Î4: Cum este generat fenomenul de evazare finală în ruloformarea, în special în profiluri precum C-pane, și ce tehnici de inginerie sunt folosite pentru a minimiza acest defect?
Sfârșit erupție (cunoscut și ca “coada de peste” sau “sfârșitul măturarii”) este un defect dimensional în care secțiunea transversală a profilului laminat se abate de la profilul țintă la capetele înainte și posterior ale piesei finite. Acest fenomen este o consecință directă a istoricului complex de tensiuni și deformari necesare pentru formarea profilului.
1. Fizica End Flare Generation
End flare este o manifestare a eliberării **stresului rezidual longitudinal**, recuperare în special elastică la capetele neconstrânse ale benzii.
O. Creșterea tensiunii longitudinale
În timpul procesului de rulare, banda metalică este supusă atât **transversale** (îndoire) și **longitudinal** (de-a lungul lungimii benzii) stresuri.
- Stresul transversal (Îndoire): Necesar pentru realizarea formei profilului.
- Efort longitudinal: Acesta este un nedorit, efect secundar inevitabil. Pe măsură ce banda se îndoaie în rulouri, lungimea totală a benzii trebuie să rămână aceeași prin mașină. Cu toate acestea, porțiunile de flanșă interioară (raze de curbură mai mici) încercați să comprimați longitudinal, în timp ce porțiunile exterioare ale rețelei (raze efective mai mari) încercați să vă întindeți. Acest lucru creează o distribuție neuniformă a tensiunii longitudinale și a tensiunii pe lățimea benzii.
B. Efectul final neconstrâns
- Secția intermediară: În secțiunea continuă a benzii (departe de capete), metalul este constrâns lateral de role și constrâns longitudinal de porțiunea de bandă imediat ce o urmează (care este deja format şi rigid). Tensiunile reziduale încorporate sunt menținute în echilibru.
- Se termină în avans/în urmă: Când capătul benzii intră sau iese din ultimul set de rulouri de formare, constrângerea longitudinală este înlăturată brusc. Energia de deformare elastică stocată, care anterior era echilibrată de banda continuă, este eliberat la capătul neconstrâns.
- Deviația transversală: Pentru un profil deschis ca un C-pane, zonele de mare stres (flanșele deschise) se fixează spre interior sau spre exterior (aprins) pentru a elibera tensiunea longitudinală sau compresia.
- Sfârșitul principal (Flare frontală): De obicei “rachete înăuntru” (flanșele trage spre centrul benzii) datorită eliberării tensiunilor de compresiune acumulate.
- Sfârșitul final (Tail Flare): De obicei “se stinge” (flanșele se îndepărtează de centrul web) datorită eliberării tensiunilor de întindere acumulate.
2. Tehnici de inginerie pentru minimizarea flare
Controlul evazării la capăt necesită echilibrarea distribuției tensiunii pe lățimea profilului, în special în trecerile ulterioare de formare.
O. Optimizarea modelului de flori (Formarea treptată)
Cea mai critică metodă este de a vă asigura că îndoirea este distribuită cât mai gradat și uniform posibil pe numărul de standuri.
- Controlul tulpinilor: Prin reducerea la minimum a cantității de îndoire pe trecere, se reduce acumularea de deformari longitudinale neuniforme. Proiectantul rolei trebuie să se asigure că rata de deformare este netedă și continuă.
- Număr de treceri mari: Folosind mai multe suporturi de rulouri (mai mare $N$) pentru profile complexe este adesea cea mai eficientă, deși mai costisitoare, modalitate de a reduce flare, deoarece netezește creșterile de stres.
B. Folosind role laterale (Constrângere laterală)
Rulouri laterale (adesea rulmenți simpli sau role motorizate) sunt instalate între standurile finale, uneori după ultima repriză, pentru a aplica o presiune laterală precisă pe flanşe.
- Presiune interioară controlată: Aceste role împing flanșele ușor spre interior la capătul de ieșire al liniei. Acest lucru induce un mic, cantitate controlată de deformare plastică opus spre direcția erupției așteptate, compensând preventiv eliberarea stresului.
C. Conicitatea rolelor și setarea golului
Reglarea fină a geometriei și a golului vertical al rolelor finale este crucială:
- Reglarea spațiului de rulare: Prin închiderea ușoară a golului de rulare sub grosimea materialului în ultimul sau două standuri, poate fi indusă o cantitate uşoară de întindere/călcare longitudinală. Acest lucru ajută la reducerea componentei tensiunii de compresiune care provoacă erupție spre interior.
- Roll Taper (Deplasarea axială): Uneori, rolele sunt înclinate minut sau deplasate axial pentru a aplica o presiune neuniformă pe toată lățimea, contracararea dezechilibrului de stres.
D. Sfârșitul înclinării (Controlul mașinii)
Avansat, formatoare de role controlate de calculator (Formare dinamică a rulourilor) utilizați semnalul de întrerupere pentru a implementa ajustări ale mașinii în timp real:
- Control hidraulic/Servo: Chiar înainte de oprire, mașina poate regla ușor golurile sau pozițiile rolei laterale în mod intenționat sub formă capătul profilului într-o manieră care compensează închiderea cunoscută spre interior/exterior.
În esență, Evazarea la capăt este o problemă clasică a condițiilor la limită și a tensiunii reziduale în producția continuă. Minimizarea acestuia necesită un control precis asupra istoricului tulpinilor (deformare treptată) și aplicarea strategică a constrângerii laterale (rulouri laterale) pentru a stabiliza profilul atunci când se pierde constrângerea de rigiditate longitudinală la capătul benzii.
