Mis on külmvaltsitud ERW toru tootmine ja standardid?

Külmvaltsitud elektritakistuskeevitatud (ERW) toru on tänapäevases tootmises üks enim kasutatavaid mehaaniliste torude vorme, kuid see on ka üks kõige sagedamini valesti mõistetavaid vorme. Ostjad kasutavad sageli "külmvaltsitud toru", "DOM-toru" ja "täppistoru" peaaegu vaheldumisi, kuigi tegelikult kirjeldab iga termin erinevat tootmisviisi, millel on erinevad tolerantsid, kulud ja ideaalsed rakendused. Selles juhendis kirjeldatakse, kuidas külmvaltsitud ERW toru tegelikult valmistatakse, mis eristab seda kuum-valtsitud ja tõmmatud-üle-südamiku (DOM) alternatiividest ning kuidas kaks tegelikku tööstust - autode konstruktsiooniehitus ja motospordi tootmine - on teinud läbimõeldud ja dokumenteeritud otsuseid, millist tüüpi torusid valida.

Elektritakistuskeevitus ise on identne olenemata sellest, kas sisendmaterjal on kuumvaltsitud- või külmvaltsitud-: terasriba juhitakse pidevalt rulli-moodustavasse liini, mis kõverdub järk-järgult ümaraks (või hiljem ruudu- või ristkülikukujuliseks) ristlõikeks ning kaks serva sulatatakse kokku, kasutades mehaanilist survet ja voolutugevust-. lisatakse täitemetall, nii et keevisõmbluse koostis ühtib põhiterasega. Erinev on sellesse liini söötmisriba.

Kuumvaltsitud{0}}riba töödeldakse kõrgel temperatuuril, terase ümberkristallimispunktist kõrgemal. See jahutab pinnal oleva veskikiviga ja sellel on väiksemad mõõtmete tolerantsid. Külmvaltsitud riba seevastu on pärast kuumvaltsimisetappi

See erinevus kandub otse valmis torusse. Külmvaltsitud ERW toru (tavaliselt toodetud ASTM A513 Type 2 järgi Põhja-Ameerikas) tuleb välja sirgem, märgatavalt siledama pinnaviimistlusega ning tihedama välis-läbimõõdu ja seina-paksuse tolerantsiga kui sama nimisuurusega kuum-ERW toru (tüüp 1). See on ka mõõdetavalt tugevam, otsene tulemus rafineeritud terastruktuurist, mitte keevisõmbluse kvaliteedi muutusest. Kompromiss on kulu: ekstra külm{9}}valtsimine lisab töötlemisetapi, nii et külmvaltsitud toru on tavaliselt kõrgema hinnaga kui samaväärse suurusega kuumvaltsitud toru.

Ostjad, kes hindavad torude valikuid, valivad tavaliselt nelja omavahel seotud, kuid erineva toote vahel ning nende segi ajamine on üks levinumaid - ja kulukamaid - hankimisvigu:

• Kuum-valtsitud ERW (tüüp 1):Kõige ökonoomsem variant. Parim, kui toru värvitakse, peidetakse koostu sisse või kasutatakse ainult konstruktsiooni-koormuse kandmiseks, kus pinnaviimistlus ja tihe tolerants ei oma tähtsust.
• Külmvaltsitud -ERW (tüüp 2):Keevitatud külmvaltsitud{0}}lindist. Tugevam, sirgem ja sujuvam kui tüüp 1, täpsema mõõtmete juhtimisega - selle juhendi teema.
• Joonistatud-Üle-südamiku (DOM, tüüp 5):Võtab -keevitatud toru (riba võib alata kas kuum- või külm-valtsina) ja külm-tõmbab selle seejärel läbi matriitsi sisemise torni kohal. See on eraldi, täiendav toiming, mis tehakse pärast keevitamist, mitte "külmvaltsitud" sünonüüm. DOM eemaldab sisemise keevisõmbluse ja saavutab grupi kõige tihedama ID-tolerantsi ja sujuvaima puuraugu kõrgeima hinnaga.
• Sujuvalt külm{0}}tõmmatud(CDS):Ei ole üldse keevitatud - moodustatud tahkest toorikust ja külm{1}}tõmmatud mõõtu ilma igasuguste õmblusteta. Kasutatakse siis, kui projekti spetsifikatsioon välistab kategooriliselt kõik keevitatud tooted.

Kasulik viis selle üle mõelda: külmvaltsitud ERW toru uuendabsisendmaterjalkeevisliini sisenemine; DOM uuendabtoru isepärast seda, kui see on juba keevitatud. Need kaks versiooniuuendust ei välista üksteist - külmvaltsitud ribasid saab kindlasti kasutada järgneva DOM-i toimingu lähtematerjalina -, kuid "külmvaltsitud" ja "DOM" vastavad erinevatele küsimustele ning ostutellimus, mis neid segab, on vale toote sagedane allikas.

Üks selgemaid tõelisi näiteid selle kohta, miks torude tootmismeetod on oluline, pärineb motospordi turvapuuride reguleerimisest, kus keevitatud torude ja tõmmatud torude eristamine ei ole akadeemiline - see on kirjutatud otse ohutuseeskirjadesse. Juhtorganid, sealhulgas FIA (Fédération Internationale de l'Automobile) ja Motorsport Australia, määravad kindlaks torude minimaalsed tüübid ja mehaanilised omadused, mis nõuavad tavaliselt külmtõmmatud õmblusteta (CDS) toru, mille minimaalne voolavuspiir on umbes 350 MPa, ning Põhja-Ameerika autospordis on DOM-torud laialdaselt aktsepteeritud alternatiivina, arvestades selle tüüpilist alust ja järjepidevat mehaanilist kasutust. SAE 1010, 1020 või 1026 süsinikteras).

Selle juhtumi teeb igale külmvaltsitud ERW-toru hindavale ostjale õpetlikuks eristamise põhjendus, mitte ainult reegel ise: regulaatorid tõmbavad tootmismeetodile range joone, sest sisemine keevisõmblus, teraline struktuur ja tõmbamisprotsess muudavad tõepoolest toru mehaanilist käitumist koormuse all - ning on selge, et lõplikud mehaanilised omadused ei sõltu siiski terase lõplikust klassist. Teisisõnu, isegi valdkonnas, kus vale torutüübi valimise panus on sõna otseses mõttes elu-ja-surm, on õige vastus ikkagi "sobitage toru tüüp ja klass insenerinõuetega", mitte "oletame, et kõige kallim variant on automaatselt kõige ohutum". See on sama distsipliin, mis peaks juhinduma mööblitootjast, masinaehitajast või tootmistsehhist, kes valib külmvaltsitud ERW toru palju vähem dramaatilise -, kuid siiski mõjuva - rakenduse jaoks.

Selle tootmisalase erisuse teine ​​tõeline dokumenteeritud rakendus pärineb autode kereehitusest. Kõrgtugeva{1}}kõrgtugeva terase (AHSS) tööstusjuhised kirjeldavad, kuidas täppis-keevitatud toru - rull-vormitud ja suletud kõrgsagedusliku-elektritakistuse või laserkeevitusega - on muutunud standardseks meetodiks torukujuliste konstruktsioonikomponentide tootmisel, mida kasutatakse kõigis kaasaegsetes sõidukite külgkonstruktsioonides, risttalades,7} kaitserauad, mootori alamraamid, vedrustushoovad ja pöördetalad.

Nendes juhistes dokumenteeritud inseneriloogika on otseselt asjakohane iga ostja jaoks, kes valib torutüüpide vahel: suletud torukujulised sektsioonid on jäigemad kui võrreldava kaaluga avatud kanaliga sektsioonid, mistõttu on autotööstus liikunud konstruktsioonikomponentide keevitatud torude poole, kus nii massi vähendamine kui ka jäikus on olulised. Mõnda neist rull--vormitud ja keevitatud torudest kasutatakse vormituna-, mille kinnitusklambrid on otse kinnitatud; teised toimivad eeltoorikuna järgneva hüdrovormimisoperatsiooni jaoks, mis muudab toru veelgi keerukamaks lõplikuks geomeetriaks. See peegeldab ülalkirjeldatud loogikat külmvaltsitud ERW torude söötmise kohta DOM-i toimingusse - suure jõudlusega-tootmise puhul, torutüüpe kasutatakse sageli edasise protsessi vahesisendina, mitte eraldiseisvate valmisosadena, ning arusaam, et tarneahela suhe on osa õige toote esmakordsest määramisest.

Kuna keevisõmblus on valmis toru mehaaniline omadus, mitte ainult tootmisartefakt, on õmbluse kvaliteedi kontroll see koht, kus toru kvaliteet kõige sagedamini laguneb. Akadeemilised uuringud ERW külmvaltsvormimise kohta -, sealhulgas simulatsiooniuuringud erinevate rullide paigutuste ja uimede -läbipääsurulliprofiilide konstruktsioonide kohta - on näidanud, et kontaktrõhu jaotus ja deformatsioonimustrid vormimisetapis mõjutavad otseselt keevisõmbluse konsistentsi ja mõõtmete täpsust allavoolu. Praktikas tähendab see, et rulltööriistade disain, joondamine ja keevitusparameetrite juhtimine ei ole väikesed töödetailid; need on peamised muutujad, mis eraldavad ühtse kvaliteetse-toru torudest, millel on varjatud defektid, nagu mittetäielik sulandumine või mõõtmete triivimine.

Ostja jaoks tähendab see lühikest nimekirja küsimustest, mida tasub enne suure tellimuse esitamist küsida igalt külmvaltsitud ERW torude tarnijalt:

1. Milliseid mittepurustavaid katseid tehakse keevisõmblusele ja kas see on 100% kontroll või punktproovide võtmine?
2. Kas rulltööriistad kalibreeritakse ja kontrollitakse kindlaksmääratud ajakava alusel või ainult siis, kui probleemist teatatakse?
3. Kas veski saab esitada mõõtmete kontrollimise dokumente (läbimõõt, seina paksus, sirgus), mis on jälgitavad konkreetse tootmispartiiga, mitte ainult üldist spetsifikatsioonilehte?
4. Kas külmvaltsitud{0}}riba on pärit kvalifitseeritud ja järjepidevalt tarnijalt või sõltub see saadavusest?

Ükski neist küsimustest ei nõua eriteadmisi, kuid need eraldavad usaldusväärselt tõelise protsessijuhtimisega veskid neist, kes lihtsalt väidavad, et vastavad spetsifikatsioonile paberil.

• Sobitage ASTM-i tüüp oma tegeliku tolerantsi ja viimistlusnõudega.Kui toru on nähtav, kaetud või täpselt töödeldud, on tüüp 2 külmvalts tavaliselt õigustatud. Kui see peidetakse või värvitakse üle, teeb tüüp 1 kuumvaltsitud-sama ehitustööd sageli väiksema raha eest.
• Täpsustage klass, mitte ainult "külmvaltsitud".Tavalised klassid (1008, 1010, 1015, 1020) tasakaalustavad vormitavuse ja tugevuse - õige valik sõltub sellest, kas toru painutatakse, laiendatakse või laiendatakse allavoolu.
• Ärge arvake, et "külmvaltsitud" tähendab "DOM".Kui teie rakendus vajab võimalikult ranget ID-tolerantsi või randi-vaba avaga - hüdrosilindreid, määrab täppisvõll - selgesõnaliselt DOM-i, selle asemel, et eeldada, et standardne külmvaltsitud toru tagab sellise viimistluse.
• Küsige palju{0}}jälgitavaid kontrolliandmeid, mitte üldine kataloogi spetsifikatsioonileht, eriti -asjakohaste või suuremahuliste{1}}rakenduste jaoks.
• Kinnitage pinnatingimuste ühilduvusoma järgneva protsessiga (keevitamine, plaadistamine, värvimine) enne tellimuse kohaletoimetamist, kuna külmvaltsitud toru saabub tavaliselt valtsimisprotsessist tuleneva kerge õlijääkkattega.

Edasine Lugemine

AHSS-i juhised - Torude vormimine autotööstuses:https://ahssinsights.org/forming/tube-forming/tube-forming/

Tööstuslikud torud - CDS-i, DOM-i ja HFIW (ERW) rullkorpuse torude võrdlev analüüs:https://www.industrialtube.co.nz/rethinking-rull-puur-toru--võrdlev-analüüs-

Pro-Tööriistad - ERW, DOM ja torutüübi selgitaja:https://pro-tools.com/pages/what-am-i-painutus