Досить популярним способом отримання різноманітних виробів вважається вальцювання листового металу. Як правило, така пластична деформація сталевого листа здійснюється в холодному стані. Тобто за рахунок відсутності впливу на заготовку високих температур структура та фізичні властивості матеріалу практично не змінюються. Завдяки цьому цей технологічний процес користується широкою популярністю не тільки на великих та дрібних промислових підприємствах, а й у домашніх умовах.
Металопрокат, який може вас зацікавити
Навіщо потрібно вальцювати листову сталь
Для початку давайте розберемося з термінологією, оскільки існують кілька операцій, співзвучних за найменуванням, але такі, що позначають зовсім різні процеси:
- Вальцювання (вальцювання) – деформування листових, смугових або пруткових заготовок у спеціальних машинах та пресах з формувальними вальцями з метою отримання заготовок або виробів з плавно або періодично змінним перерізом;
- Розвальцювання (розвальцювання) – розширення отворів на кінцях виробів шляхом деформації, без застосування ріжучого інструменту. Зокрема, така обробка застосовується для забезпечення з'єднання труб та трубопровідної арматури, ущільнення стінок елементів апаратури, що працює під тиском, тощо.
- Завальцювання - пластичне деформування торців труб для створення глухої заглушки, а також з'єднання двох труб шляхом обтиснення зовнішнього кінця навколо кінця внутрішньої.
У цій статті йтиметься саме про вальцювання.
Вальцювання листа металу вважається досить зручним та малоенергоємним методом виготовлення деталей просторового вигляду із заготовок плоскої форми. Пластичне деформування листів чи смуг можна здійснювати у великих виробництвах, а й у ремонтних майстернях й у домашніх умовах. Конструкції устаткування виконання такої технологічної операції досить прості. Для функціонування деяких верстатів не потрібно підключати зовнішнє джерело електроенергії.
Згинання та вальцювання листового металу відрізняється принциповою особливістю. Пластичне деформування листа здійснюється не по всій його поверхні, а лише в зоні її контакту з формувальним інструментом. Під час виконання технологічного процесу деформуюче зусилля рівномірно розподіляється вздовж усієї лінії зіткнення листа з валком. До вибору матеріалів виготовлення формувального інструменту підходять диференційовано. Наприклад, для тонкого листа з пластичних марок сталі немає необхідності застосовувати недешеві інструментальні сталі, адже питомі зусилля, що створюються в ході вальцювання, досить невеликі. Однак для обробки товстолистового прокату та виробів з легованих сталей, у тому числі після термічної обробки, потрібні вальці з відповідним рівнем характеристик міцності.
Традиційно вальцювати лист можна за кількома технологіями:
- поперечний – таким способом виготовляють циліндричні вироби незамкненої конфігурації з подачею заготовки у такому напрямку;
- подовжній – обробляються елементи коротких розмірів;
- гвинтовий – даним способом деформують вироби без необхідності подальшого зварювання стиків.
Технології вальцювання листової сталі
Процес пластичної деформації листа металу здійснюється за рахунок одноразового або багаторазового його формування спеціальними валками. Як правило, заготовка переміщається перпендикулярно до осі формуючого інструменту. Для виготовлення необхідних виробів з урахуванням геометричних параметрів листового прокату застосовується кілька технологій:
Холодне вальцювання
Цей технологічний процес здійснюється в холодному стані. Можлива товщина сталевих листів, придатних для такої обробки, безпосередньо залежить від механічних характеристик матеріалу та необхідного ступеня його вигину. Багато вальцювальних агрегатів здатні переробляти нелегований і низьколегований прокат завтовшки до 100 мм без попереднього підігріву. Завдяки цьому вальцювання широко застосовується у багатьох виробничих сферах.
Гаряче вальцювання
При необхідності деформувати сталевий товстолистовий прокат підвищеної та високої міцності заготівлі попередньо нагріваються до температур 150…3000С. Це також стосується інших сплавів з низьким ступенем пластичності. У цій ситуації обов'язково безпосередньо біля вальцювального агрегату встановлюють нагрівальну піч. Температура нагрівання повинна вибиратися таким чином, щоб не істотно впливати на характеристики матеріалу. Для стримування процесу окалиноутворення на поверхні листової заготовки, нагрівання перед вальцюванням бажано проводити в печах з безокислювальною атмосферою.
Етапи вальцювання листової сталі
Процес вальцювання сталевих листів стандартно здійснюється за наступним алгоритмом:
Підготовка поверхні листа
У більшості випадків з поверхні заготовки видаляється окалина та іржа. Для цього може використовуватися електрохімічне травлення, вогнева/механічна зачистка, дробоструминна та піскоструминна обробка.
Встановлення листа у верстат
Листовий метал заводиться між першою парою формуючих роликів. Заготівлю обов'язково орієнтують у напрямку деформації.
Вибір необхідної технології вальцювання
Для отримання виробу необхідної форми потрібно підібрати оптимальний технологічний спосіб деформування. Залежно від характеристик металу та необхідної конфігурації виробу вибирається холодний або гарячий метод вальцювання, здійснюється підбір вальців та розрахунок згинальних зусиль.
Підбір параметрів процесу вальцювання
Залежно від товщини листа та форми виробу необхідно здійснити регулювання зазорів між валками. При цьому обов'язково потрібно враховувати розмір формуючого інструмента. З урахуванням конструкції верстата ця процедура може бути як ручною, так і автоматичною.
Процес вальцювання
Стандартне вальцювання листового металу здійснюється за рахунок одноразового або багаторазового пропускання листа між формуючими валками. При цьому проміжок між роликами може поступово змінюватися. Це неодмінно виконується під час виготовлення виробів з невеликими радіусами вигину.
Контроль якості вальцованого листа
На готовому виробі потрібно обов'язково проконтролювати відсутність тріщин, задир та інших недосконалостей. Також необхідно перевірити відповідність геометричних параметрів деталі заданим вимогам.
Як вальцювати лист металу в домашніх умовах
При зведенні індивідуальної малоповерхової житлової чи господарсько-побутової будівлі або при ремонті покрівельного покриття часто виникає потреба в облаштуванні водостоків. І більшість власників приватних будинків та дач намагаються самі створити систему водовідведення.
Як здійснюється вальцювання листового металу своїми руками? Цю операцію можна зробити двома способами:
Метод 1
За допомогою ручного вальцювального верстата. Цей агрегат простий в експлуатації. На ньому можна працювати, не маючи спеціальних знань і досвіду. Між валками встановлюється лист завтовшки не більше 2 мм. Використовуючи ручку, закріплену на провідному ролику, можна зробити просту деформацію листової заготовки. В результаті вийде виріб циліндричної форми.
Метод 2
З використанням болванки. Це може бути стара труба відповідного діаметра. За допомогою струбцин один край листа з двох сторін фіксується на болванці. Процес згинання листової заготовки зводиться до поступового постукування по ній киянкою або іншим ручним інструментом від місця кріплення до вільного краю. Таке вальцювання листа своїми руками дозволяє за мінімальних витрат отримувати вироби прийнятної якості в невеликій кількості. Наприклад, для облаштування системи водовідведення дачі або невеликого приватного будинку.
Застосування вальцьованої листової сталі
Вальцювальне обладнання можна налаштувати для отримання виробів циліндричної, овальної, конусної конфігурації. Як правило, це труби різних діаметрів, циліндричні обичайки, декоративні будівельні та меблеві елементи, композиційні панелі.
Плюси та мінуси вальцьованої листової сталі
У порівнянні з іншими технологіями виготовлення виробів циліндричної конфігурації, наприклад, штампуванням або пресуванням, вальцювання сталевого листа забезпечує масу незаперечних переваг:
- дозволяє значно знизити експлуатаційні витрати на обладнання та інструмент;
- можна ефективно використовувати для одиничного та дрібносерійного виробництва виробів;
- можливість швидко здійснювати переналагодження;
- після вальцювання лист змінює конфігурацію, але зберігає свої початкові механічні та фізичні параметри;
- є можливість виготовляти вироби циліндричної форми різної складності;
- можна обробляти листовий матеріал різної товщини;
- на тому самому устаткуванні можливо переробляти заготовки не тільки з металів і сплавів, але й інших матеріалів;
- досить низька собівартість виробів, що випускаються.
Недоліки
До недоліків цього технологічного процесу фахівці відносять відносно невелику продуктивність. Також є суттєві обмеження за фізико-механічними характеристиками оброблюваного металу – багато високолегованих сталі та інші сплави через високу міцність не можуть піддаватися ні холодному, ні гарячому вальцюванню.
Якщо ви не знаєте як вальцювати лист металу правильно для ваших потреб, рекомендуємо звертатися до кваліфікованих майстрів, які допоможуть підібрати оптимальний варіант обладнання та спосіб вальцювання.
Для підбору якісної листової (а таккож іншого металопрокату) сталі для ваших проєктів, рекомендуємо звернутися за консультацією до менеджера Метінвест-СМЦ. Телефонуйте 0800-30-30-70, і наш спеціаліст допоможе оформити ваше замовлення.
