Гибка труб без трубогиба собственными руками

Домашнему умельцу отлично известны плюсы трубного металлического проката. Из основ сопротивления материалов мы знаем, что момент сопротивления трубчатого сечения гораздо выше, чем сплошного с той же площадью. Благодаря этому трубы обладают очень высокими значениями допускаемых стрессов на изгиб. Однако это же представляет и знаменитые трудности при попытке согнуть изделие в бытовых условиях: без соответствующего инструмента вы, быстрее всего, получите деталь с деформированным сечением и с малоэстетичными складочками. Взять в аренду (а, тем более – покупать) необходимую оснастку во многих случаях невыгодно. Но все таки, согнуть трубу можно и без трубогиба, причём несколькими вариантами.

Почему трубы из металла плохо сгибаются

Сгибаются-то они отлично, сложность заключается в неудовлетворительном внешнем виде изделия, которое сопровождается искажением периметра. Последнее обстоятельство особенно критично для профтруб прямоугольного, квадратного или округлого сечений.

В процессе пластического изгиба различные участки трубы находятся под влиянием стрессов противоположного знака. Наружные участки в месте сгиба растягиваются, а внутренние – сжимаются. Если сжимающие напряжения для многих металлов не опасны, то растягивающие помогают появлению трещин и надрывов. Тем более это касается профилей, которые сделаны из материалов средней пластичности, к примеру, средне- и высокоуглеродистых сталей, нержавеек, не содержащих никеля, отдельных марок бронз и др. Определить же точную марку металла, из которого исполнено изделие, без соответствующих инструментов и приборов очень трудно.

Трубы из металла

Гибка, как процесс пластической деформации, вообще довольно капризна к условиям её проведения. Для достижения хорошего результата понадобится:

Взять во внимание явление пружинения изгибаемого профиля, при котором конечное значение угла гиба всегда оказывается меньше расчётного.
Обеспечить точную фиксацию участка изгиба, чтобы убрать смещение заготовки.
Определить минимально нужное значение радиуса закругления деформирующего инструмента.

Благодаря этому в начале работы определяются с минимально выполнимым плечом гибки, способом гибки (закрытая или открытая), а еще последовательностью совершения операций. В особенности, успешная гибка гарантированно будет гарантирована, если соотношение r/s > 5 (тут r – назначенный радиус гибки, s – толщина стены).

В последующем рассматриваются варианты самостоятельного сгибания труб, которые возможно осуществить в бытовых условиях.

Первый вариант – гнём трубу с нагревом

В этом случае вообще никаких специализированных устройств не понадобится, достаточно наличие у специалиста кислородно-ацетиленовой горелки или обыкновенной паяльной лампы. В первом варианте мундштук следует разместить на определенном расстоянии от места будущего гиба Факел не нужно делать концентрированным, потому как в подобном варианте перепад температуры между зонами окажется очень уж большим, а пластические свойства материалов – неравномерными (тем более это касается углеродистых сталей, содержащих очень высокий процент марганца и кремния).

Сгибание трубы нагревом

После нагрева до необходимой температуры (она легко вычисляется по цветам побежалости) изгибаемую часть нужно зажать в слесарных тисках, и сделать свободную гибку необходимого участка.

Нагрев при помощи горелки – более одинаковый, зато сопряжён с риском снижения прочности материала заготовки, тем более, если она нужна для применения в напорных трубопроводах. Паяльной лампой лучше воспользоваться и для того, чтобы не случилось ненужного отпуска. При этом рекомендуется данная очередность операций:

Подлежащий деформированию участок зажимают в слесарных тисках, для чего пользуются специализированными резиновыми подкладками, не повреждающими металл.

Зажим в тисках изгибаемой части трубчатой заготовки

Зажечь лампу для паяния, поднести её к нужному участку, и, одинаково поворачивая источник пламени вокруг внешнего диаметра профиля, прогреть его. Напомним, что перегреть трубу теплом, исходящим от факела паяльной лампы, невозможно, но но есть возможность закоптить её.

Выключить лампу для паяния, передвинуть прогретый участок на расстояние, равное возможному плечу гибки. Дальше, с помощью трубчатого ключа (порой – даже ручным способом), выгнуть изделие, порой применяя шаблон.

Нагревание трубчатой заготовки с помощью паяльной лампы

Гибка с нагревом, при всей собственной простоте, отличается следующими ограничениями:

Ухудшает внешний материал.
При недостаточной температуре нагрева возможно образование складочек по внутреннему радиусу гиба (поправить этот недостаток невозможно).
Процесс просит как можно более своевременной гибки, т.к. тонкостенные трубы быстро охлаждаются.
Технология не советуется для малых радиусов гибки.
Нужно выполнение довольно больших требованиий к технике безопасности, потому как задействуется открытое пламя.

Очень часто таким образом гнётся труба из нержавейки или цветных металлов, которые при нагревании не предрасположены к окислению.

Второй вариант – применение противодавления

Неудачи при обыкновенной гибке труб часто связаны с наличием неуравновешенного напряженно-деформируемого состояния заготовки, когда внешнее давление от инструмента для работы не уравновешивается внутренним противодавлением (самого сопротивления металла в этом случае недостаточно, потому как оно заранее ниже предела пластичности).

Такое противодавление можно обеспечить нагнетанием вовнутрь газа, жидкости, либо иной несжимаемой среды работы, отличающаяся высокой сложностью. Газ и жидкость исключаются, ведь в бытовых условиях сделать стабильную герметизацию открытых торцов трубчатой заготовки достаточно тяжело. Зато всегда доступные песок или очень маленький шлак – они однородны, не токсичные и просты в обращении.

Рассмотрим очередность гибки круглого трубчатого профиля с приложением противодавления:

Дальнейшая гибка разогретого участка

Заранее следует установить заглушку на один из торцов заготовки, для чего воспользоваться можно простым болтом (см. рис. 5). Стержень болта должен плотно входить во внутреннее отверстие.
Готовим заполнитель, он обязан быть однородным и очень маленьким, чтобы не создавать внутренних пустых мест. Для периодического уплотнения песка/шлака в качестве поршня применяется любой подходящий по диаметру штырь (см. рис. 6). Вся трубчатая заготовка должна быть полностью заполнена наполнением (см. рис. 7).
Заготовка монтируется в слесарные тиски и выгибается. Потому как прочностный предел песка или шлака всегда меньше, чем подобный показатель для материала детали, то разрыва или появления трещин не случится. После гибки следует внимательно почистить внутренний просвет трубы от остатков заполнителя.

Третий вариант – использование пружин растяжения

Для реализации способа нужна специализированная пружина, внешний диаметр которой обязан быть максимально близким к внутреннему диаметру заготовки. Ассортимент пружин растяжения приведена в ГОСТ 18794-80; их индивидуальной особенностью считается наличие кольцеобразного захвата на одном из торцов. Этот захват может быть замкнутым, как показано на рис. 8, или в виде фигурного крючка. Последнее считается предпочтительным, потому как обеспечивает наиболее комфортное извлечение пружины из заготовки после завершения процесса гибки.

Установка заглушки в один из торцов трубы

Утрамбовка засыпанного материала

Труба, заполненная наполнением

Внешний вид пружины растяжения

Вариант выполнения пружины растяжения с фигурным захватом

Выбранная пружина вводится вовнутрь и хорошо крепится у противоположного торца трубы. Потому как поверхность с внешней стороны пружины плотно примыкает к стене, она обеспечивает такое же противодавление, что и переходная среда в прошлом варианте. Положительное качество способа в том, что такие же гибочные пружины можно применять неоднократно.

Вариант последний – а для чего вообще выдумывать какие-нибудь технологии гибки

В большинстве случаев – к примеру, когда соотношение r/s гораздо выше минимально рекомендованного значения – успешная гибка трубы в холодном состоянии собственными руками возможна при условиях только лишь крепкого закрепления одного из торцов с дальнейшей пластичной по заранее подготовленному шаблону.

Шаблон делается из многослойной фанеры, можно даже применить подобающую по диаметру поверхность с внешней стороны любого крепкого предмета – бочки с водой, либо древесного вазона. Один из торцов крепят в струбцине/тисках, а противоположный изгибают по требуемому радиусу (см. рис. 10). Именно так действительно можно получить, к примеру, заготовки для каркаса из стали парника или оранжереи. После деформирования сразу освобождать деталь из зажимов не стоит, потому как любой металл обладает инерционными характеристиками.

В любых ситуациях гибки без трубогиба следует приготовиться:

Запастись рычагами (момент гибки, в зависимости от требуемых показателей и материала трубы оказаться может очень большим).
Приготовить шаблон, который обязан быть точно рассчитывается под характеристики зоны гиба.
Тщательно чистить поверхность внутри выгнутой трубы (в особенности, если изделие будет применяться для прокачки жидких сред).

В начале работы стоит припомнить и о несложих правилах техники безопасности. Перед пластичной ручным способом заготовку лучше обмотать грубой кожей, мешковиной либо другой плотной тканью – это убережет руки и сделает дополнительное трение, которое исключит проскальзывание во время гибки.