового проката применяется несколько технологий:
Холодное вальцевание
Данный технологический процесс осуществляется в холодном состоянии. Возможная толщина стальных листов, пригодных для такой обрработки, напрямую зависит от механических характеристик материала и требуемой степени его изгиба. Многие вальцовочные агрегаты способны перерабатывать нелегированный и низколегированный прокат толщиной до 100 мм без предварительного подогрева. Благодаря этому вальцовка широко применяется во многих производственных сферах.
Горячее вальцевание
При необходимости деформировать стальной толстолистовой прокат повышенной и высокой прочности заготовки предварительно нагреваются до температур 150…3000С. Это также касается и других сплавов с низкой степенью пластичности. В данной ситуации обязательно непосредственно возле вальцовочного агрегата устанавливают нагревательную печь. Температура нагрева должна выбираться таким образом, чтобы не оказывать существенного негативного влияния на характеристики материала. Для сдерживания процесса окалинообразования на поверхности листовой заготовки, нагревание перед вальцовкой желательно проводить в печах с безокислительной атмосферой.
Этапы вальцевания листовой стали
Процесс вальцовки стальных листов стандартно осуществляется по следующему алгоритму:
Подготовка поверхности листа
В большинстве случаев с поверхности заготовки удаляется окалина и ржавчина. Для этого может использоваться электрохимическое травление, огневая/ механическая зачистка, дробеструйная и пескоструйная обработка.
Установка листа в станок
Листовой металл заводится между первой парой формующих роликов. Заготовку обязательно ориентируют по направлению деформации.
Выбор необходимой технологии вальцевания
Для получения изделия необходимой формы требуется подобрать оптимальный технологический способ деформирования. В зависимости от характеристик металла и требуемой конфигурации изделия выбирается холодный либо горячий метод вальцовки, осуществляется подбор вальцов и расчет изгибающих усилий.
Подбор параметров процесса вальцевания
В зависимости от толщины листа и формы получаемого изделия необходимо осуществить регулировку зазоров между валками. При этом обязательно требуется учитывать размер формующего инструмента. С учетом конструкции станка эта процедура может быть как ручная, так и автоматическая.
Процесс вальцевания
Стандартно вальцевание листового металла осуществляется за счет однократного или многократного пропускания листа между формующими валками. При этом зазор между роликами может постепенно изменяться. Это непременно выполняется при изготовлении изделий с небольшими радиусами изгиба.
Контроль качества вальцованного листа
На готовом изделии требуется обязательно проконтролировать отсутствие трещин, заусенцев, задиров и других несовершенств. Также необходимо проверить соответствие геометрические параметры детали заданным требованиям.
Как вальцевать лист металла в домашних условиях
При возведении индивидуального малоэтажного жилого и ли хозяйственно-бытового строения либо при ремонте кровельного покрытия довольно часто возникает необходимость в обустройстве водостоков. И большинство владельцев частных домов и дач стараются сами сделать систему водоотведения.
Как же осуществляется вальцовка листового металла своими руками? Эту операцию можно сделать двумя способами:
Метод 1
С помощью ручного вальцовочного станка. Данный агрегат прост в эксплуатации. На нем можно работать, не обладая специальными знаниями и опытом. Между валками устанавливается лист толщиной не больше 2 мм. Используя ручку, закрепленную на ведущем ролике, есть возможность произвести простую деформацию листовой заготовки. В результате получится изделие цилиндрической формы.
Метод 2
С использованием болванки. Это может быть старая труба подходящего диаметра. С помощью струбцин один край листа с двух сторон фиксируется на болванке. Процесс изгибания листовой заготовки сводится к постепенному постукиванию по ней киянкой либо другим ручным инструментом от места крепления к свободному краю. Такая вальцовка листа своими руками позволяет при минимальных затратах получать изделия приемлемого качества в небольшом количестве. Например, для обустройства системы водоотвода дачи либо небольшого частного дома.
Применение вальцованной листовой стали
Вальцовочное оборудование можно настроить для получения изделий цилиндрической, овальной, конусной конфигурации. Как правило, это трубы различных диаметров, цилиндрические обечайки, декоративные строительные и мебельные элементы, композиционные панели.
Плюсы и минусы вальцованной листовой стали
По сравнению с другими технологиями изготовления изделий цилиндрической конфигурации, например, штамповкой либо прессованием, вальцовка стального листа обеспечивает массу неоспоримых достоинств:
- позволяет значительно снизить эксплуатационные расходы на оборудование и инструмент;
- можно эффективно использовать для единичного и мелкосерийного производства изделий;
- возможность быстро осуществлять переналадку;
- после вальцовки лист изменяет конфигурацию, но сохраняет свои первоначальные механические и физические параметры;
- имеется возможность изготавливать изделия цилиндрической формы различной сложности;
- можно обрабатывать листовой материал разной толщины;
- на одном и том же оборудовании возможно перерабатывать заготовки не только из металлов и сплавов, но и других материалов;
- достаточно низкая себестоимость выпускаемых изделий.
Недостатки
К недостаткам данного технологического процесса специалисты относят относительно небольшую производительность. Также есть существенные ограничения по физико-механическим характеристикам обрабатываемого металла – многие высоколегированные стали и другие сплавы в виду высокой прочности не могут подвергаться ни холодной, ни горячей вальцовке.
Если вы не знаете как вальцевать лист металла правильно для ваших потребностей, рекомендуем обращаться к квалифицированным мастерам, которые помогут подобрать оптимальный вариант оборудования и способ вальцовки.
Для подбора качественной листовой (и другой металлопрокат) стали для ваших проектов, рекомендуем обратисься за консультацией к менеджеру Метинвест-СМЦ. Звоните 0800-30-30-70, и наш специалист поможет оформить ваш заказ.
