Zkušební metody pro tváření plechů
Dobrá tažnost tenkých plechů je velice žádoucí. V technologii tváření se tenké plechy zpracovávají různými výrobními procesy, jako je válcování, tváření, protlačování, vytlačování, hluboké tažení nebo ohýbání. Používá se k přetvoření plochého plechového polotovaru do konečného tvaru.
Stroje pro zkoušení plechů ZwickRoell provádí testování požadovaných vlastností pro zpracování plechů při tahových silách až do 1 000 kN. Zkušební metody pro tváření plechů poskytují charakteristické hodnoty pro zpracování kovů a zahrnují různé zkoušky, jako jsou například kalíškovací zkoušky, hloubením a zkoušky rozšiřováním otvoru.
Inovace jsou z velké části hnány technologiemi v oblasti dopravy, zejména automobilovým průmyslem. Rostoucí požadavky na používání plechů v rámci obecného požadavku na lehké konstrukce vedly k vývoji vysokopevnostních a ultrapevnostních ocelových materiálů, ačkoli jejich nižší tažnost a vyšší elastické zotavení kladou nové výzvy pro technologii tváření a řízení procesů.
Kalíškovací zkouška Zkouška hloubením Zkouška rozšiřováním otvoru Další zkušební metody Požádat o konzultaci
Typické zkušební metody pro tváření plechů a pásů
Mezi typické zkušební metody pro tváření plechů patří klasická zkouška hloubením podle Erichsena (ISO 20482) a Olsena (ISO 20482), zkouška kalíškovací (ISO 11531 / EN 1669) a zkoušky rozšiřováním otvorů podle ISO 16630, které se stále častěji používají u vysokopevnostních ocelí.
Zvláštní pozornost je věnována stanovení křivek mezní tvařitelnosti (FLC) podle normy ISO 12004, která se používá ve dvoustupňovém experimentu k vytvoření kritických deformací při zkouškách, které se pak porovnávají s existujícími deformacemi na skutečných součástech a vyhodnocují se. Jakmile je stanovena křivka mezní tvařitelnosti (FLC), používá se ve fázi návrhu součásti k optimalizaci tváření plechu, čímž se urychluje proces vývoje.
Další metody zkoušení plechů pro tváření:
Aby bylo možné zaručit, že materiály mají požadované vlastnosti a tvářecí procesy probíhají správně, používají se nejen speciální zkoušky plechů, ale provádí se také standardizované zkušební metody, jako zkoušky tahem nebo ohybem.
Zkouška tahem Biaxiální zkouška tahem Válečkovací zkouška Zkouška 3bodovým ohybem Zkouška ohybem malých desek Zkouška vzorků tvaru obráceného U
Zkouška tahem se stanovením hodnot r a n
Požadované vlastnosti tenkých plechů se často týkají dobré tažnosti současně s vysokou pevností. Tahovou zkouškou se zjišťují hodnoty r a n, které charakterizují tvárnost plechů.
Hodnota r popisuje vertikální anizotropii. U hodnoty r se měří také příčné deformace vzorku pro tahovou zkoušku.
Hodnota n popisuje zpevnění (nárůst napětí) při plastické deformaci až do rovnoměrného prodloužení. Určí se z hodnot napětí v tahu a podélné deformace.
Pro stanovení charakteristických hodnot tahovou zkouškou nabízí společnost ZwickRoell široké portfolio standardních testovacích systémů až do 2 500 kN, které umožňují velmi přesně provádět i zkoušky s vysokým zatížením.
Zkouška tahem podle ISO 6892-1 Zkouška tahem podle ASTM E8 Určování hodnoty r Určování hodnoty n
Biaxiální (dvouosá) zkouška tahem
Biaxiální neboli dvouosá zkouška tahem je tradiční metodou, která slouží ke stanovení deformačních vlastností materiálů. Používá se především ve výzkumu a vývoji, protože umožňuje nastavit a zkoumat definované hodnoty napětí v místě kříže vzorku.
Společnost ZwickRoell nabízí potřebné vybavení a vyrábí dvouosé zkušební stroje podle požadavků zákazníka. Ve většině případů se deformace měří opticky. ZwickRoell nabízí dvě různá řešení. Spolu s partnery pracuje ZwickRoell na vývoji a výrobě řešení pro měření rozložení deformace s vysokým rozlišením.
Válečkovací zkouška
Tato zkouška je určena ke stanovení koeficientu tření mezi ocelovým plechem a nástrojem pro hluboké tažení, aby bylo možné určit ideální mazivo pro tento tvářecí proces, a tím zabránit vzniku trhlin i zmačkání. Současně je zajištěn optimální proces hlubokého tažení.
Přípravek pro hluboké tažení lze snadno nainstalovat do standardního zkušebního stroje. Při zkoušce se do horní upínací čelisti a speciálního přípravku upne pás plechu o standardizovaných rozměrech (300 mm x 30 mm x 2 mm). Poté působí na plech tažník. Tento postup lze automaticky několikrát různě opakovat.
Digitálně řízená upínací síla nástroje pro tažení zaručuje přesné a reprodukovatelné výsledky zkoušek. Matrici nástroje lze rychle vyměnit, aby vyhovovala různým zkušebním specifikacím.
Zkouška ohybem
Zkouška tříbodovým ohybem slouží nejen ke stanovení charakteristik ohybových vlastností, ale také k vizuálnímu posouzení průhybu. Během zkoušky ohybem se vizuálně sleduje zejména chování svarového spoje. Řada zkušebních přípravků pro zkoušku ohybem od společnosti ZwickRoell s úpravou pro snadnou montáž do upínacích čelistí představuje ideální řešení.
Zkouška ohybem malých desek
Zkouška ohybem malých desek se používá ke stanovení úhlu ohybu plechů karoserie. Cílem zkoušky je určit deformační chování a zjistit náchylnost kovových materiálů k porušení během tvářecích procesů, při nichž jsou zatěžovány převážně ohybem nebo rázem.
Tyto zkoušky lze provádět se speciálními přípravky pro zkoušky 3bodovým nebo 4bodovým ohybem na všech strojích řady AllroundLine.
Metoda s použitím vzorků tvaru obráceného U
Zkouška s použitím vzorků tvaru obráceného U se používá ke zkoušení povrchových úprav a povlaků na plechu. Provádí se na zkušebních strojích pro tváření plechů – BUP.
Tváření za tepla
- Kalení lisováním při výrobním procesu tváření za tepla získává v posledních letech na významu. Umožňuje vyhovět specifickým požadavkům na vyšší bezpečnost při nárazu i přes nižší celkovou hmotnost.
- Cílem této metody je získat výlisky se stejnou nebo vyšší pevností, než jaké by bylo možné získat konvenčními technikami tváření, avšak při menší spotřebě materiálu.
- Řada výrobců automobilů je využívá k výrobě konstrukčních částí karoserie, jako jsou A- a B-sloupky, převodové tunely, nosiče předních a zadních nárazníků, prahy a výztuže dveří, boční prvky i střešní ližiny či rámy.
- Tváření za tepla je ze své podstaty složitější než konvenční tváření a umožňuje vyrábět geometricky složité a současně vysoce pevné součásti s minimálními účinky zpětného pružení v kratším čase. Vzorky se odebírají z konečného produktu. Kromě tradiční zkoušky tvrdosti se zjišťuje také jejich pevnost při zkoušce tahem a ohybem.
