Гибка листового металла – методы и советы по проектированию [часть 2] – Блог Станкофф.RU

V-образный изгиб:

V-образная гибка является наиболее распространенным методом гибки с использованием пуансона и штампа. Она имеет три подгруппы – гибка на основе или нижняя гибка, «свободная» или «воздушная» гибка и чеканка. На воздушную гибку и гибку на основе приходится около 90% всех операций гибки.

Приведенная ниже таблица поможет вам определить минимальную длину фланца b (мм) и внутренний радиус ir (мм) в зависимости от толщины материала t (мм). Вы также можете увидеть ширину матрицы V (мм), которая необходима для таких характеристик. Для каждой операции нужен определенный тоннаж на метр. Это также показано в таблице. Вы можете видеть, что более толстые материалы и меньшие внутренние радиусы требуют большей силы или тоннажа. Выделенные параметры являются рекомендуемыми спецификациями для гибки металла.

Допустим, у меня есть лист толщиной 2 мм, и я хочу его согнуть. Для простоты я также использую внутренний радиус 2 мм. Теперь я вижу, что минимальная длина фланца для такого изгиба составляет 8,5 мм, поэтому я должен учитывать это при проектировании. Требуемая ширина матрицы составляет 12 мм, а тоннаж на метр – 22. Самая низкая общая производительность стенда составляет около 100 тонн. Линия гибки моей заготовки составляет 3 м, поэтому общая необходимая сила составляет 3 * 22 = 66 тонн. Таким образом, даже простой верстак, с достаточным количеством места, чтобы согнуть 3-метровые листы, подойдет.

Тем не менее, нужно помнить об одном. Эта таблица применима к конструкционным сталям с пределом текучести около 400 МПа. Если вы хотите согнуть алюминий , значение тоннажа можно разделить на 2, так как для этого требуется меньше усилий. С нержавеющей сталью происходит обратное – требуемое усилие в 1,7 раза больше, чем указано в этой таблице.

Валковая гибка:

Валковая гибка используется для изготовления труб или конусов различной формы. При необходимости может также использоваться для изгибов с большим радиусом. В зависимости от мощности машины и количества рулонов можно выполнять один или несколько изгибов одновременно.

При этом используются два приводных ролика и третий регулируемый. Этот ролик движется за счет сил трения. Если деталь необходимо согнуть с обоих концов, а также в средней части, требуется дополнительная операция. Это делается на гидравлическом прессе или листогибочном станке. В противном случае края детали получатся плоскими.

Вертикальный изгиб стоек – все о ремонте и строительстве

Этот изгиб может быть у высоких и тонких стоек, если они подвергаются сжимающей силе P, действующей по направлению высоты.

Величина силы, от которой получается вертикальный изгиб, зависит от того, как укреплены концы стойки. Наиболее распространенные случаи закрепления концов показаны на рис. 7.

Распространенные случаи закрепления концов стоек
Рис. 7. Распространенные случаи закрепления концов стоек
  • Рисунок А изображает стойку, закрепленную только в нижнем конце, причем другой конец свободен.
  • Рисунок Б представляет случай, когда оба конца не закреплены наглухо, но в то же время не могут выйти из гнезд, в которых они находятся.
  • Рисунок В соответствует тому случаю, когда один конец закреплен наглухо, а другой не закреплен, но не может выйти из гнезда.
  • Рисунок Г представляет случай, когда оба конца закреплены наглухо.

Вычислениями и опытом установлено, что стойка, закрепленная по схеме Б, может выдержать груз, в четыре раза больший, чем стойка, закрепленная по схеме А. Стойка, изображенная на рисунке В, выдерживает груз, в 8 раз больший, чем стойка А, и в два раза больший, чем стойка Б. Стойка, закрепленная по схеме Г, выдерживает груз в 16 раз больший, чем стойка А, в 4 раза больший, чем стойка Б, и в 2 раза больший, чем стойка В.

Чаще всего в постройках встречается случай, когда оба конца стойки закреплены, но не защемлены, что соответствует схеме Б. Это обусловлено тем, что древесина усыхает по длине меньше, чем по ширине. Забитая в гнездо стойка со временем усохнет и защемление превратится в шарнир. Для того, что защемление было постоянным за узлами нужно следить. Вбивать клинья или предпринимать другие действия. И наоборот, шарнирное закрепление обеспечивается простыми в изготовлении узлами. Например, концы стойки, зажатой между двумя элементами достаточно прикрепить к ним строительными скобами.

Как и в предыдущих расчетах, для определения размеров стойки прежде всего необходимо знать силу или груз, который сжимает стойку. Зная величину этой силы, а также длину стойки, можно по правилам строительной механики определить толщину стойки. Однако расчеты эти сложны, и практику-плотнику будет трудно с ними справиться. Лучше воспользоваться таблицами, по которым это можно сделать легко и быстро. Таблицы составлены для стоек схемы Б.

Сжатию без изгиба могут быть подвергнуты стойки, дополнительно закрепленные по высоте распорками или связями и тем самым, приведенными к гибкости не превышающей предельных значений. Примером таких конструкций могут стать стойки каркасного дома, закрепленные от изгиба обшивкой и установкой внутри каркаса горизонтальных и наклонных распорок. Определить несущую способность таких стоек можно по таблицам сайта. В ячейках, отмеченных звездочками указаны максимальные безопасные нагрузки, которые можно приложить к стойкам и максимальная свободная длина этих стоек (шаг связей или распорок).

Так как в строительном деле для балок и стоек применяется лишь ограниченное число размеров стандартных пиломатериалов и бревен, то оказалось возможным в таблицах уместить почти все размеры, могущие встретиться на практике. Без больших погрешностей, для промежуточных размеров бревен можно считать нагрузки, средние между двумя соседними.

Виды сварных швов и соединений

Швы имеют довольно обширную классификацию. В первую очередь их разделяют по типу соединения делателей.  В зависимости от требований к надежности, шов может накладываться с одной или с двух сторон. При двусторонней сварке конструкция получается более надежной и лучше держит форму. Если шов один, часто получается так, что изделие перекашивается: шов «тянет». Если их два, эти силы компенсируются.

Сварные швы в зависимости от вида соединения бывают стыковые (встык), тавровые, внахлест и угловые
Сварные швы в зависимости от вида соединения бывают стыковые (встык), тавровые, внахлест и угловые (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Непроходимо отметить, что для получения качественного сварного шва, металл не должен быть ржавым. Потому места сварки предварительно зашкуривают или обрабатывают напильником — до полного исчезновения ржавчины. Далее, в зависимости от требований, стачивают или нет кромку.

Вместе с типами, существуют четыре схемы нагрузок:

  • Шарнир-Шарнир
  • Заделка-Шарнир
  • Заделка-Заделка»
  • Свободный конец

Наш онлайн калькулятор позволяет сделать расчет, комбинируя все виды балок, типы и схемы нагрузок, при этом абсолютно исключив вероятность допущения ошибки в процессе расчета. Обычно рассчитывают деревянные балки, а также металлические. В процессе вычисления показателя определяется сумма сил, воздействующих на балку, которые направлены перпендикулярно конструкции.

Расчет деревянной балки на прогиб осуществляется с учетом материала, т.е. учитывают вид древесины, её гибкость и многие другие параметры, также важно учесть форму сечения балки и нагрузка какого вида оказывается на балку. Сравнивая с расчетом балки из древесины, расчет металлической балки на прогиб существенно отличается, поскольку важное внимание уделяют виду соединения: электросварка, заклепки, болты и другие виды соединений.

Все перечисленные выше нюансы позволяют понять, что расчет балки на прогиб — крайне ответственный этап в процессе стройки какого-либо объекта. От него зависит надежность, долговечность и целостность всей конструкции. Наш калькулятор позволит Вам быстро и безошибочно провести предельно точный расчет.

Возврат при сгибе:

При сгибании заготовка естественным образом немного отскакивает после подъема груза. Следовательно, эту величину необходимо компенсировать при изгибе. Заготовка изгибается под необходимым углом, поэтому после упругого возврата она принимает желаемую форму.

Еще один момент, о котором следует помнить, – радиус изгиба. Чем больше внутренний радиус, тем больше пружинящей эффект. Острый пуансон дает маленький радиус и снимает пружинящий эффект.

Почему происходит пружинение? При сгибании деталей сгиб делится на два слоя разделяющей их линией – нейтральной линией. С каждой стороны происходят разные физические процессы. «Внутри» материал сжимается, «снаружи» – вытягивается. Каждый тип металла имеет разные значения нагрузок, которые они могут воспринимать при сжатии или растяжении. И прочность материала на сжатие намного превосходит прочность на разрыв.

В результате, на внутренней стороне труднее достичь постоянной деформации. Это означает, что сжатый слой не деформируется окончательно и пытается восстановить свою прежнюю форму после снятия нагрузки.

Воздушная гибка:

Частичная гибка, или воздушная гибка, получила свое название от того факта, что обрабатываемая деталь фактически не касается деталей инструмента полностью. При частичном гибе заготовка опирается на 2 точки, и пуансон толкает изгиб. По-прежнему обычно выполняется на листогибочном прессе, но при этом нет фактической необходимости в боковом штампе.

Воздушная гибка дает большую гибкость. Допустим, у вас есть матрица и пуансон на 90°. С помощью этого метода вы можете получить результат от 90 до 180 градусов. Хотя этот метод менее точен, чем штамповка или чеканка, в его простоте и заключается его прелесть. В случае, если нагрузка ослабнет, и упругая отдача материала приведет к неправильному углу, его легко отрегулировать, просто приложив еще немного давления.

Конечно, это результат меньшей точности по сравнению с нижним прессованием. В то же время большим преимуществом частичной гибки является то, что для гибки под другим углом не требуется переналадка инструмента.

Выполнение расчетов на изгиб

Выполнение расчета круглой трубы на изгиб требуется для того, чтобы определить максимально допустимый уровень напряжения на каждый конкретный участок трубы.

Каждый материал имеет свою величину нормального напряжения, которые не оказывают какого-либо воздействия на само изделие. Для получения правильных расчетов, их нужно проводить по специальной формуле. Особое внимание следует уделять тому, чтобы показатели оставались в пределах максимально разрешенных значений. Согласно закону Гука, образующаяся сила упругости прямо пропорциональна деформации.

Рассчитывая величину изгиба, нужно дополнительно использовать следующую формулу напряжения: M/W, где M – величина изгиба по оси, испытывающая на себе усилие, а W – величина сопротивления этой оси в месте изгиба.

Выпуклость и вогнутость графика функции. точки перегиба (лекция №10)

График функции y=f(x) называется выпуклым на интервале (a;
b)
, если он расположен ниже любой своей касательной на
этом интервале.

График функции y=f(x) называется вогнутым на интервале (a;
b)
, если он расположен выше любой своей касательной на
этом интервале.

На рисунке показана кривая, выпуклая на (a; b) и вогнутая на (b; c).

Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

Примеры.

  1. Полуокружность Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU выпукла на [–1; 1].
  2. Парабола y = x2 вогнута на интервале (-∞; ∞).
  3. График функции в одних интервалах может быть
    выпуклым, а в других вогнутым. Так график функции y = sin x на
    [0,2; π], выпуклый в интервале (0; π) и вогнутый в (π;
    2π).

Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

Рассмотрим достаточный признак, позволяющий установить,
будет ли график функции в данном интервале выпуклым или вогнутым.

Теорема. Пусть y=f(x) дифференцируема на (a;
b)
. Если во всех точках интервала (a;
b)
вторая производная функции y = f(x) отрицательная, т.е. f ”(x) < 0, то график функции
на этом интервале выпуклый, если же f”(x) > 0 – вогнутый.

Доказательство.
Предположим для определенности, что f”(x) < 0 и докажем, что график функции будет выпуклым.

Возьмем на графике функции y = f(x) произвольную точку M0 с абсциссой x0Î (a; b) и проведем через точку M0 касательную. Ее уравнение Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU. Мы должны показать, что график функции на (a; b) лежит ниже этой касательной, т.е. при одном и том же значении x ордината кривой y = f(x) будет меньше ордината касательной.

Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

Итак, уравнение кривой имеет вид y
= f(x)
. Обозначим Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU ординату касательной,
соответствующую абсциссе x. Тогда Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU. Следовательно, разность ординат кривой и касательной при
одном и том же значении x будет Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

Разность f(x)
– f(x0)
преобразуем по теореме
Лагранжа Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU, где c между x и x0.

Таким образом,

Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

К выражению, стоящему в квадратных скобках
снова применим теорему Лагранжа: Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU, где c1 между c0 и x0. По условию теоремы f ”(x) < 0. Определим знак
произведения второго и третьего сомножителей.

  1. Предположим, что x>x0. Тогда x0<c1<c<x,
    следовательно, Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU (x – x0)
    > 0 и (c – x0) > 0. Поэтому Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.
  2. Пусть x<x0, следовательно, x < c
    < c1 < x0 и (x – x0)
    < 0, (c – x0) < 0. Поэтому вновь Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

Таким образом, любая
точка кривой лежит ниже касательной к кривой при всех значениях x и x0Î
(a; b), а это значит, что кривая
выпукла. Вторая часть теоремы доказывается аналогично.

Примеры.

  1. Установить интервалы
    выпуклости и вогнутости кривой y = 2 – x2.

    Найдем y ” и определим, где вторая
    производная положительна и где отрицательна. y‘ = –2x, y” = –2 < 0 на (–∞; ∞), следовательно, функция всюду
    выпукла.

  2. y = ex. Так как y” = ex
    > 0 при любых x, то кривая всюду вогнута.

    Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

    Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

    Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

  3. y = x3. Так как y” = 6x, то y” < 0 при x
    < 0 и y” > 0 при x
    > 0. Следовательно, при x < 0 кривая выпукла, а
    при x > 0 вогнута.

Точка графика непрерывной функции, отделяющая его выпуклую часть от вогнутой, называется точкой перегиба.

Очевидно, что в точке перегиба касательная, если она существует, пересекает кривую, т.к. с одной
стороны от этой точки кривая лежит под касательной, а с другой стороны – над нею.

Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

Определим достаточные
условия того, что данная точка кривой является точкой перегиба.

Теорема. Пусть кривая определяется
уравнением y = f(x). Если f ”(x0) = 0 или f ”(x0) не существует и при переходе
через значение x = x0 производная f ”(x) меняет знак, то точка
графика функции с абсциссой x = x0 есть точка перегиба.

Доказательство. Пусть
f ”(x) < 0 при x
< x0 и f
”(x) > 0 при x
> x0. Тогда при x < x0 кривая выпукла, а при x > x0 – вогнута. Следовательно, точка A, лежащая на кривой, с
абсциссой x0 есть точка перегиба. Аналогично можно
рассматривать второй случай, когда f
”(x) > 0 при x
< x0 и f
”(x) < 0 при x
> x0.

Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

Таким образом, точки перегиба следует искать только
среди таких точек, где вторая производная обращается в нуль или не существует.

Примеры. Найти точки перегиба и определить интервалы
выпуклости и вогнутости кривых.

  1. Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

    Найдем производные
    заданной функции до второго порядка.

    Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

    Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU. Вторая производная не существует при x =
    1. Исследуем эту точку на возможный перегиб.

    Итак, точка
    перегиба x = 1. Функция выпукла на (1; ∞), вогнута на (–∞;
    1).

    Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

  2. Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

    Возможные точки
    перегиба найдем, решив уравнение 2x2 – 1 = 0. Отсюда Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

    Точки перегиба Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU. Функция выпукла на Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU и вогнута на Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

    Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

  3. y = ln (1 – x2). Область определения функции D(y) = (-1; 1).

    Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

    Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU при всех x из
    (–1; 1).

    Следовательно,
    f(x) выпуклая на (–1; 1).

АСИМПТОТЫ ГРАФИКА ФУНКЦИИ

При исследовании функции
важно установить форму ее графика при неограниченном удалении точки графика от
начала координат.

Особый интерес
представляет случай, когда график функции при удалении его переменной точки в
бесконечность неограниченно приближается к некоторой
прямой.

Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

Прямая называется асимптотой графика функции y = f(x), если расстояние от
переменной точки M графика до этой прямой при удалении точки M в
бесконечность стремится к нулю, т.е. точка графика функции при своем стремлении
в бесконечность должна неограниченно приближаться к асимптоте.

Кривая может приближаться к своей асимптоте, оставаясь с одной стороны от
нее или с разных сторон, бесконечное множество раз пересекая асимптоту и
переходя с одной ее стороны на другую.

Если обозначим
через d расстояние от точки M
кривой до асимптоты, то ясно, что d стремится к нулю при
удалении точки M в бесконечность.

Будем в дальнейшем различать асимптоты вертикальные и наклонные.

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ АСИМПТОТЫ

Пусть при xx0 с какой-либо стороны функция y = f(x)неограниченно возрастает по абсолютной
величине, т.е. Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU или Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU или Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU. Тогда из определения асимптоты следует, что прямая x = x0 является асимптотой. Очевидно и обратное,
если прямая x = x0 является асимптотой, т. о. Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

Таким образом, вертикальной
асимптотой графика функции y = f(x)
называется прямая, если f(x) → ∞ хотя бы при одном из условий x
x0 – 0 или xx0 0, x = x0

Следовательно,
для отыскания вертикальных асимптот графика функции y = f(x) нужно найти те значения x = x0, при которых функция обращается в бесконечность (терпит бесконечный
разрыв). Тогда вертикальная асимптота имеет уравнение x = x0.

Примеры.

  1. Найти вертикальные асимптоты графика функции Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

    Так как Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU, то прямая x =
    2 является вертикальной асимптотой.

  2. Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

    Прямая x = 0 – вертикальная асимптота.

НАКЛОННЫЕ АСИМПТОТЫ

Поскольку
асимптота – это прямая, то если кривая y = f(x) имеет наклонную асимптоту,
то ее уравнение будет y = kx b. Наша задача найти
коэффициенты k и b.

Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

Теорема. Прямая y = kx b служит наклонной
асимптотой при x → ∞
для графика функции y
= f(x) тогда и только тогда,
когда Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU. Аналогичное утверждение верно и при x → –∞.

Доказательство. Пусть MP
длина отрезка, равного расстоянию от точки M до асимптоты. По условию Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU. Обозначим через φ угол наклона асимптоты к
оси Ox. Тогда из ΔMNP
следует, что Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU. Так как φ постоянный угол (φ ≠ π/2), то Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU, но

MN = MK – NK = y – yас= f(x) – (kx b).

Следовательно, мы можем
записать следующее равенство Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

Так как x → ∞, то должно
выполняться равенство Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU. Но при постоянных k и bГибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU и Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU. Следовательно, Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU, т.е. Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

Если число k
уже известно, то Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU, поэтому Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

Для
доказательства в случае x → –∞  все рассуждения аналогичны.

Докажем обратное
утверждение. Предположим, что существуют пределы, определяющие числа k и b.
Тогда несложно заметить, что выполняется равенство Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU. Действительно

Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

Следовательно,
прямая y = kx b
есть асимптота. Теорема полностью доказана.

Сделаем несколько замечаний.

Замечание 1. Теорема
показывает, что для нахождения асимптот достаточно найти два указанных предела.
Причем, если хотя бы один из пределов не существует или обращается в бесконечность,
то кривая асимптот не имеет.

Замечание 2. В случае,
когда k = 0 асимптота y = b
называется горизонтальной асимптотой. Наличие горизонтальной асимптоты
означает, что существуют пределы

Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

Замечание 3. Пределы для отыскания k и b могут
быть различны при x
→ ∞ и x
→ – ∞  и, следовательно, график функции может иметь две различные
асимптоты при x → ∞ и x → –∞.

Примеры. Найти асимптоты кривых.

  1. Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.
    1. Вертикальные:

      Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU

      x = 0 – вертикальная асимптота.

    2. Наклонные:

      Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

      При x → – ∞  получим те
      же значения k и b. Следовательно, прямая
      y = x 2 является наклонной асимптотой.

  2. y = ex sin x x.
    1. Функция определена и непрерывна на всей числовой прямой, следовательно,
      вертикальных асимптот нет.
    2.  

      а) Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

      Итак, при x
      → ∞ наклонная асимптота у=
      х
      .

      б) Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU, т. к.

      Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU, поэтому при x
      → – ∞  наклонных асимптот нет.

  3. y = x – 2arctg x.
    1. Вертикальных асимптот нет.
    2.  

      а) Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

      Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU. Наклонная асимптота y = xπ
      при Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

      б) Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU при Гибка листового металла - методы и советы по проектированию [часть 2] - Блог Станкофф.RU.

Дефекты сварных швов

У начинающих сварщиков часто при выполнении швов встречаются ошибки, которые приводят к появлению дефектов. Некоторые из них критичны, некоторые — нет. В любом случае, важно уметь определить ошибку, чтобы затем исправить ее.  Самые распространенные среди новичков дефекты — неодинаковая ширина шва и его неравномерное заполнение.

Другие ошибки — при выборе силы тока и величины дуги — можно определить по форме шва. На словах описать их сложно, проще изобразить. На фото ниже показаны основные дефекты формы — подрезы и неравномерное заполнение, прописаны причины, их вызвавшие.

Ошибки, которые могут возникнуть при сварке
Ошибки, которые могут возникнуть при сварке

Допустимые радиусы сгиба трубы

Согласно государственным стандартам трубы имеют минимальный радиус изгиба.

Если сгибание осуществляется путем нагревания и набивкой песком, наружный диаметр трубы составляет не менее 3,5DN.

Формирование трубы на трубогибочном станке (без нагрева) – не менее 4DN.

Сгиб при нагреве газовой горелкой или в печи для получения наполовину рифленых складок возможен при показателе в 2,5DN.

Если сгиб предусматривается крутой (для согнутых канализационных отводов, изготовленных путем горячей протяжки или же способом штамповки) – не меньше 1DN.

Сгиб трубы может быть меньше указанных показателей. Однако это возможно в том случае, если метод производства гарантирует, что стенки трубы утончатся на 15% от общей толщины.

Расчет на прочность при изгибе трубы выполняем ответственно.

Зачистка сварных швов

После сварки на поверхности металла остаются брызги окалины, капли металла и шлака. Сам шов обычно выпуклый, выступает над поверхностью. Все эти недостатки можно устранить: зачистить.

Зачистку швов после сварки делают поэтапно. На первом этапе при помощи зубила и молотка сбивают окалину и шлак с поверхности. На втором, при необходимости, сравнивают шов. Тут понадобиться инструмент: болгарка, оснащенная шлифовальным диском по металлу. В зависимости от того, насколько гладкой должна быть поверхность используют разную зернистость абразива.

Иногда, при сварке пластичных металлов, требуется лужение — покрытие сварного шва тонким слоем расплавленного олова.

Исходные данные

Расчетная схема:

Длина пролета (L) — расстояние между опорами или длина консоли.

Расстояния (A и B) — расстояния от опор до мест приложения нагрузок. Для 3 схемы А равна длине консоли балки.

Нормативная и расчетная нагрузки — нагрузки, на которые рассчитывается прямоугльная труба. Определить их можно, используя следующие статьи сайта:

  • калькулятор по сбору нагрузок на балку перекрытия;
  • пример сбора нагрузок на балку перекрытия;
  • пример сбора нагрузок на стропила.

Fmax — максимально допустимый прогиб, подбираемой по таблице E.1 СНиПа «Нагрузки и воздействия», в зависимости от вида конструкции. Некоторые значения этого показателя приведены в таблице 1.

Количество труб — чаще всего здесь выбирается «одна», но если есть потребность в ее усилении путем укладки трубы того же профиля рядом, то необходимо указать «две».

Расчетное сопротивление Ry— данный параметр зависит от марки стали. Основные значения этого показателя приведены в таблице 2.

Размер трубы — здесь необходимо определиться с ГОСТом (8645-68 или 30245-2003) и размером трубы. При желании можно выбрать профиль по обоим этим стандартам одновременно, а в результатах сравнить значения.

Как варить горизонтальный шов

Горизонтальный шов на вертикальной плоскости можно вести как справа-налево, так и слева-направо. Разницы нет никакой, кому как удобнее, тот так варит. Как при сваривании вертикального шва, ванна будет стремиться вниз. Потому угол наклона электрода достаточно большой. Его подбирают в зависимости от скорости движения и параметров тока. Главное, чтобы ванна оставалась на месте.

Сварка горизонтальных швов: положение электрода и движения
Сварка горизонтальных швов: положение электрода и движения

Если металл стекает вниз, увеличивайте скорость движения, меньше прогревая металл. Еще один способ — делать отрывы дуги. За эти короткие промежутки металл немного остывает и не стекает. Также можно немного снизить силу тока. Только все эти меры применяйте поэтапно, а не все сразу.

В видео ниже показано, как правильно сваривать металл в горизонтальном положении. Вторая часть ролика о вертикальных швах.

Как сделать правильные расчеты

Расчет профильной трубы на прогиб – это определение степени максимального напряжения на конкретную точку трубы.

У каждого материала существуют показатели нормального напряжения. Они не влияют на само изделие. Чтобы правильно сделать расчеты, следует применить специальную формулу. Нужно следить за тем, чтобы показатели не превышали максимально допустимые значения. По закону Гука возникающая сила упругости прямо пропорциональна деформации.

При расчете изгиба необходимо также применять и формулу напряжения, которая выглядит как М/W, где М – показатель изгиба по оси, на которую и приходится усилие, а вот W – это показатель сопротивления изгиба по этой же оси.

Какой может быть максимальная нагрузка на опору из стальной трубы?

Во многих несущих конструкциях труба играет роль элемента, без которого невозможно соорудить каркас . Помимо этого, изделия удобно использовать при устройстве различных перегородок. Важным преимуществом продукции является то, что она подходит как для временного, так и постоянного применения. Именно поэтому зачастую трубы используют в качестве надежных опор для аппаратуры, вспомогательного оборудования.

https://www.youtube.com/watch?v=eNo05v10ToM

Эксплуатация трубы в качестве несущего элемента объясняется тем, что данное изделие отличается:

  • высокой прочностью на сдавливание и разрыв;
  • невосприимчивостью к вибрациям;
  • достаточной упругостью;
  • пригодностью к многократному применению;
  • доступной ценой;
  • простотой монтажа.

Для достижения таких преимуществ от использования необходимо верно определить несущую способность, то есть выполнить расчет нагрузки, которую может выдержать опора из стальной трубы для навеса, ВЛ, оборудования и т. д.

Медные трубы

Медь относится к более мягким материалам, чем сталь, ее также удобно гнуть при нагревании или с помощью засыпанного внутрь песка. Можно также использовать для изгибания бытовой заменитель дорна — стальную пружину с плотными толстыми витками и сечением чуть меньше обрабатываемой детали.

При проведении работ элемент вставляется внутрь и находится в точке, где производится деформация, а после проведения необходимых операций легко извлекается наружу. Но намного проще изгибать медные трубы специальным пружинным трубогибом (данные изделия можно приобрести в торговой сети), которые эффективны на коротких трассах и работают за счет равномерного распределения прилагаемого усилия на поверхность. Пружинное устройство работает следующим образом:

  1. Пружина одевается поверх трубы в нужное место, после чего ее вручную изгибают вместе с трубой.
  2. При дальнейшем изгибании пружину перемещают и производят загиб в другой точке.
  3. По завершении операции пружинный сегмент легко извлекается наружу без применения подсобных средств.

Другой популярный материал – алюминий, проще изгибать с нагреванием горелкой.

Рис. 12 Как гнут трубы без станка из алюминия

Методы сгибания труб и их преимущества

Сгибание труб является технологией, где нужный поворот в направлении трубопроводной линии создается путем физического воздействия на заготовку, метод имеет следующие преимущества:

  • Уменьшенная металлоемкость, в магистрали отсутствуют переходные фланцы, муфты и патрубки.
  • Пониженные трудозатраты при монтаже трубопроводов по сравнению со сварными соединениями.
  • Низкие гидравлические потери из-за неизменного профильного сечения.

Рис. 3 Дорны для трубогибов

  • Неизменная структура металла, его физические и химические параметры по сравнению со сваркой.
  • Высокое качество герметизации, линия имеет однородную структуру без разрывов и стыков.
  • Эстетичный внешний вид магистрали

Существуют две основных технологии гибки — горячая и холодная, приспособления и методы можно разбить на следующие категории:

  1. По типу физического воздействия трубогибный агрегат может быть ручной и электрический с механическим или гидравлическим приводом.
  2. По технологии сгибания — дорновые (гиб при помощи специальных внутренних протекторов), бездорновые, и вальцовочные установки с роликами.
  3. По профилю — установки для металлопропрофильных прямоугольных или круглых изделий.

Рис. 4 Горячие способы гибки труб

Непровар

Одна из ошибок, которые допускают начинающие сварщики: непровар
Одна из ошибок, которые допускают начинающие сварщики: непровар

Этот дефект состоит в неполном заполнении стыка деталей. Этот недостаток необходимо корректировать, так как он влияет на прочность соединения. Основные причины:

  • недостаточный сварочный ток;
  • высокая скорость движения;
  • недостаточная подготовка кромок (при сварке толстых металлов).

Устраняется корректированием тока и уменьшением длины дуги. Подобрав правильно все параметры, от такого явления избавляются.

О выборе инверторного сварочного аппарата для дома и дачи читайте тут. 

Нижнее прессование:

При нижнем прессовании, пуансон прижимает металлический лист к поверхности матрицы, поэтому угол матрицы определяет конечный угол заготовки. Внутренний радиус скошенного листа зависит от радиуса матрицы.

По мере сжатия внутренней линии требуется все большее усилие для дальнейшего манипулирования ею. Нижнее прессование позволяет приложить это усилие, так как конечный угол задан заранее. Возможность приложить большее усилие уменьшает пружинящий эффект и обеспечивает хорошую точность.

Экспериментально доказано, что внутренний радиус составляет около 1/6 ширины проема, что означает, что уравнение выглядит следующим образом: ir = V/6.

Подрез

Этот дефект — канавка вдоль шва на металле. Обычно возникают при слишком длинной дуге. Шов становится широким, температуры дуги для прогрева не хватает. Металл по краям быстро застывает, образуя эти канавки. «Лечится» боле короткой дугой или корректировкой силы тока в большую сторону.

Подрез в угловом соединении
Подрез в угловом соединении

При угловом или тавровом соединении подрез образуется из-за того, что электрод больше направлен на вертикальную плоскость. Тогда металл стекает вниз, снова образуется канавка, но уже по другой причине: слишком сильном нагреве вертикальной части шва. Устраняется снижением силы тока и/или укорочением дуги.

Положение в пространстве

Кроме разных типов соединений швы могут по-разному располагаться в пространстве. Бывают они в нижнем положении. Для сварщика это самый комфортный. Так проще всего контролировать  сварную ванну. Все остальные положения — горизонтальный, вертикальный и потолочный шов — требуют определенных знаний техники сварки (о том, как варить такие швы читайте ниже).

Виды сварных швов по положению в пространстве: вертикальный горизонтальный, потолочный
Виды сварных швов по положению в пространстве: вертикальный горизонтальный, потолочный

Поры и наплывы

Поры выглядят как небольшие отверстия, которые могут группироваться в цепочку или быть раскиданы по всей поверхности шва. Являются недопустимым дефектом, так как значительно снижают прочность соединения.

Поры появляются:

  • при недостаточной защите сварной ванны  чрезмерном количестве защитных газов (электроды низкого качества);
  • сквозняке в зоне сварки, который отклоняет защитные газы и кислород попадает к расплавленному металлу;
  • при наличии загрязнений и ржавчины на металле;
  • недостаточной разделке кромок.

Наплывы появляются при сварке с присадочными проволоками при неправильно подобранных режимах и параметрах сварки. Представляют собой затекший металл, который не соединился с основной деталью.

Основные дефекты сварных швов
Основные дефекты сварных швов

Пределы радиусов изгиба труб

Руководствуясь госстандартами, трубы должны иметь минимальный радиус изгиба (детальнее: «Какой радиус гиба труб можно получить при помощи разных типов трубогибов»). При осуществлении сгибания при помощи нагрева трубы, заполненной песком, внешнее сечение трубы должно быть как минимум 3,5 DN. При изменении формы трубы на трубогибочной установке без использования нагрева – более 4DN.

При прогреве газовой горелкой или в печи, чтобы складки образовывались наполовину, величина должна равняться 2,5 DN. В случае потребности в получении сильного сгиба, например для систем с согнутыми канализационными отводами, которые изготавливаются способом горячей протяжки или штамповкой – более 1 DN.

Труба может иметь и меньшую величину сгиба. Тем не менее, допускать это можно лишь в том случае, если трубы изготавливались при технологии, когда их стенки утончаются на 15 % от всей толщины.

Все расчеты на прочность трубы при изгибе должны осуществляться с максимальной ответственностью.

Проверьте плоский шаблон:

Следует помнить о том, что время от времени нужно переключать вид CAD на плоский шаблон. В этом есть много плюсов. Во-первых, если вы увлечетесь фланцами, в итоге может получиться что-то, что не может существовать в плоской схеме. А то, что не может существовать в плоской схеме, не может существовать и в любой другой.

Измерьте макет. Возможно, вы сможете скорректировать конструкцию для оптимальной посадки. Старайтесь не брать лист большего размера, если меньший размер находится в пределах досягаемости. Может быть, вы сможете уместить 2 детали на одном листе, если просто убавите несколько миллиметров? Это отразится на окончательной цене проекта.

Прожог

https://www.youtube.com/watch?v=n3DtsW-YPQg

Это сквозное отверстие в сварном шве. Основные причины:

  • чересчур большой ток сварки;
  • недостаточная скорость движения;
  • слишком большой зазор между кромками.
Так выглядит прожог шва при сварке
Так выглядит прожог шва при сварке

Способы исправления понятны — пробуем подобрать оптимальный сварной режим и скорость движения электрода.

Радиус гиба труб: размеры, материалы и особенности

Труба является просто незаменимым изобретением человека. Без нее не обходится ни одна техника, строительство и комфортное проживание. Трубы несут в наш дом воду и газ, отводя при этом все ненужные стоки. На производстве они также являются неотъемлемыми элементами для полноценного функционирования. Но при применении труб не всегда обходятся простым прямым прокладыванием.

Они имеют изгибы и повороты. Все это делается для того, чтобы максимально комфортно расположить их для потребителя, и создать коммуникации со всеми удобствами. Для сгибания труб применяют специальные приспособления, и делать это можно даже вручную. Применяемый метод зависит от материала и диаметра. Рассмотрим, какой же бывает радиус гиба труб, и все особенности этого процесса.

Расчет допуска на изгиб:

Допустим, у вас есть деталь, похожая на ту, что на изображении выше – у нее прямая ножка 20 мм и другая 70 мм. Угол изгиба составляет 90°, толщина листа – 5 мм, а внутренний радиус – 6 мм. Мы хотим узнать конечную длину детали. Во-первых, мы должны начать с коэффициента k:

Другой способ определения коэффициента k – следовать “правилу большого пальца”. Просто выберите коэффициент k в соответствии с вашим материалом из приведенной ниже таблицы. Это дает достаточно точные результаты для большинства случаев.

Теперь мы можем перейти к припускам на изгиб:

Для получения окончательной длины мы просто прибавляем две длины ног к припуску на подгибку:

Ротационная гибка:

Другой способ – ротационная гибка, она имеет большое преимущество перед гибкой вытеснением или V-образной гибкой – она не царапает поверхность материала. На самом деле, существуют специальные полимерные инструменты, позволяющие избежать каких-либо следов от инструмента, не говоря уже о царапинах. Ротационные гибочные станки также могут сгибать более острые углы, чем 90 градусов. Это очень помогает с общими углами.

Наиболее распространенный метод – с двумя валками, но есть также варианты с одним валком. Этот метод также подходит для производства U-образных каналов с близко расположенными фланцами, так как он более гибкий, чем другие методы.

Ручные трубогибы

Ручной трубогиб применяется при гибке материалов небольшого диаметра. В данном устройстве можно легко согнуть трубы из цветных металлов и нержавейки. Принцип работы этого устройства заключается в том, что вставив один конец в специальный зажим, нужно начинать крутить ручку.

Проводя эту процедуру, труба будет проходить между вальцами, и таким образом создается нужный поворот. При проведении этой процедуры рекомендуется придерживаться ГОСТ, в котором указано, что минимальные радиусы гибки для труб из чистых цветных металлов и нержавейки обязательно должен составлять:

  1. если диаметр меньше 20мм – не менее 2,5D;
  2. если диаметр больше 20мм – 3,5D и больше.

Сварка вертикальных швов

Во время сваривания деталей, находящихся в вертикальном положении, расплавленный металл под действием силы тяжести сползает вниз. Чтобы капли не отрывались, используют более короткую дугу (кончик электрода находится ближе к сварной ванне). Некоторые мастера, если позволяют электроды (не залипают), вообще их опирают на деталь.

Подготовка металла (разделка кромок) проводится в соответствии с типом соединения и толщиной свариваемых деталей. Затем их фиксируют в заданном положении, соединяют с шагом в несколько сантиметров короткими поперечными швами  — «прихватками». Эти швы не дают деталям смещаться.

Вертикальный шов можно варить сверху-вниз или снизу-вверх. Удобнее работать снизу-вверх: так дуга толкает сварную ванну вверх, препятствуя ее опусканию вниз. Так проще сделать качественный шов.

Как варить вертикальный шов снизу-вверх: положение электрода и возможные движения
Как варить вертикальный шов снизу-вверх: положение электрода и возможные движения

Выполнять соединение деталей в вертикальном положении можно с отрывом дуги. Для начинающих сварщиков это может быть более удобным: за время отрыва металл успевает остыть. При таком способе можно даже опирать электрод на полочку сварного кратера. Так проще. Схема движений практически такая же, как без отрыва: из стороны в сторону, петельками или «коротким валиком» — вверх-вниз.

Как варить вертикальный шов с отрывом смотрите в следующем видео. В этом же видеоуроке показывается влияние силы тока на форму шва. В общем случае ток должен быть на 5-10 А меньше рекомендованного для данного типа электрода и толщины металла. Но, как показано в видео, это не всегда справедливо и определяется экспериментально.

Иногда варят вертикальный шов сверху-вниз. В этом случае при розжиге дуги  держите электрод перпендикулярно к свариваемым поверхностям. После розжига в таком положении прогрейте металл, потом опустите электрод и варите уже в таком положении. Сварка вертикального шва сверху-вниз не очень удобна, требует хорошего контроля сварной ванны, но и таким способом можно добиться неплохих результатов.

Как варить вертикальный шов сверху-вниз: положение электрода и движения его кончика
Как варить вертикальный шов электросваркой сверху-вниз: положение электрода и движения его кончика

Сварка угловых швов

При сварке угловых швов необходимо следить за положением и движением электрода. У вас должен получаться шов с равномерным заполнением. Проще это реализовать, если выставить детали для сварки «в лодочку», но такое получается не всегда.

Если нижняя плоскость расположена горизонтально, часто получается так, что на вертикальной плоскости, а также в самом углу металла мало: он стек вниз. Это происходит, если в вершине угла электрод находится меньше времени, чем возле боковых его поверхностей.

Чтобы избежать появления этого дефекта дугу разжигают на горизонтальной поверхности (в точке «А»), двигая электрод к вертикальной поверхности, затем круговым движением возвращют его на место. Когда электрод находится над стыком, он имеет наклон 45°, по мере его продвижения вверх угол чуть уменьшается (рисунок на картинке слева), при переходе на горизонтальную поверхность, угол увеличивается. При такой технике шов будет заполненным равномерно.

Сварка углового шва - положение и движение электрода
Сварка углового шва — положение и движение электрода

При сварке угловых соединений следите еще и за тем, чтобы время нахождения электрода во всех трех точках (по сторонам и в центре) было одинаковым.

О выборе электродов для инверторных сварочных аппаратов читайте тут.

Свойства сгибаемого металла

Металл имеет свою точку сопротивления, как максимальную, так и минимальную.

Максимальная нагрузка на конструкцию приводит к деформациям, ненужным изгибам и даже изломам. При расчетах обращаем внимание на вид трубы, сечение, размеры, плотность, общие характеристики. Благодаря этим данным известно, как поведет себя материал под воздействием факторов окружающей среды.

Учитываем, что при давлении на поперечную часть трубы напряжение возникает даже в точках, удаленных от нейтральной оси. Зоной наиболее касательного напряжения будет та, которая располагается вблизи нейтральной оси.

Во время сгибания внутренние слои в согнутых углах сжимаются, уменьшаются в размерах, а наружные слои растягиваются, удлиняются, но средние слои сохраняют и после окончания процесса первоначальные размеры.

Соединение внахлест

Этот тип соединения используется при сварке листового металла толщиной до 8 мм. Проваривают его с двух сторон, чтобы между листами не попала влага и не было коррозии.

При выполнении шва внахлест, необходимо правильно выбрать угол наклона электрода. Он должен быть порядка 15-45°. Тогда получается надежное соединение. При отклонении в ту или другую сторону основная масса расплавленного металла находится не на стыке, а в стороне, прочность соединения значительно снижается или детали остаются вовсе не соединенными.

Как правильно держать электрод при сварке внахлест
Как правильно держать электрод при сварке внахлест (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Стальные трубы

Сталь относится к довольно жестким и прочным материалам, с большим трудом поддающимся деформации, основным методом изменения ее конфигурации является сгиб в нагретом состоянии с наполнителем при одновременном физическом воздействии. Для труб из тонкостенной нержавейки для получения длинного участка с небольшим радиусом изгиба применяют следующую технологию:

  1. Устанавливают заготовку вертикально, закрывают ее с одного конца пробкой и внутрь засыпают очень мелкий сухой песок, после полного заполнения вставляют пробку с другой стороны.
  2. Находят трубу или низкий вертикальный столб нужного диаметра и жестко закрепляют трубный конец на его поверхности.
  3. Оборачивают деталь вокруг трубной оси, поворачивая шаблон или обходя его вокруг.
  4. После навивки освобождают конец и извлекают изогнутую деталь из шаблона, снимают пробки и высыпают песок.

Рис. 11 Как получают нужный радиус гиба трубы из меди

Стыковое соединение (шов встык)

Шов встык в сварке используется при соединении листового металла или торцов труб. Детали укладывают так, чтобы между ними был зазор в 1-2 мм, по возможности жестко фиксируют струбцинами. В процессе сварки зазор заполняется расплавленным металлом.

Тонкий листовой металл — до 4 мм толщиной — сваривается без предварительной подготовки (зачистка ржавчины не в счет, она обязательна). В этом случае варят только с одной стороны. При толщине деталей от 4 мм, шов может быть одинарным или двойным, но требуется заделка кромок одним из представленных на фото способом. 

Типы подготовки деталей при сваривании встык
Типы подготовки деталей при сваривании встык 
  • При толщине детали от 4 мм до 12 мм, шов может быть одинарным. Тогда края зачищают любым из способов. Удобнее при толщине до 10 мм делать одностороннюю подготовку, а более толстые детали зачищают чаще в виде буквы V. U-образная зачистка сложнее в выполнении, потому используется реже. Если требования к качеству сварки повышенные, при толщине более 6 мм необходима зачистка с двух сторон и двойной шов — с одной и с другой стороны.
  • При сварке металла толщиной от 12 мм встык, точно необходим двойной шов, прогреть такой слой с одной стороны невозможно. Обрезка кромок двухсторонняя, в виде буквы Х. Использовать при такой толщине  V или U образные зачистки кромок невыгодно: для их заполнения требуется в несколько раз больше металла. Из-за чего увеличивается расход электродов и значительно снижается скорость сварки.
Разделка кромок металла при соединении деталей встык
Разделка кромок металла при соединении деталей встык (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Если все-таки решено металл большой толщины варить с односторонней разделкой, заполнять шов нужно будет в несколько проходов. Такие швы называют многослойными. Как в этом случае варить шов показано на рисунке ниже (цифрами обозначен порядок укладки слоев металла при сварке).

О сварке тонкого металла инверторным сварочным аппаратом читайте тут.

Как варить стыковой шов: однослойный и многослойные
Как варить стыковой шов: однослойный и многослойные (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Тавровое и угловое соединение

Тавровое соединение в сварке представляет собой букву «T», угловое — букву «Г». Тавровое соединение может быть с одним швом или двумя. Кромки также могут разделывать или нет. Необходимость разделки кромки зависит от толщины свариваемых деталей и количества швов:

  • толщина металла до 4 мм, шов одинарный — без обработки кромок;
  • толщина от 4 мм до 8 мм — без обработки кромок шов двойной;
  • от 4 мм до 12 мм  — одинарный шов с разделкой с одной стороны;
  • от 12 мм кромку спиливают с двух сторон, и шва делают тоже два.
Типы сварных швов: тавровое соединение с разделкой (обрезкой) кромок и без
Типы сварных швов: тавровое соединение с разделкой (обрезкой) кромок и без

Угловой шов можно рассматривать как часть таврового. Рекомендации тут точно такие же: тонкий металл можно сваривать без разделки кромок, для большей толщины приходится снимать часть с одной или двух сторон.

Как подготавливать металл для углового соединения (с одни или двумя швами)
Как подготавливать металл для углового соединения (с одни или двумя швами)

Угловые и тавровые стыки иногда приходится варить с обоих сторон (два шва). Чтобы правильно варить такой шов, детали поворачивают так, чтобы металлические плоскости находились под одинаковым углом. На фото этот способ подписан «в лодочку». Так проще рассчитывать движения электрода, особенно новичку с сварке.

Как варить шов: "в лодочку" и при соединении металлов разной толщины
Как варить шов: «в лодочку» и при соединении металлов разной толщины

При соединении тонкого и толстого металла угол наклона электрода должен быть другим — порядка 60° к более толстой детали. При таком положении большая часть прогрева придется на него, тонкий металл не прогорает, что может случиться, если угол наклона будет 45°.

Технологический процесс изгиба

Гнутье создает в стенках металла определенную степень напряжения. На наружном участке получается растягивающее напряжение, а на внутреннем – сжимающее. Благодаря этим воздействиям изменяется наклон оси.

В процессе изгиба на согнутом месте меняется форма поперечного сечения. В результате кольцевой профиль приобретает овальную форму. Более четкая форма овала просматривается на середине прогиба, а вот к концу и к началу деформация понижается.

Для труб с сечением до 20 мм овальность в деформированном месте не должна превышать 15 %. Для труб с сечением 20 и больше – 12,5%.

Обратить внимание следует на то, что на вогнутом месте у тонкостенной продукции могут возникнуть складки. Они, в свою очередь, негативно сказываются на функционировании системы (снижают проходимость рабочей среды, повышают уровень гидравлического сопротивления, степень засорения).

Технология выполнения изгиба

В процессе гнутья в металле возникают определенные показатели напряжения. С внешней стороны образуется растягивающее напряжение, а изнутри – напряжение сжатия. В момент таких взаимодействий меняется изгиб оси.

Во время изгибания в согнутом отрезке изменяется форма поперечного сечения. В итоге профиль в виде кольца изменяет свою форму на овальную. Самый четкий овал можно наблюдать посередине прогиба. Деформация снижается в начале и конце прогиба.

У труб, имеющих диаметр не более 20 мм, овальность на отрезке, подвергающемся деформации, должна быть не более 15 %. А для труб с диаметрами равными или более 20 мм – 12,5 %.

Стоит отметить, что изнутри изгиба, где происходит деформация сжатия, могут появляться складки. Данный факт, как правило, отрицательно сказывается на корректной работе системы, так как складки снижают проходимость труб, увеличивают величину гидравлического сопротивления и уровень засорения.

Формулы и другие данные для получения расчетов

Для проведения расчетов на прогиб, выясняем длину детали.

Получить ее можно по следующей формуле:

  • R – радиус изгиба, измеряемый в миллиметрах;
  • α – угол;
  • І – ровный отрезок в 100/300, нужный для захвата изделия (при оперировании инструментом).

Проводя расчеты для профильной трубы нужно учесть размер элемента, подлежащего сгибанию.

Для этого нужно провести расчеты по такой формуле:

  • π – 3,14;
  • α – угол изгиба;
  • R – радиуса (измеряется в миллиметрах);
  • DH – наружное сечение трубы.

Минимально допустимые градусы для изгиба труб из меди и латуни можно найти в соответствующих таблицах. Все данные отвечают ГОСТам № 494/90 и № 617/90. Дополнительно в них можно найти величины наружных сечений, минимальные статично свободные отрезки.

Присутствует также таблица, которая поможет провести расчеты трубы на изгиб – в ней находятся данные по стальным трубам, которые соответствуют ГОСТу № 3262/75.

Для недопущения недочетов в расчетах нужно также учитывать сечение и толщину стенок.

Характеристики металла для гибки

Любому металлу присуща своя точка сопротивления, то есть максимальная и минимальная нагрузка, которую он может выдержать.

Если оказать на металл слишком большое давление, это может спровоцировать деформацию, ненужные прогибы или надломы в профиле. Выполняя расчет на изгиб трубы, необходимо учитывать такие важные характеристики как плотность металла, размеры и диаметр профильных или круглых труб, а также ряд других параметров.

Обратите внимание, что напряжение будет возникать не только непосредственно в месте прогиба профильной трубы, но и на удаленных от центра сгиба участках. Высшее касательное напряжение будет наблюдаться именно в области центральной оси сгиба.

В процессе гибки трубы происходит сжатие внутреннего слоя металла, он становится меньше, а внешний слой, напротив, увеличивается за счет растяжения. А вот центральный слой металла остается неизменным, сохраняет исходные параметры, обеспечивая тем самым прочность трубы.

Холодные и горячие трещины

Горячие трещины появляются в процессе остывания металла. Могут быть направлены вдоль или поперек шва. Холодные появляются уже на холодном шве в тех случаях, когда нагрузки для этого типа шва чересчур велики. Холодные трещины ведут к разрушению сварного соединения. Эти недостатки лечатся только повторной сваркой. Если недостатков слишком много, шов срезают и накладывают повторно.

Холодные трещины ведут к разрушению изделия
Холодные трещины ведут к разрушению изделия

Техника сварки инверторным аппаратом описана тут. 

Чеканка:

Раньше чеканка монет была гораздо более распространена. Это был практически единственный способ получить точные результаты. Сегодня техника настолько хорошо контролируема и точна, что такие методы больше не используются.

Чеканка при гибке дает точные результаты. Например, если вы хотите получить угол в 45 градусов, вам понадобятся пуансон и матрица с точно таким же углом. Не о чем беспокоиться.

Почему? Потому что штамп проникает в лист, вдавливая углубление в заготовку. Это, наряду с большим усилием (примерно в 5-8 раз больше, чем при частичной гибке), гарантирует высокую точность. Проникающий эффект также обеспечивает очень маленький внутренний радиус изгиба.

Еще интересные статьи о бумаге:
Adblock
detector