Полые профили – решающее значение имеют края

Когда речь идет о стальных трубах (или, точнее, о полых профилях стальных конструкций), основное внимание обычно уделяется краям. Но почему они так важны и как учет краев может еще больше улучшить следующий проект?

Большинство конструкционных полых профилей, используемых в строительстве или машиностроении, имеют квадратную или прямоугольную форму. Это не потому, что эти формы более стабильны, чем круглые трубы, а потому, что их использование конструктивно намного проще. Плоские стороны, которыми обладают металлические профильные трубы облегчают соединения с другими элементами. Часто они просто лучше вписываются в дизайн визуально. Но, квадратные и прямоугольные полые профили, естественно, имеют четыре грани. И именно здесь становятся отчетливо видны различия в качестве между стальными трубами.

Различия можно приблизительно свести к следующему:

а) Форма кромок или поперечное сечение профиля

б) Структура, однородность и технические характеристики конечного продукта

Простые стальные профильные трубы холодной штамповки обычно изготавливаются путем сначала сгибания плоской стальной полосы в круглую форму. Затем края полосы соединяются друг с другом с помощью процесса сварки HFI – получается круглая труба. Эта труба затем подается через набор профильных роликов, которые придают ей квадратную или прямоугольную форму.

Если вы теперь посмотрите на края, то увидите два очень важных эффекта:

1. Так как профиль формируется в холодном состоянии, требуются большие формовочные усилия, которые можно прикладывать только до определенной степени. Таким образом, радиус кромки обычно больше по сравнению с профилями горячей штамповки.

2. Но даже если радиус кромки сравнительно большой, холодная штамповка вызывает напряжения в стали. Происходящее деформационное упрочнение сопровождается повышением хрупкости или снижением пластичности, что приводит к различным значениям твердости.

С другой стороны, если купить металл, в случае реальных горячедеформированных или нормированных конструкционных пустотелых профилей радиусы кромок можно сделать более узкими без каких-либо проблем. Первоначально они также изготавливаются в виде круглых труб из полосовой стали. Однако затем полые профили нагревают до температуры нормализации (свыше 850 °C) – затем происходит окончательная формовка в раскаленном состоянии. При такой высокой температуре гораздо легче сформировать трубку точного квадрата или прямоугольника. Кроме того, структура зерна и твердость в области кромки не изменяются, независимо от того, насколько «узким» является профиль кромки.