Uốn và Tạo Hình Tấm Thép: Bán Kính, Hướng Thớ và Đàn Hồi Ngược

Điều gì xảy ra tại một chỗ uốn

Uốn kéo giãn phía ngoài của chỗ uốn và nén phía trong. Nứt bắt đầu khi biến dạng sợi ngoài vượt quá những gì thép có thể mang lại ở chiều dày đó — đó là lý do mọi quy tắc uốn được biểu thị dưới dạng bán kính trong tối thiểu so với chiều dày (r/t).

Bán kính tối thiểu: mác quyết định

Thực hành máy uốn ép tham khảo (bảng dữ liệu của nhà máy chi phối; giá trị tăng theo chiều dày):

Vật liệu	Bán kính trong tối thiểu điển hình
Tấm kết cấu S355	~1–2 × chiều dày (trục uốn ngang thớ ở đầu thấp)
Cường độ cao S690	~2–3 × chiều dày
Tấm chịu mài mòn NM400 / AR400	~3–4 × chiều dày
Tấm chịu mài mòn NM500 / AR500	~4–6 × chiều dày hoặc hơn

Bán kính tấm chịu mài mòn làm ngạc nhiên các nhà chế tạo quen với thép kết cấu: độ cứng và khả năng uốn đánh đổi trực tiếp với nhau, và một bán kính mà S355 chịu dễ dàng sẽ làm nứt NM500. Chiều dày làm cho nó tồi tệ hơn — cùng một mác cần r/t lớn hơn ở 40 mm so với ở 10 mm, vì biến dạng tập trung và biên chất lượng xuyên chiều dày thu hẹp.

Hướng thớ

Tấm cán là bất đẳng hướng: độ dẻo thấp nhất theo hướng xuyên chiều dày và hướng ngang ngắn, tốt nhất dọc theo hướng cán. Quy tắc theo sau:

• Đường uốn vuông góc với hướng cán (trục uốn ngang thớ) chịu được bán kính chặt nhất — các sợi ngoài kéo giãn dọc theo thớ.
• Đường uốn song song với hướng cán cần bán kính lớn hơn, thường tăng khoảng 50–100% trong r/t, và là hướng mà các vết nứt mép khởi phát.

Thêm hai quy tắc về mép: sử dụng tấm có mép lành, đã sửa trong vùng uốn (vết nứt và khuyết của mép cắt nhiệt là nơi bắt đầu nứt, đặc biệt trên tấm cứng), và đặt các lỗ và lỗ khoét cách xa đường uốn — thường ít nhất ~2 × chiều dày cộng với bán kính — vì chúng làm biến dạng và tập trung biến dạng.

Đàn hồi ngược

Khi chày rút lại, sự phục hồi đàn hồi mở góc uốn. Đàn hồi ngược:

• Tăng theo độ bền: S355 có thể đàn hồi ngược vài độ; tấm chịu mài mòn và cường độ cao nhiều hơn đáng kể. Nó cũng tăng với tỷ lệ bán kính-trên-chiều dày lớn hơn và miệng khuôn rộng hơn.
• Được bù bằng uốn quá mức — ép vượt qua góc mục tiêu để sự phục hồi rơi đúng vào nó — bằng ép đáy/ép dập (với chi phí tấn lực cao), hoặc bằng đo góc và hiệu chỉnh CNC trên máy uốn ép hiện đại.
• Thay đổi trong một lô tấm theo sự phân tán giới hạn chảy, đó là lý do kiểm tra chi tiết đầu tiên và điều chỉnh theo lô là bình thường trên tấm Q&T.

Chẩn đoán nứt

Các vết nứt bề mặt ngoài tại chỗ uốn hầu như luôn có nghĩa là một trong các điều: bán kính quá chặt đối với mác/chiều dày, trục uốn song song với thớ, mép cắt bị lỗi hoặc đã tôi cứng trong vùng uốn, hoặc uốn dưới nhiệt độ tối thiểu nhà sản xuất khuyến nghị (thời tiết lạnh làm tăng nguy cơ — nhiều nhà sản xuất muốn tấm cứng ít nhất ở nhiệt độ phòng, và gia nhiệt trước đường uốn cho công việc nặng nhất). Tạo hình nóng tấm chịu mài mòn không phải là ứng biến tại hiện trường: gia nhiệt trên nhiệt độ ram ban đầu làm mềm nó vĩnh viễn.