مخطط عملية تصنيع كوع فولاذي

كوع فولاذي غير ملحوم:كوع فولاذيهو نوع من وصلات الأنابيب يُستخدم في تشكيل خطوط الأنابيب. يشكل الكوع حوالي 80% من إجمالي وصلات الأنابيب المستخدمة في نظام الأنابيب. عادةً ما تُختار عمليات تشكيل مختلفة لأكواع الصلب ذات المواد أو سماكات الجدران المختلفة. تشمل عمليات تشكيل رؤوس الصلب غير الملحومة الشائعة الاستخدام في المصانع: الدفع الساخن، والختم، والبثق، وغيرها. تعتمد عملية تشكيل كوع الصلب بالدفع الساخن على استخدام آلة دفع خاصة، وقالب أساسي، وجهاز تسخين، حيث تتحرك قطعة الصلب الموضوعة على القالب للأمام تحت ضغط آلة الدفع، ثم تُسخن وتتمدد، وتُثنى وتُشكل. تُحدد خصائص تشوه كوع الصلب بالدفع الساخن قطر قطعة الصلب الخام وفقًا لقانون ثبات حجم المادة المعدنية قبل وبعد التشوه اللدن. يكون قطر قطعة الصلب الخام المستخدمة أصغر من قطر كوع الصلب. يُعوض انضغاط تدفق المعدن عند القوس بأجزاء أخرى تُرقق نتيجة لتمدد القطر، للحصول على كوع صلب بسماكة جدار موحدة.

تتميز عملية تشكيل الكوع الفولاذي بالضغط الساخن بمظهرها الجميل، وسماكة جدارها المنتظمة، وإمكانية تشغيلها بشكل متواصل، مما يجعلها مناسبة للإنتاج بكميات كبيرة. ولذلك، أصبحت الطريقة الرئيسية لتشكيل أكواع الفولاذ الكربوني والفولاذ السبائكي، كما تُستخدم أيضًا في بعض مواصفات الفولاذ المقاوم للصدأ.

تشمل طرق التسخين في عملية التشكيل التسخين الحثي متوسط ​​التردد أو عالي التردد (حيث يمكن أن تكون حلقة التسخين متعددة الدوائر أو أحادية الدائرة)، والتسخين باللهب، والتسخين في فرن عاكس. وتعتمد طريقة التسخين على متطلبات المنتج المُشكَّل وتوافر الطاقة. يُعد تشكيل كوع الصلب بالضغط من أقدم عمليات التشكيل المستخدمة في الإنتاج الكمي لأكواع الصلب غير الملحومة. وقد استُبدلت هذه الطريقة بطريقة الدفع الساخن أو غيرها من عمليات التشكيل في إنتاج أكواع الصلب ذات المواصفات الشائعة، إلا أنه في بعض المواصفات، ونظرًا لانخفاض كمية الإنتاج، يكون سُمك جدار كوع الصلب إما سميكًا جدًا أو رقيقًا جدًا.

لا يزال يُستخدم هذا الأسلوب عندما يكون للمنتج متطلبات خاصة. تعتمد عملية تشكيل الكوع الفولاذي بالختم على استخدام أنبوب خام بنفس القطر الخارجي للكوع الفولاذي، والذي يتم ضغطه وتشكيله مباشرة في القالب بواسطة مكبس.

قبل عملية التشكيل، يتم وضع الأنبوب الخام على القالب السفلي، ويتم وضع القلب الداخلي والقالب النهائي في الأنبوب الخام، ويتحرك القالب العلوي إلى الأسفل لبدء الضغط، ويتم تشكيل الكوع الفولاذي من خلال تقييد القالب الخارجي ودعم القالب الداخلي.

بالمقارنة مع عملية الضغط الساخن، فإن جودة مظهر عملية التشكيل بالضغط ليست بنفس جودة الأولى؛ إذ يكون القوس الخارجي لكوع الصلب المشكّل بالضغط في حالة تمدد أثناء التشكيل، ولا يوجد معدن زائد في الأجزاء الأخرى لتعويض ذلك، لذا ينخفض ​​سمك الجدار عند القوس الخارجي بنحو 10%. ومع ذلك، ونظرًا لملاءمتها لإنتاج القطع الفردية وانخفاض تكلفتها، تُستخدم عملية تشكيل كوع الصلب بالضغط في الغالب في تصنيع الدفعات الصغيرة وأكواع الصلب ذات الجدران السميكة.

تُقسم أكواع الصلب المختومة إلى نوعين: التشكيل على البارد والتشكيل على الساخن. وعادةً ما يتم اختيار التشكيل على البارد أو على الساخن بناءً على خصائص المادة وقدرات المعدات.

تتمثل عملية تشكيل الكوع الفولاذي المبثوق على البارد في استخدام آلة تشكيل خاصة لوضع الأنبوب الخام في القالب الخارجي. ثم تتحرك الفجوة المتبقية لإتمام عملية التشكيل.

يتميز الكوع الفولاذي المصنّع بتقنية البثق البارد للقوالب الداخلية والخارجية بمظهر أنيق، وسماكة جدار منتظمة، وانحراف أبعاد ضئيل. لذا، تُستخدم هذه التقنية بكثرة في تشكيل أكواع الفولاذ المقاوم للصدأ، وخاصةً الأكواع ذات الجدران الرقيقة. تتطلب هذه التقنية دقة عالية في القوالب الداخلية والخارجية، كما أن متطلبات انحراف سماكة جدار الأنبوب الخام صارمة نسبيًا.

لحام الصفيحة الوسطى: تُستخدم الصفيحة الوسطى لتشكيل نصف مقطع الكوع الفولاذي باستخدام مكبس، ثم يُلحم المقطعان معًا. تُستخدم هذه العملية عادةً لتصنيع أكواع فولاذية بقطر اسمي أكبر من 700 نانومتر. بالإضافة إلى عمليات التشكيل الثلاث الشائعة المذكورة أعلاه، تُستخدم أيضًا عملية تشكيل أخرى لتصنيع أكواع فولاذية غير ملحومة، حيث يُبثق الأنبوب الخام إلى القالب الخارجي، ثم يُمرر عبر أداة كروية لتشكيله. مع ذلك، تُعد هذه العملية معقدة نسبيًا، وتتطلب جهدًا كبيرًا، كما أن جودة التشكيل ليست بجودة العملية المذكورة سابقًا، لذا نادرًا ما تُستخدم.