Convertir tubos redondos en tubos cuadrados es un proceso común de procesamiento de metales, que se basa en la plasticidad de los materiales metálicos para cambiar la forma de la sección transversal-del tubo y, al mismo tiempo, garantizar su integridad estructural y su rendimiento.Los métodos principales incluyen principalmente estirado en frío, perfilado (extrusión) y laminado en caliente.que son adecuados para diferentes especificaciones, requisitos de precisión y escalas de producción. A continuación se muestra una guía detallada-paso-paso, que incluye la preparación, el funcionamiento principal, el pos-procesamiento y las precauciones clave.
1. Preparativos antes del procesamiento
Una preparación adecuada es la base para garantizar la calidad de los tubos cuadrados, lo que implica la selección de materiales, la inspección del equipo y el tratamiento de la superficie, lo que afecta directamente el efecto de formación y la durabilidad del producto.
1.1 Selección e inspección de materiales
No todos los tubos redondos son aptos para convertirlos en tubos cuadrados; El material debe tener buena plasticidad para evitar grietas durante el proceso de deformación. Los materiales comúnmente utilizados incluyen:
- Acero al carbono: como el acero 20#, Q235 (equivalente a ASTM A36) y Q355 (equivalente a EN 10219 S355), que son rentables-y tienen buena deformabilidad, adecuados para uso estructural general.
- Acero de baja-aleación: con mayor resistencia que el acero al carbono ordinario, es adecuado para escenarios de carga-como puentes y maquinaria pesada.
- Acero inoxidable: como 304 y 316, que se seleccionan para entornos-resistentes a la corrosión, pero la dificultad de procesamiento y el costo son relativamente altos.
- Requisitos de inspección: compruebe si el tubo redondo tiene defectos en la superficie (como grietas, cicatrices y abolladuras), mida su diámetro exterior y el grosor de la pared.y rectitud para garantizar que cumpla con los requisitos de procesamiento. El espesor de la pared del tubo redondo debe ser uniforme y la desviación no debe exceder el ±10 % (con referencia a los requisitos pertinentes de EN 10255 para tubos de acero sin alear).
1.2 Preparación de equipos y herramientas
El equipo utilizado varía según el método de formado y las herramientas clave deben ajustarse previamente-para garantizar un funcionamiento estable:
- Para estirado en frío: máquina de estirado en frío, matriz cuadrada (que coincida con el tamaño del tubo cuadrado objetivo), lubricante (para reducir la fricción y evitar rayones en la superficie), horno de recocido (para alivio de tensión intermedio).
- Para perfilado: rodillos formadores de grupos múltiples, molino de rodillos, dispositivo de dimensionamiento, sistema de transmisión. Los rodillos deben ajustarse de acuerdo con el tamaño del tubo redondo y del tubo cuadrado objetivo, y algunas líneas de producción avanzadas pueden realizar ajustes en línea sin cambiar los rodillos.
- Para laminación en caliente: horno de calentamiento (para calentar el tubo redondo hasta la temperatura de deformación plástica), laminador de paso cuadrado/rectangular, dispositivo de enfriamiento, máquina enderezadora.
1.3 Tratamiento superficial de tubos redondos
Antes de formar, se debe limpiar la superficie del tubo redondo para eliminar óxidos, manchas de aceite y otras impurezas, lo que puede prevenir defectos en la superficie (como rayones y picaduras) durante el procesamiento y garantizar la calidad de la superficie de formación:
- Decapado: Remoje el tubo redondo en una solución ácida para eliminar los óxidos de la superficie; enjuague con agua limpia después del decapado para evitar la corrosión por residuos ácidos.
- Pulido (opcional): para tubos cuadrados de alta-precisión, pula la superficie del tubo redondo para suavizarlo y reducir la fricción durante el moldeado.
- Lubricación: Aplique lubricante uniformemente en la superficie del tubo redondo (especialmente importante para el estirado en frío), lo que puede reducir el desgaste del molde/rodillos y del tubo redondo y mejorar la eficiencia del conformado.
2. Métodos de formación de núcleos (operación paso-a-paso)
La elección del método de conformado depende del tamaño del tubo redondo, los requisitos de precisión del tubo cuadrado y la escala de producción. Los siguientes son los tres métodos más utilizados, con pasos y características de operación detallados.
Método 1: Estirado en frío (adecuado para especificaciones pequeñas/medianas, alta precisión)
El estirado en frío es el método más utilizado para convertir tubos redondos en tubos cuadrados, que puede lograr una alta precisión dimensional y esquinas afiladas, adecuado para maquinaria de precisión, muebles y otros campos que requieren alta apariencia y precisión. Los pasos de la operación son los siguientes:
- Recocido de tubos redondos: coloque el tubo redondo limpio en un horno de recocido, caliéntelo a 600-700 grados (dependiendo del material), manténgalo caliente durante un tiempo determinado y luego enfríelo lentamente. Este paso puede eliminar la tensión interna del tubo redondo, mejorar su plasticidad y evitar grietas durante el estirado.
- Instalación y ajuste del molde: Instale el troquel cuadrado que coincida con el tamaño del tubo cuadrado objetivo (largo × ancho × espesor de pared) en la máquina de trefilado en frío, ajuste la posición del troquel para garantizar que la línea central del troquel esté alineada con la línea central del tubo redondo y que el espacio entre el troquel y el tubo redondo sea razonable (para garantizar un espesor de pared uniforme del tubo cuadrado).
- Alimentación y estirado: inserte un extremo del tubo redondo lubricado en el troquel cuadrado, sujete el extremo del tubo redondo con la abrazadera de la máquina de trefilado en frío y encienda la máquina para tirar del tubo redondo a través del troquel a una velocidad uniforme. La velocidad de dibujo debe controlarse entre 1 y 5 m/min (ajustar según el material y las especificaciones) para evitar una velocidad excesiva que provoque rayones en la superficie o irregularidades en el espesor de la pared.
- Estirado de múltiples-pasos (si es necesario): para tubos redondos con gran deformación (como convertir un tubo redondo de gran-diámetro en un tubo cuadrado de pequeño-tamaño), un solo dibujo no puede cumplir con los requisitos. Es necesario realizar un estirado de varias pasadas-y realizar un recocido intermedio después de cada estirado para eliminar el endurecimiento por procesamiento y garantizar la plasticidad del material. La cantidad de deformación de una sola pasada no debe exceder el 15% para evitar daños materiales.
- Inspección inicial: Después del trefilado, saque el tubo cuadrado formado, verifique su tamaño exterior, espesor de pared y calidad de la superficie, y ajuste la matriz o la velocidad de trefilado a tiempo si hay desviaciones.
- Características: Alta precisión (la tolerancia dimensional se puede controlar dentro de ±0,2 mm), esquinas afiladas, superficie lisa, pero baja eficiencia de producción y alto costo, no apto para producción en masa a gran-escala.
Método 2: perfilado (extrusión) (adecuado para especificaciones grandes, producción en masa)
El perfilado utiliza rodillos de múltiples-grupos para exprimir gradualmente el tubo redondo hasta darle una forma cuadrada, lo que tiene las ventajas de alta velocidad, alta eficiencia y bajo costo, adecuado para tubos cuadrados de gran-diámetro y paredes gruesas-y escenarios de producción en masa, como construcción e ingeniería estructural. Los pasos de la operación son los siguientes:
- Ajuste del rodillo: De acuerdo con el diámetro exterior del tubo redondo y el tamaño objetivo del tubo cuadrado, ajuste la posición y el espacio de cada grupo de rodillos formadores. Los rodillos están diseñados con formas de transición progresiva (de circular a elíptica y cuadrada), lo que garantiza que el tubo redondo se deforme gradualmente sin una concentración repentina de tensión.
- Alimentación: Coloque el tubo redondo limpio y lubricado en el molino de rodillos y asegúrese de que el tubo redondo esté alineado con la línea central de los rodillos para evitar desviaciones durante el formado.
- Conformado progresivo: inicie el molino de rodillos y el tubo redondo pasa a través de los rodillos de varios-grupos uno por uno. Cada grupo de rodillos aprieta un poco el tubo redondo, cambiando gradualmente la sección transversal-circular a una sección transversal-cuadrada. El número de rodillos suele ser de 4 a 8 grupos y la cantidad de deformación de cada pasada se controla dentro de un rango razonable para evitar grietas.
- Dimensionado y moldeado: Después de pasar por los rodillos formadores, el tubo cuadrado ingresa a la sección de calibrado. Los rodillos calibradores corrigen aún más el tamaño y la forma del tubo cuadrado para garantizar que el tamaño exterior, la desviación diagonal y la rectitud cumplan con los requisitos. Algunas líneas de producción avanzadas adoptan un método de ajuste de desalineación para realizar ajustes en línea de diferentes especificaciones sin cambiar los rodillos.
- Corte: De acuerdo con la longitud requerida, use una máquina cortadora (como una sierra de cinta o una máquina cortadora por láser) para cortar el tubo cuadrado formado al tamaño especificado. Se recomienda utilizar corte por láser para evitar el endurecimiento de los bordes causado por el corte normal.
- Características: velocidad de producción rápida (la velocidad de trabajo puede alcanzar varios metros por minuto), bajo costo, adecuada para producción a gran-escala, pero la precisión es ligeramente inferior a la del estirado en frío y las esquinas están redondeadas (ángulo R-grande), lo que no es adecuado para escenas que requieren esquinas afiladas. El ángulo R-del tubo cuadrado terminado suele ser mayor o igual a 1,5 t (t es el espesor de la pared).
Método 3: Laminado en caliente (adecuado para tubos-de gran-diámetro y paredes gruesas-)
El laminado en caliente transforma el tubo redondo en un tubo cuadrado a alta temperatura, lo cual es adecuado para tubos redondos de gran-diámetro y paredes gruesas-que son difíciles de deformar a temperatura ambiente, como piezas estructurales grandes y componentes de maquinaria pesada. Los pasos de la operación son los siguientes:
- Calentamiento del tubo redondo: coloque el tubo redondo en un horno de calentamiento y caliéntelo a 1100-1250 grados (la temperatura específica depende del material), manténgalo caliente durante un tiempo determinado para garantizar que todo el tubo redondo se caliente uniformemente y alcance el estado de deformación plástica. La fluctuación de temperatura debe controlarse dentro de ±10 grados para garantizar un rendimiento de deformación constante del material.
- Conformado por laminación: Saque el tubo redondo calentado del horno y colóquelo rápidamente en el laminador de paso cuadrado/rectangular. El laminador utiliza laminado a alta-temperatura para presionar el tubo redondo hasta darle forma cuadrada en una o varias pasadas. La velocidad y la presión de laminación deben controlarse con precisión para evitar espesores de pared desiguales o grietas causadas por una presión excesiva o una velocidad demasiado rápida.
- Enfriamiento: Después del laminado, el tubo cuadrado se enfría mediante enfriamiento por aire o por agua. La velocidad de enfriamiento debe controlarse para evitar la tensión interna causada por un enfriamiento rápido. Para materiales de alta-resistencia, se requiere un enfriamiento lento para garantizar las propiedades mecánicas del tubo cuadrado.
