هیدروفرمینگ  
درباره آهن20 آگهی‌های خرید آگهی‌های فروش مناقصه‌ها مزایده‌ها دانستنی‌های فولاد قیمت روز آگهی‌های خدمات

هیدروفرمینگ

هیدروفرمینگ لوله را می‌توان به عنوان یک فرآیند که با یک لوله مستقیم یا خم شده قرار داده شده شروع می‌شود، تعریف کرد.

 در این فرآیند دو انتهای لوله آب‌بندی شده و لوله بوسیله اعمال فشار داخلی سیال شکل حفره قالب را بخود می‌گیرد. سیال تحت فشار می‌تواند هر سیال غیر قابل تراکم مانند آب، روغن و غیره باشد. حین فرآیند، تغذیه محوری نیز ماده را از دو طرف به درون قالب حرکت می‌دهد تا به افزایش شکل‌پذیری کمک کند. توالی فرآیند برای یک فرآیند هیدروفرمینگ معمولی در ‏شکل زیر نمایش داده شده است. در پست های بعدی انواع روشهای هیدروفرمینگ لوله شرح داده خواهد شد.

 

 

هیدروفرمینگ لوله فشار پایین : 

 

شکل‌دهی فشار پایین وقتی رخ می‌دهد که فشار شکل‌دهی پایین‌تر از فشار لازم برای انبساط لوله تا شعاع گوشه قالب باشد. این روش می‌تواند برای شکل‌دهی یک لوله با سطوح صاف، شعاع گوشه بزرگ و سطوح مقطع ساده مورد استفاده قرار گیرد. ‏شکل چپ نمونه‌ای از یک سطح مقطع ساده که با این روش تولید می‌شود را نشان می‌دهد. در این روش ممکن است مشکلاتی مانند گازگرفتگی قالب که در ‏شکل راست آمده، بوجود آید. ضخامت دیواره اصلی لوله در گوشه قالب تغییر چندانی نمی‌کند. حداکثر فشار قابل دستیابی در شکل‌دهی فشار پایین 100 مگاپاسکال است. که می‌تواند شعاع گوشه تا ده برابر ضخامت لوله را تولید کند. شکل دادن پروفیلهای کوچک و رسیدن به شعاع گوشه کمتر از چهار یا پنج برابر ضخامت دیواره کاری مشکل می‌باشد و نیاز به فشارهای بالاتر داخلی دارد. در این حالت هیچ حرکت محوری در دو انتهای لوله وجود ندارد و حداکثر بالج محیطی کمتر از 5% است.

 

عمليات هيدروفرمينگ لوله را بر حسب شکل و هندسه قطعه نهايي به چهار دسته تقسيم مي‌کنند:

 

 

1- عمليات گسترش موضعي متقارن: در اين دسته فرآيندها شکل قطعه مانند ‏شکل زیر در يک ناحيه با افزايش فشار و اعمال نيروي محوري تغيير مي‌کند.

 

2- عمليات گسترش موضعي غير متقارن: در اين حالت که در ‏شکل زیر نشان داده شده است، علاوه بر فشار سيال و حرکت سنبه‌ها نيروي جانبي خارجي وارد بر موضع غيرمتقارن نيز بر ايجاد گسترش موضعي مناسب مؤثر مي‌باشد. در اين حالت برجستگي معمولاً به صورت T شکل، Y شکل و يا -X شکل است

 

3-  عمليات تبديل سطح مقطع دايروي به شکل‌هاي هندسي ديگر: اين عمليات معمولاً در قالب تبديل به سطح مقطع مستطيلي انجام مي‌گيرد و عامل تعيين‌کننده در فرآيند ميزان فشار داخلي مي‌باشد.

 

 

 

 4 - عمليات هيدروفرمينگ قطعات پيچيده: که ترکيبي از روشهاي فوق مي‌باشد. البته در اين فرآيندها معمولاً به پيش‌فرم، خم‌کاري نيز نياز داريم. ‏شکل زیر چند قطعه پيچيده‌ که با عمليات هيدروفرمينگ ايجاد شده است را نمايش مي‌دهد.

 

 

 آزمایش شکل‌پذیری لوله‌های منیزیمی آلیاژ AZ31 در دماهای بالا

 

لوله‌های اکسترود شده دارای خواص متفاوتی در راستای طولی و محیطی می‌باشند. به همین دلیل آزمایش کشش در راستای محور لوله به تنهایی ویژگیهای جنس این لوله‌ها را تعیین نمی‌کند و یک آزمایش نیز باید در راستای محیطی انجام شود. ولی در زمان تهیه نمونه‌ها تغییر زیادی در خواص مکانیکی لوله ایجاد می‌شود. بنابراین از آزمایش‌های دیگر استفاده می‌شود.

 

در این مطالعه از آزمایش‌های کشش محیطی با رینگ، هیدروبالج و صاف کردن برای تشخیص شکل‌پذیری لوله‌های منیزیمی در دماهای متفاوت استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که تغییر مقدار شکل‌پذیری در راستای محیطی روندی متفاوت نسبت به راستای محوری دارد.

 

 

شکل زیر نمونه‌های آزمایش رینگ را در دماهای متفاوت نمایش می‌دهد. با توجه به نتایج، کرنش در راستای محیطی و محوری لوله در دمای محیط تفاوت چندانی با یکدیگر ندارند. با افزایش دما، کرنش در راستای محیطی به 30% در دمای 150 درجه سانتیگراد می‌رسد و بعد از آن روند کاهشی پیدا می‌‌کند و تا دمای 210 درجه سانتیگراد کم می‌شود. ولی دوباره افزایش پیدا کرده وبه 47% در دمای 300 درجه سانتیگراد می‌رسد. این در حالی است که کرنش در راستای محوری لوله با افزایش دما روند صعودی داشته و هیچ وقت کاهش نمی‌یابد. این کاهش شکل‌‌پذیری در راستای محیطی در دمای 150 تا 210 درجه سانتیگراد نشان‌دهنده کاهش هیدروفرم‌پذیری لوله در این دماها می‌باشد.

 

اگر بخواهیم نتایج آزمایش هیدروبالج مشابه نتایج آزمایش کشش شود، باید دو انتهای لوله در حین تست آزادانه جابجا شود. با این هدف، آزمایش هیدروبالج تا 230 درجه سانتیگراد انجام شد. در دماهای بالاتر سیال بکار گرفته شده بخوبی کار نمی‌کند. بعد از انجام آزمایش قطر لوله‌ها در ناحیه میانی اندازه‌گیری می‌شود به جای اینکه قطر ماکزیمم در ناحیه پارگی مورد استفاده قرار گیرد. به دلیل این که قطر نشان‌دهنده تغییر شکل لوله قبل از گلوئی شدن و تغییر شکل ناهمگن می‌باشد. ‏شکل زیر نمودار تغییرات فشار و قطر در زمان پارگی در دماهای متفاوت را نشان می‌دهد

 

همانطور که در شکل دیده می‌شود، با افزایش دما تا 170 درجه سانتیگراد نسبت بالج به 30% می‌رسد ولی بعد از این دما روند کاهشی در میزان شکل‌پذیری مشاهده می‌شود که این روند از دمای اتاق تا دمای 230 درجه سانتیگراد مشابه نتایج آزمایش رینگ می‌باشد. فشار ترکیدگی با افزایش دما به سرعت کاهش می‌یابد که نشان می‌دهد فشار کمتری برای تغییر شکل در دماهای بالاتر مورد نیاز می‌باشد.

 

 

اگر در لوله‌ای که تحت آزمایش صاف شدن تا یک حد قرار می‌گیرد، ترکی مشاهده نگردد آن لوله بدون عیب می‌باشد. در این پژوهش لوله‌ها بعد از صاف شدن در یک حد مشخص، تحت آزمایش هیدروبالج در دمای 150 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. براساس نتایج، هر چقد فاصله صاف شدن بیشتر شود نسبت بالج و فشار ترکیدگی در مرحله بعدی کاهش می‌یابد. این نتیجه به این معنی است که تغییر شکل کششی، فشاری و خم شدن باعث کاهش شکل‌پذیری در هیدروبالج می‌شود.

 

در مرحله آخر فرآیند هیدروفرمینگ گرم نیز بر روی لوله‌ها انجام گرفت. این فرآیند در سه مرحله متوالی انجام می‌شود. ابتدا لوله تحت خمش قرار می‌گیرد. سپس عملیات صاف کردن آن در حال بسته شده قالب انجام می‌شود و در نهایت با فشار داخلی هیدروفرم شده تا به شعاع دلخواه برسد. حین بسته شدن قالب در دمای محیط ترک‌های در لوله ایجاد می‌شود که با افزایش دما تا 170 درجه سانتیگراد این ترک‌ها حذف می‌گردد که این نتیجه با نتایج تست رینگ و هیدروبالج مطابقت دارد. ‏شکل زیر قطعه را بعد از سه مرحله نمایش می‌دهد.

 

 

 با بکارگیری فشار ثابت کالیبراسیون در دماهای بالاتر از 170 درجه سانتیگراد نشان داده شد که با افزایش دما می‌توان به شعاع گوشه کمتری دست یافت.

 

 مطالب مرتبط

فلز روی      

مس     

آلومینیوم      

سرب     

چدن     

تیتانیوم     

نیکل     

برنج     

تنگستن     

منیزیم

منگنز       

قلع       

انتشار آگهی در تلگرام

 

دانلود کنید