Współczesny przemysł metalurgiczny i maszynowy coraz częściej boryka się z problemem deformacji blach stalowych, które powstają w wyniku cięcia termicznego. Metody takie jak cięcie plazmowe, laserowe czy tlenowe są powszechnie stosowane z uwagi na swoją wydajność i precyzję, jednak powodują występowanie naprężeń cieplnych i lokalnych zmian strukturalnych, które skutkują odkształceniami detali. W produkcji seryjnej i wielkoskalowej konieczne jest zapewnienie wysokiej jakości płaskości elementów blaszanych, co bezpośrednio przekłada się na jakość montażu, precyzję spawania oraz dalszą obórkę.
W odpowiedzi na te wyzwania coraz większą popularność zyskują prostowarki wielorolkowe. Ich zastosowanie pozwala na automatyczne i powtarzalne usuwanie odkształceń poprzez proces kontrolowanego, wielokrotnego zginania i prostowania blachy. Celem niniejszego artykułu jest kompleksowe przedstawienie problemu deformacji blach po cięciu termicznym oraz sposobu ich eliminacji przy użyciu prostowarek wielorolkowych.
Deformacje blach po cięciu termicznym
Deformache blach po cięciu termicznym omawiać można w kontekście metod cięcia termicznego, mechanizmów powstawania odkształceń i typowych rodzajów deformacji blach.
Metody cięcia termicznego
Metody cięcia termicznego są nieodłącznym elementem współczesnej produkcji blach. Do najczęściej stosowanych należą:
- Cięcie plazmowe: wykorzystuje łuk elektryczny i strumień gazu, który topi i wydmuchuje metal. Cechuje się dużą prędkością i precyzją, jednak generuje znaczne ilości ciepła.
- Cięcie tlenowe (gazowe): polega na podgrzaniu metalu do temperatury zapłonu i spaleniu go w strumieniu tlenu. Stosowane głównie do stali węglowej o większych grubościach.
- Cięcie laserowe: wykorzystuje wiązkę lasera, która topi lub odparowuje metal. Zapewnia wysoką precyzję, ale także powoduje nagrzewanie strefy cięcia.
Mechanizmy powstawania odkształceń
Każda z wymienionych metod powoduje lokalne nagrzewanie obrabianego materiału, co prowadzi do powstania naprężeń cieplnych i niejednorodności strukturalnych. Po schłodzeniu następuje skurcz termiczny, który często przebiega nierównomiernie, prowadzi do wyginania się krawędzi, falowania powierzchni, skręcania lub wypaczania całego detalu.
Typowe rodzaje deformacji
- Falistość i pofalowania powierzchni
- Skręcenie detalu wokół osi podłużnej
- Wygięcia poprzeczne i podłużne
- Wypaczenia krawędzi cięcia
Zjawiska te są szczególnie niepożądane w przypadku dalszego spawania, montowania elementów konstrukcyjnych lub obórki mechanicznej.
Tradycyjne metody prostowania i ich ograniczenia
W celu eliminacji odkształceń stosowano historycznie kilka metod manualnych i mechanicznych:
- Prostowanie ręczne za pomocą młotków, kowadeł i pras
- Prostowanie na zimno przez dociskanie na prasach krawędziowych
- Uderzanie punktowe mające na celu kompensację naprężeń
Ograniczenia tych metod:
- Niska powtarzalność i jakość
- Duże ryzyko uszkodzenia powłoki lub struktury
- Wysoka pracochłonność i czasochłonność
- Brak możliwości automatyzacji
Dlatego w przemyśle wielkoseryjnym coraz częściej zastępuje się je rozwiązaniami zautomatyzowanymi.
Zasada działania prostowarej wielorolkowych
Wielorolkowe prostowarki do blachy działają na zasadzie cyklicznego zginania i prostowania blachy podczas jej przechodzenia przez szereg naprzemiennie rozmieszczonych rolek. Kluczowe elementy budowy:
- Rolki robocze (napędowe i dociskowe), ustawione naprzemiennie
- Mechanizm regulacji docisku górnych rolek
- Napęd rolkowy i systemy prowadzenia blachy
Podczas przechodzenia przez prostowarkę blacha ulega na przemian ugięciom w przeciwnych kierunkach, co powoduje usunięcie naprężeń szczątkowych i uzyskanie płaskiej powierzchni.
Paramtetry technologiczne prostowarek wielorolkowych
Na skuteczność prostowania wpływają:
- Liczba i średnica rolek
- Odległości między rolkami (skok)
- Siła docisku górnych rolek
- Prędkość przejścia blachy
- Grubość i materiał blachy
Zbyt mała liczba rolek lub niedostateczny docisk powoduje nieefektywne prostowanie. Z kolei zbyt duży nacisk może prowadzić do uszkodzenia powierzchni lub nadmiernego odkształcenia plastycznego.
Zastosowanie prostowarek wielorolkowych po cięciu termicznym
W przypadku blach poddanych cięciu termicznemu istotne jest dopasowanie ustawień maszyny do rodzaju i skali deformacji. Prostowarki mogą być wykorzystywane zarówno do prostowania całych arkuszy, jak i pasków czy detali wyciętych laserowo/plazmowo.
Proces ustawiania prostowarki wielorolkowej
- Wybór odpowiedniego programu prostowania
- Regulacja siły docisku
- Test przejścia i pomiar efektów
- Korekta parametrów w razie potrzeby
Przykłady zastosowań prostowarek wielorolkowych
- Prostowanie wycinanych paneli stalowych do obudów
- Prostowanie części konstrukcyjnych do maszyn
- Korekcja detali przed gięciem lub spawaniem
Korzyści z zastosowania prostowarek wielorolkowych
- Zwiększenie precyzji: poprawa płaskości do tolerancji ±0,2 mm/m
- Powtarzalność: możliwość tworzenia zautomatyzowanych programów
- Redukcja strat: mniejsza liczba braków i odrzutów
- Przygotowanie do dalszej obórki: zapewnienie odpowiednich parametrów wejściowych do pras, spawarek, robotów
- Obniżenie kosztów produkcji: skrócenie czasu pracy i ograniczenie robocizny
Zastosowanie przemysłowe prostowarek wielorolkowych
Prostowarki wielorolkowe znajdują zastosowanie w wielu sektorach:
- Przemysł maszynowy: produkcja ram, obudów, komponentów
- Konstrukcje stalowe: elementy nośne, profile, panele
- Motoryzacja: części karoserii, elementy wsporcze
- Stocznie: elementy kadłubów, poszycia, pokłady
Prostowarki wielorolkowe stanowią niezastąpione narzędzie w walce z deformacjami blach powstającymi po cięciu termicznym. Ich zastosowanie pozwala na znaczną poprawę jakości wyrobów, zwiększenie efektywności produkcji oraz obniżenie kosztów. Dzięki możliwości automatyzacji i programowania stanowią one kluczowy element nowoczesnych linii produkcyjnych, szczególnie tam, gdzie wymagana jest wysoka precyzja i powtarzalność obórki blach.
Autor artykułu Jerzy Sztormowski
Tel. 784 233 669
Mail: jurek@chmpolska.pl
