T4: Comment le phénomène d'évasement final est-il généré lors du profilage, en particulier dans les profils comme les pannes en C, et quelles techniques d'ingénierie sont utilisées pour minimiser ce défaut?
Fin de la fusée éclairante (également connu sous le nom “queue de poisson” ou “fin du balayage”) est un défaut dimensionnel où la section transversale du profil laminé s'écarte du profil cible aux extrémités avant et arrière de la pièce finie. Ce phénomène est une conséquence directe de l’histoire complexe des contraintes et déformations nécessaires à la formation du profil..
1. La physique de la génération de fusées éclairantes
L'évasement final est une manifestation de la libération de **contraintes résiduelles longitudinales**, reprise particulièrement élastique aux extrémités non contraintes de la bande.
UN. Accumulation de contraintes longitudinales
Pendant le processus de profilage, la bande métallique est soumise aux deux **transverses** (flexion) et **longitudinale** (sur toute la longueur de la bande) stresse.
- Contrainte transversale (Pliage): Nécessaire pour obtenir la forme du profil.
- Contrainte longitudinale: Ceci est indésirable, effet secondaire inévitable. Alors que la bande se plie dans les rouleaux, la longueur totale de la bande doit rester la même tout au long de la machine. Cependant, les parties de bride intérieures (rayons de courbure plus petits) essayez de comprimer longitudinalement, tandis que les parties extérieures de la bande (rayons effectifs plus grands) essaie de t'étirer. Cela crée une répartition non uniforme de la déformation longitudinale et des contraintes sur toute la largeur de la bande..
B. L’effet final sans contrainte
- Section intermédiaire: Dans la section continue de la bande (loin des extrémités), le métal est contraint latéralement par les rouleaux et longitudinalement par la section de bande qui le suit immédiatement (qui est déjà formé et rigide). Les contraintes résiduelles intégrées sont maintenues en équilibre.
- Extrémités avant/arrière: Lorsque l'extrémité de la bande entre ou sort du dernier jeu de rouleaux de formage, la contrainte longitudinale est soudainement supprimée. L'énergie de déformation élastique stockée, qui était auparavant équilibré par la bande continue, est libéré à l'extrémité sans contrainte.
- Déviation transversale: Pour un profil ouvert comme une panne en C, les zones à fort stress (les brides ouvertes) s'enclenche vers l'intérieur ou vers l'extérieur (torchage) pour soulager la tension ou la compression longitudinale.
- Fin avant (Évasement avant): Typiquement “des éruptions cutanées” (les brides tirent vers le centre de l'âme) en raison de la libération des contraintes de compression accumulées.
- Fin finale (Évasement de queue): Typiquement “s'enflamme” (les brides s'éloignent du centre de l'âme) en raison de la libération des contraintes de traction accumulées.
2. Techniques d'ingénierie pour la minimisation des fusées éclairantes
Le contrôle de l'évasement des extrémités nécessite d'équilibrer la répartition des contraintes sur toute la largeur du profil., en particulier dans les passes de formage ultérieures.
UN. Optimisation du motif floral (Formation progressive)
La méthode la plus critique consiste à garantir que la flexion est répartie aussi progressivement et uniformément que possible sur le nombre de stands..
- Contrôle des contraintes: En minimisant la quantité de pliage par passe, l'accumulation de déformation longitudinale non uniforme est réduite. Le concepteur du rouleau doit s'assurer que la vitesse de déformation est régulière et continue..
- Nombre de passes haut: Utiliser davantage de supports à rouleaux ($N$ plus élevé) pour les profils complexes est souvent le plus efficace, quoique plus cher, moyen de réduire les reflets, car il lisse les incréments de stress.
B. Utiliser des rouleaux latéraux (Contrainte latérale)
Rouleaux latéraux (souvent de simples roulements ou rouleaux motorisés) sont installés entre les tribunes finales, parfois après le dernier baroud d'honneur, pour appliquer une pression latérale précise sur les brides.
- Pression entrante contrôlée: Ces rouleaux poussent légèrement les brides vers l'intérieur à l'extrémité de sortie de la ligne.. Cela induit un petit, quantité contrôlée de déformation plastique opposé dans la direction de l'éruption attendue, compenser de manière préventive la libération du stress.
C. Réglage de la conicité et de l'espacement des rouleaux
Le réglage fin de la géométrie et de l'écart vertical des rouleaux finaux est crucial:
- Ajustement de l'écart de rouleau: En fermant légèrement l'espace entre les rouleaux en dessous de l'épaisseur du matériau dans la ou les deux dernières cages, une légère quantité d'étirement/repassage longitudinal peut être induite. Cela aide à réduire la composante de contrainte de compression qui provoque l'évasement vers l'intérieur..
- Cône de rouleau (Déplacement axial): Parfois, les rouleaux sont minutieusement inclinés ou déplacés axialement pour appliquer une pression non uniforme sur toute la largeur, contrecarrer le déséquilibre du stress.
D. Fin de la réduction (Contrôle des machines)
Avancé, formeuses à rouleaux commandées par ordinateur (Formage dynamique) utiliser le signal de coupure pour mettre en œuvre des ajustements de machine en temps réel:
- Commande hydraulique/servo: Juste avant le cut-off, la machine peut légèrement ajuster les écarts entre les rouleaux ou les positions des rouleaux latéraux pour intentionnellement sous forme l'extrémité du profilé de manière à compenser l'encliquetage connu vers l'intérieur/l'extérieur.
En substance, L'évasement final est un problème classique de conditions aux limites et de contraintes résiduelles dans la fabrication continue.. Sa minimisation nécessite un contrôle précis de l’historique des déformations (déformation progressive) et l’application stratégique de la contrainte latérale (rouleaux latéraux) pour stabiliser le profilé lorsque la contrainte de rigidité longitudinale est perdue en extrémité de la bande.
