Het buigen van een stalen buis

Het buigen van een stalen buis

Buisbuiging is een verzamelnaam voor verschillende vormprocessen (buigprocessen), die tot doel hebben om door middel van krachtsinspanning een plastische vervorming van de buis te bewerkstelligen.

Als de vervorming van de buis onder de herkristallisatietemperatuur van het materiaal optreedt, wordt dit koudbuigen (koudvervormen) genoemd. Bij warm buigen daarentegen wordt de vormzone vóór het buigen inductief verwarmd om de vervorming van het materiaal mogelijk te maken of te bevorderen.

Buigproces: geometrie en bijzonderheden

Met betrekking tot de complexiteit van de buiggeometrie kan een principieel onderscheid worden gemaakt tussen de vervaardiging van afzonderlijke buigstukken, de vervaardiging van buis figuren in één buigvlak (bijv. buigspoelen) en de vervaardiging van complexe driedimensionale werkstukken met meerdere buigvlakken.

 

Door het elastisch-kunststof gedrag van metalen materialen veert de buis na elk buigproces een bepaalde hoekhoekhoeveelheid – de elastische component – terug. Deze zogenaamde terugveringshoek kan echter worden ingeschat afhankelijk van het materiaal en de afmetingen van de startbuis en de betreffende buighoek of worden bepaald door test bochten en worden opgeslagen in een database. De terugvering hoek moet voor het buigen dienovereenkomstig in aanmerking worden genomen en de buis moet met deze hoeveelheid worden overgebogen, zodat de gewenste buighoek na het buigen gehandhaafd blijft.

Ook bij het buigen van buizen zijn er altijd veranderingen in de wanddikte in de buisdoorsnede. De binnenste lagen van het werkstuk worden onderworpen aan drukspanning in combinatie met materiaalcompressie, terwijl de buitenste lagen worden onderworpen aan trekspanning en worden uitgerekt in de richting van de benen.

Deze trekspanning of uitzetting resulteert in een ovalisatie van de oorspronkelijk cirkelvormige buisdoorsnede. De buitenkant van de bocht heeft de neiging om tegen de middellijn aan te trekken, waardoor de pijp plat komt te liggen. Hoe kleiner de wanddikte van het werkstuk en de buigradius, hoe sterker de ovalisatie. De verandering in de dwarsdoorsnede heeft invloed op de vrije doorsnede en het sterktegedrag van de leidingen onder inwendige druk.

Buisbuigproces

Voor het stalen buis buigen (en profielen) kunnen verschillende processen worden gebruikt, afhankelijk van het materiaal en de afmetingen van het uitgangsmateriaal, de geometrie van het werkstuk en de vereiste bewerkingen precisie.

Analoog aan de buigprocessen volgens DIN 8586 kan bij het buigen van buizen een onderscheid worden gemaakt tussen processen met roterende gereedschapsbeweging en processen met lineaire gereedschapsbeweging. Een ander classificatiecriterium is de buigcontour, die kinematisch kan worden gegenereerd met behulp van een vrije-vorm buigproces of ook op vormgebaseerde wijze.

De meest voorkomende vormgebonden buigprocessen zijn het persen, het persen en het buigen met behulp van een roterende trekstang. Hiermee wordt de buis als het ware tot een buiggereedschap gevormd met daarin de “negatieve mal”. Eenvoudig 3-rollen buigen en 3-rollen afschuiven worden veel gebruikt in kinematische processen. Bij het persen wordt het buiggereedschap met de geïntegreerde buigradius handmatig of hydraulisch tegen twee tegenrollen gedrukt. Deze beweging dwingt de buis die tussen de buigstraal en de tegenrollen wordt geplaatst, om de straal te buigen. Aangezien de buizen niet van binnenuit kunnen worden ondersteund, is deze methode alleen geschikt voor dikwandige buizen en grote buigstralen.

Bij het buigen onder druk wordt de buis geklemd tussen een schuifwagen en een stationaire buigwals. Door de schuifwagen om de buigwals te draaien, wordt de buis gebogen naar de radius van de buigwals.

Het buigen met drie rollen wordt gebruikt om werkstukken met grote buigstralen te produceren. Het proces is vergelijkbaar met persen, maar de werkrol en de twee stationaire tegenrollen draaien om de plaat te vormen.

Draaitrekken is veel veelzijdiger en preciezer dan de eerder genoemde processen. Het werkstuk wordt tussen de buigwals en het klemstuk gefixeerd en gevormd door beide gereedschappen om de buigas te draaien.

Toepassingsgebied

Het buigen van pijpen is de essentiële productiestap in de fitting piping en de pijp prefabricage. Gebogen stalen buizen worden bijvoorbeeld vaak gebruikt als basis halffabrikaat voor de hydroforming.

In het algemeen zijn alle koud vervormbare materialen geschikt voor het buigen van buizen, zoals staal, roestvrij staal, koper, titanium, aluminium of legeringen van deze metalen. Naast ronde buis doorsneden, vierkante en ovale buizen, kunnen vlakke en massieve materialen en profielen met verschillende doorsnede vormen door buigen worden gevormd.

Meer informatie? Kijk op Klusvakman.nl