강판 굽힘 및 성형: 반경, 결정 방향 및 스프링백

굽힘에서 일어나는 일

굽힘은 굽힘의 바깥쪽을 늘리고 안쪽을 압축합니다. 균열은 바깥 섬유 변형률이 해당 두께에서 강재가 제공할 수 있는 수준을 초과할 때 시작됩니다 — 이것이 모든 굽힘 규칙이 두께 대비 최소 내측 반경(r/t) 으로 표현되는 이유입니다.

최소 반경: 등급이 결정합니다

지표적인 프레스 브레이크 관행(제철소 데이터 시트가 우선합니다; 값은 두께가 커질수록 증가합니다):

재료	일반적인 최소 내측 반경
S355 구조용 강판	~1–2 × 두께(낮은 쪽 끝에서는 굽힘 축이 결정 방향과 교차)
S690 고장력강	~2–3 × 두께
NM400 / AR400 내마모 강판	~3–4 × 두께
NM500 / AR500 내마모 강판	~4–6 × 두께 또는 그 이상

내마모 강판의 반경은 구조용 강재에 익숙한 제작자를 놀라게 합니다: 경도와 굽힘성은 직접 맞바꾸는 관계이며, S355가 쉽게 받아들이는 반경은 NM500을 균열시킵니다. 두께는 상황을 더 악화시킵니다 — 같은 등급이라도 10 mm에서보다 40 mm에서 더 큰 r/t가 필요하는데, 이는 변형이 집중되고 두께 방향 품질 여유가 줄어들기 때문입니다.

결정 방향

압연 강판은 이방성입니다: 연성은 두께 방향과 단횡 방향에서 가장 낮고, 압연 방향을 따라 가장 좋습니다. 규칙은 다음과 같습니다:

• 압연 방향에 수직인 굽힘선(굽힘 축이 결정 방향과 교차)은 가장 작은 반경을 허용합니다 — 바깥 섬유가 결정 방향을 따라 늘어납니다.
• 압연 방향과 평행한 굽힘선은 더 큰 반경이 필요하며, 일반적으로 r/t가 약 50–100% 단계적으로 증가하고, 모서리 균열이 시작되는 방향입니다.

두 가지 모서리 규칙을 추가하십시오: 굽힘 구역에는 건전하고 다듬어진 모서리가 있는 강판을 사용하십시오(열 절단 모서리의 균열과 노치는 균열 시작점이며, 특히 단단한 강판에서 그렇습니다). 그리고 구멍과 절개부는 굽힘선에서 충분히 멀리 두십시오 — 일반적으로 최소 ~2 × 두께에 반경을 더한 거리 이상 — 이는 이들이 변형되고 변형을 집중시키기 때문입니다.

스프링백

펀치가 후퇴하면 탄성 회복으로 굽힘 각도가 벌어집니다. 스프링백:

• 강도가 높을수록 증가합니다: S355는 수 도 정도 스프링백할 수 있습니다; 내마모 강판과 고장력 강판은 눈에 띄게 더 큽니다. 또한 반경 대 두께 비율이 클수록, 다이 개구가 넓을수록 증가합니다.
• 과굽힘으로 보상됩니다 — 회복 후 목표 각도에 도달하도록 목표를 지나 굽히는 방법 — 또는 바토밍/코이닝(높은 톤수 비용을 수반), 또는 최신 프레스 브레이크에서의 각도 측정과 CNC 보정으로 보상됩니다.
• 항복 강도 산포에 따라 강판 배치 내에서도 달라지므로, Q&T 강판에서는 첫 번째 제품 검증과 배치별 조정이 일반적입니다.

균열 진단

굽힘부의 바깥 표면 균열은 거의 항상 다음 중 하나를 의미합니다: 등급/두께에 비해 반경이 너무 작거나, 굽힘 축이 결정 방향과 평행하거나, 굽힘 구역에 결함이 있거나 경화된 절단 모서리가 있거나, 제조사가 권장하는 최소 온도 아래에서 굽힌 경우입니다(추운 날씨는 위험을 키웁니다 — 많은 제조사는 단단한 강판을 최소한 상온에서 다루기를 원하며, 가장 무거운 작업에서는 굽힘선을 예열합니다). 내마모 강판을 열간 성형하는 것은 현장 임기응변이 아닙니다: 원래 템퍼링 온도 이상으로 가열하면 영구적으로 연화됩니다.