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Si vous avez déjà vu un tube métallique en parfait état s'ouvrir juste au rayon extérieur d'un coude, vous savez déjà à quel point la fissure d'un tube pendant le pliage peut être frustrante. Une rupture d'un tuyau plié envoie la pièce directement à la ferraille, fait perdre du temps d'outillage et arrête tout le travail. Ce guide passe en revue les véritables raisons pour lesquelles des fissures dans les tuyaux cintrés apparaissent, les facteurs liés aux matériaux et aux processus qui les sous-tendent, ainsi que les solutions pratiques aux problèmes de cintrage de tuyaux qui persistent réellement dans l'atelier.
La flexion met le tube dans un état de contrainte simple mais brutal : le rayon extérieur s'étire en tension tandis que le rayon intérieur se comprime. Lorsque les fibres extérieures s'étendent au-delà de la limite d'allongement du matériau, la surface se déchire – c'est la fente du coude du tuyau que tout le monde reconnaît. Il s’agit rarement d’un accident soudain. C'est l'extrémité visible d'une chaîne qui commence bien avant la fermeture de la matrice : une faible ductilité, un rayon trop serré, un mandrin qui se trouve légèrement hors de la tangente ou une soudure qui se trouve là où elle ne devrait pas. Une bonne analyse des problèmes de cintrage des tuyaux commence par remonter cette chaîne jusqu’à son premier maillon faible.
Les matériaux durs (aciers à haute résistance, acier inoxydable écroui, aluminium 6061-T6) s'étirent très peu avant de se déchirer. Si l'allongement est inférieur à celui exigé par le pli, des fissures dans le rayon extérieur apparaissent sur la première pièce.
Une paroi mince par rapport au diamètre signifie que les fibres extérieures ont moins de matière pour partager la contrainte. La règle empirique de flexion des tubes selon le rapport D/t : plus le rapport D/t est élevé, plus la paroi extérieure s'amincit avant de se diviser. Un mur plus lourd permet de gagner de la marge, mais il exige également plus de force.
Le tube soudé a un cordon faible et moins ductile. Si la soudure atterrit sur la zone de tension externe, elle devient un point d'initiation instantané de fissure . La solution est simple : faites pivoter le tube de manière à ce que l' axe neutre du cordon de soudure se trouve près de l'axe neutre du coude, et non à l'extérieur.
Même dans le même moulin, une chaleur peut être plus dure et moins allongée que la précédente. Le risque de fissures de contrainte résiduelles augmente lorsqu'un lot dur et non recuit atteint un programme serré. Vérifiez toujours le certificat d'allongement et, pour les alliages durs, programmez un recuit avant le pliage..
L'inox austénitique 304/316 durcit rapidement. Dès que la surface extérieure cède, elle devient plus dure et moins ductile ; le virage suivant dans le même programme pousse cette couche plus dure sur le bord. Il s’agit du motif de fissure classique formé à froid sur les tuyaux d’échappement et les tubes hydrauliques en acier inoxydable.
Rayon de courbure par rapport au rapport R/D. Le plus grand levier contre la fissuration est le rayon. Un rayon central serré étire fortement la paroi extérieure. Règle générale en atelier : maintenez le rayon de courbure minimum du rapport R/D à environ 1,5D–2D pour l'acier doux, 3D pour l'acier inoxydable et plus grand pour le 6061-T6. Tout ce qui est plus serré nécessite un mandrin et souvent un pliage en plusieurs étapes.
Position du mandrin par rapport à la tangente. Un mandrin placé trop loin derrière la ligne tangente laisse entrer la paroi intérieure et la paroi extérieure trop fine, puis elle se fend. Poussé trop en avant, le nez frotte et accélère l'amincissement de la paroi du rayon extérieur . La tangente de la position correcte du mandrin est calculée à partir du diamètre extérieur, de la paroi, du rayon central et du diamètre du nez du mandrin.
Correspondance des matrices et glissement de la matrice de serrage. Si le glissement de la matrice de serrage laisse le tube glisser pendant l'étirage, la paroi extérieure s'étire de manière inégale et se déchire. La matrice de pliage, la matrice de serrage et la dérive d'assistance de la matrice de pression doivent toutes reposer sur la même ligne centrale avec la force appropriée.
Lubrification et préparation de surface. Les rayures, les bavures et les emboutissages profonds sur le diamètre extérieur du tube agissent comme des encoches de concentration de contraintes de défauts de surface . Une mauvaise flexion du tube de lubrification ajoute de la friction, chauffe la surface et alimente les mêmes fissures.
Même un tube parfait peut se briser sur une machine usée. La dérive assistée par la matrice de pression - lorsque le booster est en retard par rapport à l'axe de courbure - prive le rayon extérieur du matériau d'alimentation, de sorte que la paroi s'étire de plus en plus finement jusqu'à ce qu'elle se fende. Des erreurs de position du mandrin après un changement d'outillage, des servo-coupleurs desserrés ou une pression de serrage trop faible se traduisent tous par le même symptôme : une nouvelle fissure sur le coude extérieur. C'est pourquoi le dépannage en matière de cintrage de tubes se termine toujours par la vérification des coupleurs, des vis à billes et de la matrice de pression avant de blâmer le matériau.
• Confirmer l'allongement et la dureté à chaque cuisson ; recuire avant de plier sur des qualités dures.
• Programmer le plus grand rayon permis par la conception ; respecter le ratio R/D minimum du matériau.
• Utilisez un mandrin à bille pour les parois minces ou les rayons serrés ; réglez le nez 1 à 5 mm après la tangente en fonction de D/t.
• Faites pivoter l' axe neutre du cordon de soudure pour l'éloigner de la zone de tension extérieure.
• Adaptez les cavités de la matrice au diamètre extérieur, réglez la pression de serrage juste au-dessus du seuil de glissement et utilisez un lubrifiant de cintrage approprié.
• Pour les matériaux difficiles, divisez l'angle en étapes de pliage multi-passes pour maintenir la déformation par passe en dessous de la limite.
• Inspectez la première pièce sous grossissement – les signes de point d'initiation de fissure (déliés au niveau de la soudure, au niveau des rayures ou de la ligne tangente) apparaissent avant une fente complète.
Certains alliages (acier à haute résistance, titane, acier inoxydable 316 épais) résistent même après avoir réparé le rayon, le mandrin et les pinces. Dans ces cas-là, l’atelier a recours à trois techniques. Premièrement, le pliage en plusieurs passes divise l'angle de 90 degrés en deux ou trois angles plus petits, permettant au matériau de récupérer entre les passes et de maintenir la contrainte par passe en dessous de la limite. Deuxièmement, le recuit entre passes ramollit l’acier inoxydable écroui à mi-programme ; cela ajoute un cycle de four mais évite la fissuration de l'ensemble du cycle. Troisièmement, une matrice de pliage personnalisée empochée exactement pour votre diamètre extérieur et votre mur donne un profil de pression plus uniforme qu'une matrice disponible dans le commerce, et une cintreuse de tubes CNC moderne contrôle la vitesse d'alimentation, le suivi de poussée et l'oscillation du mandrin en boucle fermée - de sorte que la même recette s'exécute répétition après répétition au lieu d'être réajustée à la main. Pour la plupart des ateliers, les économies les plus importantes ne proviennent pas de l'achat d'une machine plus grande, mais du traitement du premier tube fissuré comme d'une donnée : vérifiez l'allongement, vérifiez le nez du mandrin, vérifiez l'orientation de la soudure et corrigez la cause profonde avant que la pièce suivante ne soit pliée.
T1. Pourquoi un tube se fissure-t-il uniquement à l’extérieur du coude ?
Le rayon extérieur est en tension. Lorsque la limite d'allongement est dépassée , les fibres externes se déchirent. L'intérieur est en compression et se froisse à la place.
Q2. Un rayon de courbure légèrement plus petit peut-il encore fonctionner ?
Seulement si vous ajoutez un support de mandrin, ralentissez la vitesse et confirmez l'allongement du matériau. Restez au-dessus du minimum publié ratio R/D .
Q3. L"acier inoxydable se fissure-t-il plus que l"acier doux ?
Oui. Le 304/316 durcit rapidement, de sorte que la surface extérieure devient rapidement cassante. Résolvez-le avec des rayons plus grands, une meilleure lubrification et parfois un recuit entre passes.
Q4. Quel est le rapport entre la position du mandrin et la fissuration ?
Si le mandrin s'éloigne de la tangente, la paroi intérieure s'effondre et la paroi extérieure s'amincit excessivement. S'il est placé trop en avant, il gratte et accélère l'amincissement du rayon extérieur de la paroi..
Q5. Le cordon de soudure se trouve à l’intérieur du coude – est-ce sécuritaire ?
Plus sûr qu"à l"extérieur, mais la meilleure pratique consiste à placer la soudure près de l"axe neutre, où la tension et la compression sont proches de zéro.
Q6. Ma machine est neuve, pourquoi se divise-t-elle encore ?
Vérifiez la dérive de l'assistance à la matrice de pression , l'étalonnage de la force de serrage et la correspondance de la cavité de la matrice. Les nouvelles machines ont encore besoin d'être configurées, pas seulement d'être alimentées.
Q7. La lubrification peut-elle vraiment arrêter les fissures ?
Cela ne corrigera pas un rayon trop serré, mais une bonne lubrification par étirage élimine les points chauds induits par la friction qui deviennent des points d'initiation de fissures .
Q8. Une fissure capillaire est-elle acceptable si elle est petite ?
Non. Toute racine des cheveux visible dans le rayon extérieur s’ouvrira sous l’effet des vibrations ou de la pression. Traitez-le comme de la ferraille et réparez la configuration.
La plupart des fissures dans les tuyaux courbés ne sont pas mystérieuses. Ils sont le résultat visible d'un ou plusieurs facteurs prévisibles : un matériau qui ne peut pas s'étirer suffisamment, un rayon trop serré, un mandrin hors de la tangente, une soudure dans la zone de tension ou une machine qui a dérivé. Parcourez la liste de contrôle ci-dessus et vous découvrirez la cause dès le premier élément. Lorsque vous êtes prêt à utiliser une machine qui maintient ces paramètres répétition après répétition, [ SLS Machinery ] ( https://www.slsmachinery.com ) construit des lignes de cintreuse de tubes CNC avec une assistance par servo-pression, un contrôle de mandrin et de serrage programmable et un outillage multi-stack pour les alliages exacts que vous utilisez - vous passez ainsi moins de temps sur le dépannage du cintrage des tubes et plus de temps à expédier de bonnes pièces.
URL de la chaîne de vidéos sur les machines SLS : https://www.youtube.com/channel/UCBz_laOhfRZ_e00NxcyMwhQ
