4º trimestre: Como é o fenômeno do alargamento final gerado na perfilagem, particularmente em perfis como terças C, e quais técnicas de engenharia são usadas para minimizar esse defeito?
Sinalização final (também conhecido como “rabo de peixe” ou “varredura final”) é um defeito dimensional onde a seção transversal do perfil laminado se desvia do perfil alvo nas extremidades dianteira e traseira da peça acabada. Este fenômeno é uma consequência direta do complexo histórico de tensões e deformações necessário para formar o perfil.
1. A Física da Geração End Flare
O alargamento final é uma manifestação de liberação de **tensão residual longitudinal**, recuperação particularmente elástica nas extremidades livres da tira.
UM. Acúmulo de estresse longitudinal
Durante o processo de perfilagem, a tira de metal está sujeita a ambos **transversais** (flexão) e **longitudinal** (ao longo do comprimento da tira) estressa.
- Tensão Transversal (Dobrando): Necessário para atingir a forma do perfil.
- Estresse Longitudinal: Isto é indesejável, efeito colateral inevitável. À medida que a tira se dobra nos rolos, o comprimento total da tira deve permanecer o mesmo durante a máquina. No entanto, as porções internas do flange (raios de curvatura menores) tente comprimir longitudinalmente, enquanto as porções externas da web (raios efetivos maiores) tente esticar. Isto cria uma distribuição não uniforme de deformação longitudinal e tensão ao longo da largura da tira.
B. O efeito final irrestrito
- Seção Intermediária: Na seção contínua da tira (longe dos fins), o metal é restringido lateralmente pelos rolos e restringido longitudinalmente pela seção da tira imediatamente após ele (que já está formado e rígido). As tensões residuais incorporadas são mantidas em equilíbrio.
- Extremidades iniciais/finais: Quando a extremidade da tira entra ou sai do último conjunto de rolos formadores, a restrição longitudinal é repentinamente removida. A energia de deformação elástica armazenada, que foi previamente balanceado pela faixa contínua, é liberado no final irrestrito.
- Desvio transversal: Para um perfil aberto como uma terça C, as áreas de alto estresse (as flanges abertas) encaixar para dentro ou para fora (queimando) para aliviar a tensão longitudinal ou compressão.
- Extremidade Principal (Alargamento frontal): Tipicamente “chamas em” (flanges puxam em direção ao centro da alma) devido à liberação de tensões de compressão acumuladas.
- Fim final (Alargamento da cauda): Tipicamente “explode” (flanges se afastam do centro da alma) devido à liberação de tensões de tração acumuladas.
2. Técnicas de Engenharia para Minimização de Flares
O controle do alargamento final requer o equilíbrio da distribuição de tensão ao longo da largura do perfil, particularmente nas últimas passagens de formação.
UM. Otimização do padrão floral (Formação Gradual)
O método mais crítico é garantir que a flexão seja distribuída da maneira mais gradual e uniforme possível pelo número de estandes..
- Controle de tensão: Ao minimizar a quantidade de flexão por passe, o acúmulo de deformação longitudinal não uniforme é reduzido. O projetista do rolo deve garantir que a taxa de deformação seja suave e contínua.
- Contagem de passes altos: Usando mais suportes de rolo (maior $N$) para perfis complexos é muitas vezes o mais eficaz, embora mais caro, maneira de reduzir o flare, à medida que suaviza os incrementos de estresse.
B. Utilizando rolos laterais (Restrição Lateral)
Rolinhos laterais (geralmente rolamentos simples ou rolos motorizados) são instalados entre as arquibancadas finais, às vezes depois da última posição, para aplicar pressão lateral precisa aos flanges.
- Pressão interna controlada: Esses rolos empurram os flanges ligeiramente para dentro na extremidade de saída da linha. Isto induz uma pequena, quantidade controlada de deformação plástica oposto na direção do flare esperado, compensando preventivamente a liberação de estresse.
C. Configuração de conicidade e folga do rolo
O ajuste fino da geometria e da folga vertical dos rolos finais é crucial:
- Ajuste da folga de rolagem: Fechando ligeiramente a folga do rolo abaixo da espessura do material nos últimos um ou dois suportes, uma leve quantidade de alongamento/passagem longitudinal pode ser induzida. Isso ajuda a reduzir o componente de tensão compressiva que causa o alargamento interno.
- Rolo Cônico (Deslocamento Axial): Às vezes, os rolos são minuciosamente inclinados ou deslocados axialmente para aplicar pressão não uniforme em toda a largura, neutralizando o desequilíbrio do estresse.
D. Afilamento final (Controle de Máquina)
Avançado, formadoras de rolos controladas por computador (Formação dinâmica de rolos) use o sinal de corte para implementar ajustes da máquina em tempo real:
- Controle Hidráulico/Servo: Pouco antes do corte, a máquina pode ajustar ligeiramente as folgas dos rolos ou as posições dos rolos laterais para intencionalmente sub-forma a extremidade do perfil de uma maneira que compense o encaixe conhecido para dentro/para fora.
Em essência, o alargamento final é um problema clássico de condições de contorno e tensão residual na fabricação contínua. Sua minimização requer controle preciso sobre o histórico de deformações (deformação gradual) e a aplicação estratégica da restrição lateral (rolos laterais) para estabilizar o perfil quando a restrição de rigidez longitudinal é perdida no final da tira.
