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方矩管的穿孔变形分析
作者:山东聊城盛联管业有限公司 来源:http://www.wufengfangjuguan.com 日期:2019/8/15 9:57:35 人气:0

  方矩管穿孔过程中存在着两种金属变形,基本变形和附加变形。

  (一)基本变形

  它是指外观的形状的变化,即可直接观察到的宏观变形,与材料性质无关。由一个实心圆坯料穿成一个空心方矩管坯的过程中,宏观变形包括延伸变形、周向变形和径向变形。沿变形区长度上各断面3个方向的变形分布。

  (二)附加变形

  它指的是材料内部的直接观察不到的变形,是由金属的内应力引起的。附加变形会带来一系列的后果,如使变形时能耗增加,引起附加应力;易导致方矩管内外表面缺陷和内部产生缺陷等。附加变形一般难于从管坯外观上直接观察到,因此要采用特殊的试件进行研究。附加变形包括以下三种形式:

  1)扭转变形

  当方矩管坯上沿长度方向有一直线折叠时,穿孔后直线折叠变成大螺旋形折叠。又如加热管坯产生阴阳面时,穿孔过程中管坯上的阴阳面在毛管上呈大螺旋形分布,这些现象都是由扭转变形造成的。扭转变形是由管坯和轧辊之间运动、变形的相互矛盾而引起的。在轧制实心坯阶段扭转变形很小,到在顶头上轧制阶段扭转变形急剧增加。

  2)切向剪切变形

  在顶头上的穿孔开始阶段,由于顶头表面的圆周速度大于金属的切向流动速度,顶头如同轧辊一样也带动金属向切向流动,这样与顶头直接接触的内表面金属的切向流动速度大于管壁的中间层,原来为直线形的条痕变形后呈c形曲线分布;而且随着方矩管壁变形程度的加大,曲线弯曲程度也加大。这样在各层金属之间将产生较大的切向剪切变形。

  3)纵向剪切变形

  内层金属的轴向流动较外层慢,变形时内层金属阻止外层金属作轴向内表面纵向剪切变形流动,在各层金属之间产生纵向剪切变形。纵向剪切变形是顶头的轴向阻力造成的。因穿孔时轧辊带动管材作轴向流动,而顶头则阻止金属轴向流动,***终导致各层金属轴向流动有差异。但是各层金属又是相互联系的一个整体,不能分离。因此在各层金属间必然要产生附加变形和附加应力,常使同轧辊和顶头直接接触的表层出现缺陷,或者使方矩管坯表面原有的缺陷发展或扩大。