Biegen von Edelstahlrohren:Effektive Prozesse und wichtige Überlegungen

Edelstahl ist eines der beliebtesten Materialien in der Fertigungsindustrie. Dies macht das Biegen von Edelstahlrohren zu einem Standard-Umformverfahren zur Herstellung von Metallteilen für verschiedene Anwendungen. Ingenieure und Konstrukteure betrachten dies als einen Hauptvorgang als Teil eines Rohr- und Rohrleitungssystems.

Es ist jedoch ein angemessenes Verständnis für das Biegen von Stahlrohren erforderlich. Einige High-End-Edelstahlmaterialien sind jetzt Mainstream und verschärfen ihre Bearbeitungsherausforderungen. Daher ist es wichtig zu wissen, wie man den Biegeprozess durchführt.

In diesem Artikel besprechen wir die effektivsten Methoden zum Biegen von Stahlrohren. Wir würden Sie auch dabei unterstützen, das Beste aus dem Prozess herauszuholen.

Grundlagen und Herausforderungen von Biegen von Edelstahlrohren

Die Verwendung von Stahl für kundenspezifische Prototypen kann schwierig sein. Es ist ein hartes Material. Es ist jedoch ein duktiles und formbares Material. Es lässt sich leicht mit verschiedenen Bearbeitungsvorgängen in verschiedene Formen bringen. Das Biegen von Edelstahlrohren ist ein Prozess, der dabei hilft, die Rohre in mehrere wertvolle Konfigurationen zu formen.

Obwohl es möglich ist, rostfreien Stahl in verschiedene Formen zu biegen, kann der Prozess einen erheblichen direkten Druck für Spezialwerkzeuge erfordern. Wenn wir über das Biegen hochwertiger Edelstahlmaterialien sprechen, richtet sich die Aufmerksamkeit auf erhöhte Biegeschwierigkeiten. Die Schwierigkeit hängt oft von der Dicke des Schlauchs ab.

Dickwandige Schläuche erfordern normalerweise eine erhöhte Kraft zum Biegen. Darüber hinaus können bestimmte Größen und Formen von Rohren ihre Biegeausrüstung erfordern. Die Möglichkeit des Auftretens einer Rückfederung stellt auch eine erhebliche Herausforderung für das Biegen von Edelstahlrohren dar.

Wie man Edelstahlrohre biegt

Es ist ziemlich schwierig, mit Edelstahlrohren umzugehen. Einige Techniken können jedoch helfen, den Prozess zu vereinfachen. In diesem Abschnitt wird erläutert, wie man Edelstahlrohre mit den effektivsten Methoden biegt.

Dornrohrbiegen

Das Dornbiegen von Metallrohren wird häufig auf einer rotierenden Zugrohrbiegemaschine durchgeführt. Ein Dorn ist ein Werkzeug, das in ein Rohr eingesetzt wird, um sicherzustellen, dass seine Form beim Biegen intakt bleibt. Dorne können mit zusätzlichem kugelförmigen Stahl geliefert werden, um sicherzustellen, dass sie während des Biegevorgangs in den gekrümmten Abschnitten der Biegungen bleiben.

Das Setup für das Biegen von Dornrohren umfasst:

• Ein Druckwürfel – diese Matrize hält die Tangente (bzw. den geraden Abschnitt) der Wanne.
• Ein Klemmstempel – dreht das Stahlrohr um die Biegematrize.
• Ein Dorn – unterstützt das Rohrinnere um die Biegung und kann mit einigen Gelenkkugeln geliefert werden.
• Ein Wischerwürfel – berührt das Rohr direkt vor dem Tangentenpunkt des Innenradius und streift über das Werkstück, um Falten am Innenradius zu vermeiden.

Das Dornrohrbiegen dominiert die Edelstahlrohrbiegelandschaft, insbesondere Anwendungen mit engen Radien. Wenn Sie daran denken, Edelstahlrohre auf einen Radius zu biegen, sollten Sie Dornbiegen wählen. Dies liegt daran, dass die Methode maximale Kontrolle über Ovalität und Wandverdünnung bietet.

Die Verwendung eines Dorns im Innendurchmesser (ID) unterstützt den Materialfluss beim Biegen. Ebenso unterstützt der Druckstempel den Außendurchmesser (OD). Die Elemente werden kombiniert, um den Außen- und Innendurchmesser des Rohrs während des gesamten Biegevorgangs zu steuern. Das Biegen von Dornrohren hilft, die häufigsten Biegeprobleme zu vermeiden, vor allem das Rückfedern. Es verhindert auch Falten, Abflachung und Knicke.

Drei-Walzen-Biegen

Rollbiegen oder Winkelbiegen ist ein effektives Verfahren für größere Werkstücke. Im Allgemeinen handelt es sich um drei pyramidenförmig angeordnete Walzen mit entweder vertikaler oder horizontaler Fräsrichtung, je nach Größe des Abschnitts. Die Walzen bewegen sich so, dass sie große, meist bestimmte Radien erzeugen können.

Die Maschine bestimmt, welche Walzen sich auf welche Seite bewegen. Die Position der mittleren Rolle bestimmt den Radius des Rohrs oder Rohrs. Die obere Walze kann sich bei einigen Maschinen auf und ab bewegen, um den gewünschten Winkel zu erzielen. Bei anderen Maschinen bewegen sich zwei untere Walzen, während die obere Walze stationär bleibt.

Hersteller verwenden Rollbiegen zur Herstellung von Spiralen. Der Bediener kann Endlosspulen herstellen, indem er das Rohr nach einer Umdrehung anhebt. In diesem Fall sollte das Werkstück einen großen Radius und eine Steigung von einem Durchmesser haben. Bei einer größeren Spulensteigung ist jedoch eine zusätzliche Rolle erforderlich. Diese Rolle hilft, das Rohr während des Formens des Coils nach außen zu führen.

Ziehbiegung

Dieses Verfahren ähnelt dem Rohrbiegeprozess mit Dorn, nur ohne Dorn. Es erhöht die Präzision des Schlauchteils, um komplexe Mischungen ohne Verformungen zu erreichen. Bei dieser Methode wird die Maschine mit Klemmen gestützt.

Die Klemmen ermöglichen das Ziehen des Rohrs in eine Form, die einen ähnlichen Radius wie das Rohr hat. Mit diesem Prinzip hilft das Zugbiegen dabei, scharfe Biegungen am Rohr zu erzielen, während gleichzeitig eine hohe Genauigkeit und Konsistenz beibehalten wird.

Hersteller verwenden häufig das Rotationsziehbiegeverfahren für Rohrteile, die in Strukturgerüsten und Maschinen verwendet werden. Typische Beispiele sind Überrollkäfige, Fahrradlenker, Geländer etc.

Kompressionsbiegen

Eine weitere effiziente Methode zum Biegen von Edelstahlrohren ist das Druckbiegen. Bei diesem Verfahren wird das Material mit einem Kompressionswerkzeug um eine stationäre Biegematrize herum gebogen. Das System beinhaltet die anfängliche Klemmung des Rohres hinter dem hinteren Tangentenpunkt. Danach hilft die Pressmatrize, das Werkstück gegen die Biegematrize zu „pressen“.

Kompressionsrohrbiegen eignet sich am besten für symmetrische Werkstücke. Dies sind Rohre mit identischen Biegungen auf beiden Seiten. Das Biegen dieser Rohre erfolgt in einer Aufspannung auf Maschinen mit zwei Biegeköpfen. Daher sollten Sie diese Methode wählen, wenn die Rundheit einer Biegung nicht die wichtigste Überlegung ist.

Kompressionsbiegen ist ideal für Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit, wenn es darum geht, eine höhere Leistung bei geringeren Kosten zu erzielen. Wir empfehlen diese Methode jedoch nicht für Rohre mit einem Mittellinienradius (CLR) von weniger als dem Zweifachen des Biegedurchmessers. Das heißt, Sie benötigen eine Mittellinie von mindestens 2 Zoll für eine Rohrbiegung von 1 Zoll, um die gewünschte Biegequalität zu erzielen.

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Überlegungen zu Biegen von Edelstahlrohren

Wenn Sie überlegen, wie Sie Stahlrohre biegen, müssen Sie einige strukturelle Überlegungen und Faktoren berücksichtigen. Die wichtigsten sind:

Biegeradius

Beim Biegen von Stahlrohren müssen Sie oft einen engen Radius erzielen. In den meisten Fällen führt die Verdünnung der Außenwand der Biegung oft zu einer verzerrten Biegung. Die Verwendung eines Dorns zur Unterstützung kann helfen, dies zu verhindern. Das Dornrohrbiegen ist hier also die zuverlässigste Methode.

Manchmal kann das Erreichen eines engen Radius dazu führen, dass der Stahl seine Elastizitätsgrenzen überschreitet. Dies führt oft zu Verformungen wie Falten und Höckern. Hier empfiehlt sich das Drei-Walzen-Biegen oder Rundzugbiegen.

Darüber hinaus erfordern engere Biegeradien oft einen vorsichtigeren Kraftaufwand. Je nach Innendurchmesser und Dicke des Rohrs kann eine 180-Grad-Biegung möglich sein. Es kann jedoch eine breitere „U“-Form erforderlich sein, um die strukturelle Integrität und die innere Form zu bewahren.

Streckgrenze

Eine weitere wichtige Überlegung beim Biegen von Edelstahlrohren ist die Streckgrenze. Dies ist eine der Eigenschaften von Stahlmaterialien, die die Wahrscheinlichkeit einer Rückfederungsbildung geben kann. Materialien mit höherer Streckgrenze haben ein größeres Verhältnis von elastischer zu plastischer Dehnung. Solche Materialien weisen auch eine stärkere Rückfederung auf als solche mit geringerer Streckgrenze.

Daher ist es wichtig, die Streckgrenze Ihres Stahlmaterials vor dem Biegen zu bestimmen. Jede Biegung gibt eine angemessene Menge an Belastung. Daher sollte die Streckgrenze in Bezug auf die erwartete spezifische Dehnung berücksichtigt werden.

Materialstärke

Materialdickenschwankungen sind eine große Herausforderung beim Biegen von Edelstahlrohren. Sie spielt insbesondere dann eine große Rolle, wenn Verarbeiter versuchen, bestimmte Biegetoleranzen zu erreichen. In Bezug auf Durchschnittswerte wird oft über die Stärke verschiedener Edelstahlsorten gesprochen. Die tatsächliche Materialstärke liegt jedoch in der Realität in einem bestimmten Bereich.

Daher kann eine geringfügige Variation in der Dicke den Biegewinkel um einige Grad erheblich beeinflussen. Dies wirkt sich häufig auf die Ergebnisse aus, insbesondere wenn Sie enge Toleranzen benötigen. Es ist wichtig zu wissen, dass einige Materialien bei der kundenspezifischen Rohrherstellung möglicherweise mehr Biegekraft benötigen als andere. Dickere Edelstahlsorten erfordern mehr Kraft als dünnere.

Die Belastung beim Biegen dickerer Materialien um bestimmte Radien ist höher als bei dünneren Materialien um die gleichen Radien. Je dicker die Wände, desto höher ist der Druck, dem das Rohr standhalten kann. Ebenso neigen Rohre mit dünneren Wänden beim Biegen eher zum Kollabieren.

Daher ist es ratsam, die Biegekraft richtig einzustellen, um Unregelmäßigkeiten und Materialverformungen zu vermeiden. Sie müssen den richtigen Prozess auswählen und die Maschine entsprechend einstellen.

Geschweißte Rohre im Vergleich zu nahtlosen Rohren

Es können sowohl nahtlose als auch geschweißte Rohre gebogen werden. Nahtlose Rohre biegen sich jedoch oft besser, wenn der gewünschte Radius eng ist. Andererseits machen die dünneren Wände von geschweißten Rohren sie für Anwendungen mit größeren Durchmessern nützlich. Die Naht von geschweißten Rohren kann die Konsistenz von Biegungen beeinträchtigen. Dies ist auf den Spannungskonzentrationspunkt zurückzuführen, der sich auf dem Rohr bildet.

Spannungskonzentration verleiht geschweißten Rohren 20 % weniger Betriebsdruck als nahtlosen Rohren. Wir können auch die Möglichkeit einer unsachgemäßen Schweißnahtformung nicht übersehen, die dazu führt, dass das Rohr nicht perfekt rund ist. Dies verhindert das ordnungsgemäße Biegen von geschweißten Rohren.

Biegeradiustabelle für Edelstahlrohre

Der Biegeradius eines Rohrs ist der Radius, der zur Mittellinie des Rohrs gemessen wird. Biegeradius-Werkzeuge unterscheiden sich oft je nach Rohrbiegemaschine. Die gebräuchlichsten entsprechen jedoch in der Regel bestimmten Faustregeln.

Der Standard-Biegeradius beträgt 2 x D

Das bedeutet, dass ein Rohr mit einem Außendurchmesser von 20 mm einen Biegeradius von 40 mm benötigt. Engere Biegeradien wie ½ x D sind möglich. Es ist jedoch oft teurer, etwas unter 2 x D zu bekommen.

Der minimale Rollbiegeradius beträgt 7 x D

Materialeigenschaften und Wandstärke beeinflussen den minimalen Walzenbiegeradius. Daher ist das Festhalten an der 7 x D-Richtlinie technisch unbedenklich. Es ist auch ratsam, eine große Toleranz bei den Biegeradien zuzulassen.

Anwendungen von Edelstahlrohren

Edelstahlrohre sind aufgrund ihrer einfachen Montage ein vielseitiges Material, das in mehreren Branchen verwendet wird. Es hält auch extremen Bedingungen wie hohen Temperaturen und Druck stand. Dies ist eine der Eigenschaften von Edelstahl, die ihn in bestimmten Branchen nützlich macht.

Beispielsweise werden in der CNC-Bearbeitung für die Automobilindustrie Edelstahlrohre zur Herstellung hochwertiger Schalldämpfer verwendet. Dies liegt daran, dass sie dem extremen Druck, der durch sie geht, standhalten können. Es findet auch Verwendung in medizinischen Geräten, Rahmen von Solarmodulen, Industrieanlagen und elektrischen Leitungen. Die Fähigkeit, Stahlrohre in verschiedene Formen und Dicken zu formen, macht sie noch nützlicher.

Sie finden Edelstahlrohrprodukte für verschiedene Haushaltsanwendungen, einschließlich Haushaltsgeräte, Heizungs-, Wasser- und Sanitärsysteme. Es gibt kaum eine Branche, die dieses vielseitige Material nicht verwendet, darunter die Luft- und Raumfahrt, die Automobil-, die Technologie-, die Elektro-, die Bau- sowie die Lebensmittel- und Getränkeindustrie.

Innovatoren finden jeden Tag neue Verwendungsmöglichkeiten für Edelstahlrohre und integrieren sie in jeden Aspekt des Lebens.

Ist das Biegen von Stahlrohren also das Richtige für Ihre Anwendung?

Wie bereits erwähnt, sind Stahlrohre in verschiedenen Branchen für unterschiedliche Anwendungen nützlich. Auch die Verfügbarkeit hochentwickelter Maschinen und moderner Methoden macht das Rohrbiegen präziser. Daher haben Sie durch die Auswahl des geeigneten Materials, Verfahrens und Werkzeugs eine hervorragende Chance, die perfekte Biegung für Ihre Anwendung zu erzielen.

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Häufig gestellte Fragen

Wie schwer ist es, Edelstahlrohre zu biegen?

Das Biegen von Stahlrohren kann aufgrund der Härte des Materials sehr schwierig sein. Die Wahl des richtigen Herstellers mit angemessenen Kenntnissen über Prozesse und Werkzeuge kann jedoch dazu beitragen, den Prozess reibungsloser zu gestalten.

Ist das Rohrbiegen mit Dorn besser als das Rollbiegen?

Welche Methode Sie wählen, hängt von Ihren Biegeanforderungen ab. Das Dornbiegen wird bevorzugt für Biegeoperationen mit engeren Radien verwendet, um Abflachungen, Falten und Knicke zu vermeiden. Andererseits ist Rollbiegen ideal für dünnere Rohre mit großem Biegeradius.

Was sind die Anwendungen von Edelstahlrohren?

Viele Branchen verwenden Edelstahlrohre für verschiedene Anwendungen. Sie werden in Haushaltsgeräten, Automobil- und Luft- und Raumfahrtteilen, elektronischen Geräten, Sanitärsystemen, medizinischen Geräten und vielem mehr verwendet.