EN
Het uitlaatsysteem met meervoudige bochten is een van de meest complexe vormprocessen in de buisproductie. In plaats van één rechte hoekbocht treedt er een aanzienlijke spanningopbouw op, samenpersing op kleine gebieden en materiaalturbulentie door meerdere bochten in het uitlaatpad. Beschouw rimpels niet als een onbelangrijke cosmetische gebrekkigheid: het zijn jeukende, onaangename plooi- of vouwlijnen die zich kunnen vormen op de binnenzijde van de bocht. Deze beïnvloeden de stroming van uitlaatgas, veroorzaken turbulente stroming, verhogen de terugdruk en vormen initiatiepunten voor thermische vermoeiing. Er dient een systematische aanpak te worden gevolgd om rimpelvorming te verminderen – waarbij gereedschappen, machineparameters, materiaalgedrag en procesvolgorde allemaal een rol spelen. Baorui, net als alle andere fabrikanten, hanteert een consistente aanpak om rimpelvrije uitlaatsystemen met meervoudige bochten te leveren: fabrikanten moeten de onderdelen tijdens transport recht houden. Alle fabrikanten, ook onze eigen productielocatie bij Baorui, hanteren een consistente aanpak om klanten rimpelvrije uitlaatsystemen met meervoudige bochten te leveren: fabrikanten moeten de onderdelen tijdens transport recht houden.
Optimaliseer het ontwerp en de positionering van de mandrel voor elke bocht
De beste ‘bescherming’ tegen het ontstaan van kreukels is een goed ontworpen en correct gepositioneerde mandrel. Voor systeem met meerdere bochten, zoals bochten gevolgd door korte rechte secties, moet de mandrel voldoende sterkte bezitten om de interne kracht van de buis in de gehele bochtvervormingszone te weerstaan. Voor deze kleine boogstraal is een flexibele kogelmandrel met meerdere scharnierende segmenten vereist, zodat deze de bocht kan volgen en het materiaal niet naar binnen doet instorten. Het exacte aantal kogelsegmenten en de speling in diameter, evenals de positie van de raaklijn van de bocht ten opzichte van de neus van de mandrel, moeten echter voor elke bocht afzonderlijk worden afgesteld. Probleem #1 is dat elk kreukelprobleem wordt veroorzaakt door te ver teruggetrokken mandrel, waardoor het gedeelte dat onder druk staat onvoldoende ondersteund wordt. Bij Baorui markeren we elke booghoek op de uitlaatbuis en stellen we vervolgens de mandrelslag in door deze voor elke bocht afzonderlijk aan te passen via onze CNC-besturing. We houden ook een aparte set mandrels bij voor elke buisdiameter/uitlaatwanddikte, aangezien het gebruik van een universele mandrel gegarandeerd leidt tot interne rimpelingen.
Regel de toevoersnelheid en de verblijftijd met precisie
Kreukelen is een verschijnsel dat verband houdt met de snelheid. Als de buigarm te snel rond draait, kan het materiaal niet plastisch stromen en treedt er opstapeling op aan de binnenzijde van de boog. Te lage snelheden daarentegen kunnen leiden tot ongelijkmatige verharding door vervorming van het materiaal. Bij systemen met meerdere bochten moet de optimale voedingssnelheid voor elke bocht worden bepaald, rekening houdend met het verhardingseffect van eerdere bochten. Operators kunnen variabele profielen instellen, zoals vertraging tijdens de laatste fase van de bocht tot de eindhoek, op geavanceerde CNC-hydraulische buisbuigmachines. Bovendien biedt de gereguleerde onderbrekingstijd aan het einde van de slag het materiaal de tijd om zijn elastisch geheugen te ontlasten, waardoor de terugvering (spring back) wordt geminimaliseerd, wat kreukelen aan het einde van de slag kan voorkomen. De real-time bewaking van het koppel op onze productielocatie stelt ons in staat om compressieve instabiliteit te detecteren voordat deze optreedt; de machine kan dan automatisch de juiste aangrijpingskracht selecteren en de voedingssnelheid verlagen, wat de stabiliteit van het proces waarborgt. Deze dynamische aanpassing heeft kreukelgebreken bij al onze uitlaatsystemen met meerdere bochten praktisch geëlimineerd.
Selecteer de juiste smeermiddelen en veeg de matrijsspeling schoon
Wrijvingsopstapeling is de onzichtbare oorzaak van plooiing. Een hoge wrijving langs de extrados (buitenzijde) van de buis kan leiden tot een ongelijkmatige materiaalverdeling en kan een weerstand vormen tegen de natuurlijke stroming van het materiaal door de drukmatrijs langs de intrados (binnenzijde). Deze krachtverschillen kunnen worden geminimaliseerd door een hoogwaardige buigsmeerolie aan te brengen op het buisoppervlak én op de mandrel. Belangrijker nog is echter de instelling van de speling tussen de veegmatrijs en de buis. De veegmatrijs volgt de buigmatrijs en wordt gebruikt om het binnenradiusgebied van het materiaal weg te vegen tijdens het vormgeven. Te kleine speling van de veegmatrijs zal de buis ‘schrapen’, terwijl te grote speling ‘plooien toelaat om de buis te ontwijken’. Voor elk systeem met meerdere bochten raden wij een aangepaste ontlasting van het contactvlak van de veegmatrijs aan, afgestemd op de buitendiameter van de buis. Bij Baorui voeren wij bij elke installatie een voelmaatproef uit op de veegmatrijs; de speling bedraagt 0,05–0,10 mm, afhankelijk van de materiaalhardheid. Daarnaast voegen wij automatisch een waardevolle smeermiddel toe op de buigpunten via een gecontroleerd sproeisysteem tussen de bochten, aangezien dit één van de meest over het hoofd gezien oorzaken is van intermitterende plooiing.
Volgorde van bochten strategisch en rekening houdend met werkverharding
Ten slotte is er de manier waarop u meerdere bochten uitvoert en het diepgaande effect daarvan op het ontstaan van plooien. De algemene regel voor wat de ingenieur moet doen bij een typische uitlaat met drie of vier bochten, is om eerst de meest kritieke of moeilijkst uit te voeren bocht te maken, terwijl het materiaal nog volledig ge-anneald en ductiel is. De bocht die als laatste wordt uitgevoerd, is de scherpste bocht; het materiaal is reeds eerder uitgerekt door de vorige bochten in het productieproces, waardoor het mogelijk minder geschikt is voor latere bochten in de compressiezone. Houd ook de afstand tussen de bochten in gedachten. Als twee bochten te dicht bij elkaar liggen, raakt de ‘verhardingszone door vervorming’ (work-hardened zone) verbonden met de ‘vervormingszone’ van de andere bocht, waardoor de sterkte van de bocht afneemt en deze gevoeliger wordt voor plooivorming. Om de volgorde van de bochten en de tussenliggende rechte secties te optimaliseren, past onze engineeringafdeling bij Baorui eindige-elementensimulatie toe op het ontwerp. Wanneer de totale booghoek groter is dan 180 graden op één enkel buispunt, wordt ook een tussentijdse spanningsverlichtende annealing toegepast vanwege het hoge risico op plooien door het overschrijden van de hoeveelheid koudvervorming van 180 graden. In combinatie met de drie eerder genoemde maatregelen zorgt de controle van de binnenstraal van de bocht ervoor dat alle bochten in het onderdeel glad en ononderbroken verlopen.
De sleutel tot het voorkomen van rimpels in uitlaatsystemen met meerdere bochten is geen enkel ‘zilverkogel’-antwoord, maar een georkestreerde combinatie van mandrelondersteuning, controle van de bochtsnelheid, smering, gereedschapsafstand en bochtvolgorde in een coherente processtroom. Deze vijf disciplines zijn onderling verbonden en daarom hebben we ze de afgelopen 20 jaar bij Baorui geperfectioneerd, waardoor we consistent componenten produceren die zowel stromings- als duurzaamheidsfuncties kunnen vervullen. Het verwijderen van rimpels op het bochtpunt elimineert problemen in de praktijk — en dat is de beste test van een goede productie!