يعد تحويل الأنابيب المستديرة إلى أنابيب مربعة عملية معالجة معدنية شائعة، تعتمد على مرونة المواد المعدنية لتغيير شكل المقطع العرضي- للأنبوب مع ضمان سلامته الهيكلية وأدائه.تشمل الطرق الأساسية بشكل رئيسي السحب على البارد، وتشكيل اللف (البثق)، والدرفلة على الساخن،وهي مناسبة للمواصفات المختلفة ومتطلبات الدقة ومقاييس الإنتاج. يوجد أدناه دليل تفصيلي-بخطوة-، بما في ذلك الإعداد والتشغيل الأساسي والمعالجة اللاحقة- والاحتياطات الأساسية.
1. الاستعدادات قبل المعالجة
التحضير المناسب هو الأساس لضمان جودة الأنابيب المربعة، بما في ذلك اختيار المواد وفحص المعدات ومعالجة السطح، مما يؤثر بشكل مباشر على تأثير التشكيل ومتانة المنتج.
1.1 اختيار المواد والتفتيش
ليست كل الأنابيب المستديرة مناسبة للتحويل إلى أنابيب مربعة؛ يجب أن تتمتع المادة بمرونة جيدة لتجنب التشقق أثناء عملية التشوه. تشمل المواد شائعة الاستخدام ما يلي:
- الفولاذ الكربوني: مثل الفولاذ 20#، وQ235 (أي ما يعادل ASTM A36) وQ355 (أي ما يعادل EN 10219 S355)، وهي فعالة من حيث التكلفة -وتتميز بقابلية جيدة للتشوه، ومناسبة للاستخدام الهيكلي العام.
- سبائك فولاذية منخفضة-: مع قوة أعلى من الفولاذ الكربوني العادي، فهي مناسبة لسيناريوهات تحمل الأحمال-مثل الجسور والآلات الثقيلة.
- الفولاذ المقاوم للصدأ: مثل 304 و316، والتي تم اختيارها للبيئات المقاومة للتآكل-، إلا أن صعوبة المعالجة والتكلفة مرتفعة نسبيًا.
- متطلبات الفحص: فحص الأنبوب الدائري بحثًا عن عيوب السطح (مثل الشقوق والندبات والخدوش)، وقياس قطره الخارجي، وسمك الجداروالاستقامة للتأكد من أنها تلبي متطلبات المعالجة. يجب أن يكون سمك جدار الأنبوب الدائري موحدًا، ويجب ألا يتجاوز الانحراف ±10% (بالرجوع إلى المتطلبات ذات الصلة للمعيار EN 10255 للأنابيب الفولاذية غير -).
1.2 إعداد المعدات والأدوات
تختلف المعدات المستخدمة وفقًا لطريقة التشكيل، ويجب تعديل الأدوات الرئيسية مسبقًا-لضمان التشغيل المستقر:
- للسحب على البارد: آلة الرسم على البارد، قالب مربع (يطابق حجم الأنبوب المربع المستهدف)، مادة تشحيم (لتقليل الاحتكاك وتجنب الخدوش السطحية)، فرن التلدين (لتخفيف الضغط المتوسط).
- لتشكيل اللف: بكرات تشكيل متعددة المجموعات، مطحنة أسطوانية، جهاز تحجيم، نظام نقل. تحتاج الأسطوانات إلى تعديلها وفقاً لحجم الأنبوب الدائري والأنبوب المربع المستهدف، ويمكن لبعض خطوط الإنتاج المتقدمة تحقيق التعديل عبر الإنترنت دون تغيير الأسطوانات.
- للدلفنة على الساخن: فرن التسخين (لتسخين الأنبوب الدائري إلى درجة حرارة تشوه البلاستيك)، مطحنة الدرفلة المربعة/المستطيلة، جهاز التبريد، آلة التقويم.
1.3 المعالجة السطحية للأنابيب المستديرة
قبل التشكيل، يجب تنظيف سطح الأنبوب الدائري لإزالة الأكاسيد والصدأ وبقع الزيت والشوائب الأخرى، والتي يمكن أن تمنع عيوب السطح (مثل الخدوش والحفر) أثناء المعالجة وضمان جودة سطح التشكيل:
- التخليل: انقع الأنبوب الدائري في محلول حمضي لإزالة الأكاسيد السطحية؛ شطف بالماء النظيف بعد التخليل لتجنب تآكل بقايا الحمض.
- التلميع (اختياري): بالنسبة للأنابيب المربعة-عالية الدقة، قم بتلميع سطح الأنبوب الدائري لجعله ناعمًا، مما يقلل الاحتكاك أثناء التشكيل.
- التشحيم: ضع مادة التشحيم بالتساوي على سطح الأنبوب الدائري (مهم بشكل خاص للسحب البارد)، مما يقلل من تآكل القالب/البكرات والأنبوب الدائري، ويحسن كفاءة التشكيل.
2. طرق التشكيل الأساسية (خطوة-بواسطة-عملية الخطوة)
يعتمد اختيار طريقة التشكيل على حجم الأنبوب الدائري، ومتطلبات الدقة للأنبوب المربع، وحجم الإنتاج. فيما يلي الطرق الثلاث الأكثر استخدامًا، مع خطوات التشغيل التفصيلية وخصائصها.
الطريقة الأولى: الرسم البارد (مناسب للمواصفات الصغيرة والمتوسطة، والدقة العالية)
الرسم البارد هو الطريقة الأكثر استخدامًا لتحويل الأنابيب المستديرة إلى أنابيب مربعة، والتي يمكن أن تحقق دقة أبعاد عالية وزوايا حادة، ومناسبة للآلات الدقيقة والأثاث وغيرها من المجالات التي تتطلب مظهرًا ودقة عالية. خطوات العملية هي كما يلي:
- تلدين الأنابيب الدائرية: ضع الأنبوب الدائري المنظف في فرن التلدين، وقم بتسخينه إلى 600-700 درجة (اعتمادًا على المادة)، واحتفظ به دافئًا لفترة معينة، ثم قم بتبريده ببطء. يمكن لهذه الخطوة التخلص من الضغط الداخلي للأنبوب الدائري، وتحسين مرونته، وتجنب التشقق أثناء الرسم.
- تركيب القالب وضبطه: قم بتثبيت القالب المربع المطابق لحجم الأنبوب المربع المستهدف (الطول × العرض × سمك الجدار) على آلة السحب البارد، واضبط موضع القالب لضمان محاذاة الخط المركزي للقالب مع الخط المركزي للأنبوب الدائري، وتكون الفجوة بين القالب والأنبوب الدائري معقولة (لضمان سمك جدار موحد للأنبوب المربع).
- التغذية والسحب: أدخل أحد طرفي الأنبوب الدائري المشحم في القالب المربع، ثم ثبت نهاية الأنبوب الدائري بمشبك آلة السحب البارد، وابدأ تشغيل الآلة لسحب الأنبوب الدائري عبر القالب بسرعة موحدة. يجب التحكم في سرعة الرسم عند 1-5 م/دقيقة (يتم ضبطها وفقًا للمادة والمواصفات) لتجنب السرعة المفرطة التي تؤدي إلى خدوش السطح أو عدم تساوي سمك الجدار.
- رسم متعدد التمريرات (إذا لزم الأمر): بالنسبة للأنابيب المستديرة ذات التشوه الكبير (مثل تحويل أنبوب دائري كبير القطر- إلى أنبوب مربع صغير الحجم-)، لا يمكن أن يفي الرسم الفردي بالمتطلبات. من الضروري إجراء-رسم متعدد التمريرات وإجراء التلدين المتوسط بعد كل رسم للتخلص من تصلب المعالجة وضمان مرونة المادة. يجب ألا يتجاوز مقدار التشوه للتمرير الواحد 15% لتجنب الأضرار المادية.
- الفحص الأولي: بعد الرسم، أخرج الأنبوب المربع المشكل، وتحقق من حجمه الخارجي، وسمك الجدار وجودة السطح، واضبط القالب أو سرعة الرسم في الوقت المناسب إذا كانت هناك انحرافات.
- الخصائص: دقة عالية (يمكن التحكم في تفاوت الأبعاد ضمن ±0.2 مم)، زوايا حادة، سطح أملس، ولكن كفاءة إنتاج منخفضة وتكلفة عالية، غير مناسبة للإنتاج الضخم -على نطاق واسع.
الطريقة الثانية: تشكيل اللف (البثق) (مناسب للمواصفات الكبيرة والإنتاج الضخم)
يستخدم التشكيل باللف بكرات متعددة المجموعات- لضغط الأنبوب الدائري تدريجيًا إلى شكل مربع، وهو ما يتميز بمزايا السرعة العالية والكفاءة العالية والتكلفة المنخفضة، ومناسب للأنابيب المربعة ذات القطر الكبير-والأنابيب السميكة-المربعة الجدران وسيناريوهات الإنتاج الضخم مثل البناء والهندسة الإنشائية. خطوات العملية هي كما يلي:
- تعديل الأسطوانة: وفقًا للقطر الخارجي للأنبوب الدائري والحجم المستهدف للأنبوب المربع، قم بضبط موضع وفجوة كل مجموعة من بكرات التشكيل. تم تصميم الأسطوانات بأشكال انتقالية تدريجية (من دائرية إلى بيضاوية إلى مربعة)، مما يضمن تشوه الأنبوب الدائري تدريجيًا بدون تركيز إجهاد مفاجئ.
- التغذية: ضع الأنبوب الدائري النظيف والمشحم في المطحنة الأسطوانية، وتأكد من محاذاة الأنبوب الدائري مع الخط المركزي للأسطوانات لتجنب الانحراف أثناء التشكيل.
- التشكيل التدريجي: ابدأ تشغيل الطاحونة الأسطوانية، ويمر الأنبوب الدائري عبر بكرات المجموعات المتعددة- بالتناوب. تضغط كل مجموعة من البكرات على الأنبوب الدائري قليلًا، مما يؤدي تدريجيًا إلى تغيير المقطع العرضي الدائري -إلى مقطع عرضي مربع-. عدد الأسطوانات عادة ما يكون من 4 إلى 8 مجموعات، ويتم التحكم في كمية التشوه لكل تمريرة ضمن نطاق معقول لتجنب التشققات.
- التحجيم والتشكيل: بعد المرور عبر بكرات التشكيل، يدخل الأنبوب المربع إلى قسم التحجيم. تقوم بكرات التحجيم أيضًا بتصحيح حجم وشكل الأنبوب المربع لضمان أن الحجم الخارجي والانحراف القطري والاستقامة يلبي المتطلبات. تعتمد بعض خطوط الإنتاج المتقدمة طريقة تعديل المحاذاة غير الصحيحة لتحقيق التعديل عبر الإنترنت للمواصفات المختلفة دون تغيير الأسطوانات.
- القطع: وفقًا للطول المطلوب، استخدم آلة القطع (مثل المنشار الشريطي أو آلة القطع بالليزر) لقطع الأنبوب المربع المشكل إلى الحجم المحدد. يوصى باستخدام القطع بالليزر لتجنب تصلب الحواف الناتج عن القطع العادي.
- الخصائص: سرعة إنتاج سريعة (يمكن أن تصل سرعة العمل إلى عدة أمتار في الدقيقة)، وتكلفة منخفضة، ومناسبة للإنتاج على نطاق واسع-، ولكن الدقة أقل قليلاً من الرسم البارد، والزوايا مستديرة (زاوية R-كبيرة)، وهي غير مناسبة للمشاهد التي تتطلب زوايا حادة. عادة ما تكون الزاوية R- للأنبوب المربع النهائي أكبر من أو تساوي 1.5t (t هو سمك الجدار).
الطريقة الثالثة: الدرفلة على الساخن (مناسبة للأنابيب ذات القطر الكبير والسميكة-)
يشكل الدرفلة على الساخن الأنبوب الدائري إلى أنبوب مربع عند درجة حرارة عالية، وهو مناسب للأنابيب المستديرة ذات القطر الكبير والسميكة- والتي يصعب تشويهها في درجة حرارة الغرفة، مثل الأجزاء الهيكلية الكبيرة ومكونات الآلات الثقيلة. خطوات العملية هي كما يلي:
- تسخين الأنبوب الدائري: ضع الأنبوب الدائري في فرن التسخين وقم بتسخينه إلى 1100-1250 درجة (تعتمد درجة الحرارة المحددة على المادة)، وأبقه دافئًا لفترة معينة لضمان تسخين الأنبوب الدائري بالكامل بالتساوي ويصل إلى حالة التشوه البلاستيكي. يجب التحكم في تقلبات درجة الحرارة ضمن ±10 درجة لضمان أداء تشوه ثابت للمادة.
- التشكيل بالدرفلة: أخرج الأنبوب الدائري المسخن من الفرن وضعه بسرعة في مطحنة الدرفلة المربعة/المستطيلة. تستخدم مطحنة الدرفلة الدرفلة بدرجة حرارة عالية-لضغط الأنبوب الدائري إلى شكل مربع في تمريرة واحدة أو عدة تمريرات. يجب التحكم بدقة في سرعة التدحرج والضغط لتجنب سمك الجدار غير المتساوي أو التشققات الناتجة عن الضغط الزائد أو السرعة العالية جدًا.
- التبريد: بعد الدرفلة، يتم تبريد الأنبوب المربع عن طريق تبريد الهواء أو تبريد الماء. يجب التحكم في سرعة التبريد لتجنب الضغط الداخلي الناتج عن التبريد السريع. بالنسبة للمواد عالية القوة-، يلزم التبريد البطيء لضمان الخواص الميكانيكية للأنبوب المربع
