Как согнуть трубу без трубогиба из различных материалов

Автор Монтажник На чтение 9 мин. Просмотров 3.5k.

В домашнем хозяйстве многие умельцы своими руками делают парники, беседки, навесы для машин, самостоятельно монтируют отопительные, водопроводные и газопроводные магистрали. При этом им приходится иметь дело с трубами разных материалов, сечений и часто решать задачу – как согнуть трубу без трубогиба.

И дело не в экономии финансовых средств (простое ручное приспособление стоит недорого) – стандартный заводской трубогиб не может обеспечить весь широкий диапазон работ с различными длинами, радиусами и материалами, которые используются в бытовом хозяйстве. Поэтому методы сгибания, которые можно применять без использования заводских приспособлений, актуальны и полезны для изучения любым домашним мастером.

 

Рис. 1 Вспомогательные элементы для гибки без станка своими руками – шаблоны и пружины

Методы гибки труб в домашних условиях

Способы, как согнуть трубные элементы в домашнем хозяйстве без использования заводских приспособлений, довольно разнообразны, включают в себя физическое и температурное воздействие.

Применение горячего метода

Большинство металлов и сплавов, нагретых до высокой температуры, становятся более пластичным и легче поддаются пластической деформации. К таким материалам относятся: сталь, медь, алюминий, латунь, дюралюминий, алюминиево-железистая бронза. При термообработке становятся хрупкими цинковые сплавы, серый чугун, оловянистая бронза. При этом, чем выше температура нагрева, тем больше пластичность – для стали нагретой до 700ºС. усилие при деформации требуется в 4,5 раза больше, чем для изделий с температурой 1200ºС.

Также все нагретые металлы становится в 25 – 30 раз менее прочными, чем в холодном состоянии – это позволяет легко изгибать заготовки без сильного внутреннего противодействия, получая при этом наименьший радиус изгиба.

При температурном воздействии на металл основной опасностью является пережог – в этом случае при нагреве происходит оплавление металла, в его структуру проникает кислород и образуется хрупкие разрушаемые окислы.

Эффект пережога необратим и является браком, поэтому для исключения данного явления при нагреве следует применять приспособления с известной температурой струи или выдерживать определенное время нахождения нагреваемого участка в пламени.

 

Рис.2 Гиб своими руками на шаблонах

Используем наполнители – песок и воду

Использование песка или воды, помещенных внутрь заготовки, способствует равномерному распределению усилия по всей поверхности сгиба. Для работы используют мелкозернистый хорошо просушенный сеяный песок без посторонних вкраплений, который помещает во внутреннюю полость и закрывают обычными или жаростойким пробками в случае дальнейшего термического воздействия на трубную заготовку.

Воду редко используют – в жидком состоянии она при давлении выбивает пробки (с песком этого не происходит вследствие большого трения), поэтому ее обычно применяют зимой в замороженном состоянии. О нагреве в этом случае речи идти не может – трубы загибаются физическим воздействием на шаблонах или роликах.

Применение шаблонов

Для того, чтобы придать заготовке требуемую форму, часто используют шаблон. Им может быть любая поверхность, вокруг которой огибают заготовку – круглая труба большого сечения при спиральной намотке, стационарный валик с определенным диаметром, металлические пластины, к которым с усилием прижимают изгибаемую деталь. Для получения сложный криволинейной формы используются шаблоны из ряда саморезов, вкрученных в прочное основание и задающих путь деформируемому криволинейному элементу.

Рис. 3 Как гнут изделие без трубогиба нагревом

Валки

С помощью валков можно сделать самодельный ручной трубогиб рычажного типа, ничем не уступающий заводским образцам, при работе приспособления под воздействием рычага происходит огибание сферической поверхности валка деталью.

Наибольшей популярностью в бытовом хозяйстве пользуются трубогибочные вальцы, аналогичные промышленным агрегатам. Они состоят из двух вращающихся роликов, между которыми располагается третий на некотором расстоянии от их оси.

При работе заготовка помещается на два крайних ролика и к ней подводится центральной валок, создающий давление на поверхность – в результате происходит изгиб детали. С помощью данного приспособления можно получить достаточно большой равномерный радиус закругления на большом расстоянии, устройство особенно эффективно при создании арочных профилей для различного вида навесов и строительных конструкций.

На устройстве можно изгибать заготовки круглого и прямоугольного сечения, стальные уголки и пластины при конструкции валков с ручьями другого профильного сечения. Устройство способно работать с материалами большого сечения, его максимальный радиус закругления не превышает 3 – 4 трубных диаметров.

Рис. 4 Гибка профильной трубы своими руками на валках

Пружины

Пружины могут использоваться как самостоятельный трубогиб при работе с изделиями малых диаметров из мягких материалов (медь, металлопластик) или вспомогательное устройство, заменяющее промышленный дорн. Пружина может размещаться снаружи или во внутренней полости изделия, обеспечивая при его изгибании равномерное распределение нагрузки по площади места изгиба.

Как согнуть трубу без трубогиба – простые способы

Приведенные выше методы эффективно применяют в домашнем хозяйстве как самостоятельно, так и в сочетании с другими способами. При этом для работы с различного вида материалами, формой и сечения профиля, углами изгиба, следует применять различные технологии, обеспечивающие наилучшее качество и производительность.

Рис. 5 Гибка профильной трубы своими руками на самодельном трубогибе

Особенности гибки профильной трубы

Металлопрокат прямоугольного или квадратного сечения является популярным видом строительных материалов в домашнем хозяйстве, широко используется при сооружении перекрытий теплиц, беседок, различного вида навесов для хранения автомобильной техники и домашней утвари. Поэтому сгибание металлопрофиля является одной из актуальных задач в быту и производится следующими способами.

1. Легко изогнуть профильную трубу своими руками можно при помощи простого шаблонного приспособления в виде круглого горизонтального или вертикального участка трубопровода. Для проведения операции один конец заготовки жестко фиксируют за шаблоном или просто опирают на поверхность, после чего перемещают заготовку, огибая верх шаблона. Если необходимо получить большой радиус изгибания по всей длине, деталь передвигают вперед и операцию снова повторяют.
2. Популярным методом изгибания в хозяйстве и промышленности является использование круглых подвижных валков, вдоль которых огибают или многократно прокатывают заготовку. В быту такие устройства часто делают для получения арочного профиля, изготавливая разнообразные трехвалковые конструкции. Для получения меньшего радиуса закругления можно сделать и механическое ручное устройство с подвижным валком, вокруг которого при помощи длинного рычага огибают металлопрофильную заготовку.

Для получения малых радиусов закруглений также можно использовать песчаный наполнитель в сочетании с нагревом – сталь в этом случае изгибается с более высоким качеством.

Рис. 6 Способ согнуть металлическую трубу в змеевик

Как согнуть нержавеющую или стальную трубу

В домашнем хозяйстве часто требуется изгибать тонкостенную стальную трубу из нержавейки для создания спиральных змеевиков в системах отопления и самогонных аппаратах. Методы, которые используются при сгибании нержавейки, аналогичны общепринятым, при работах наибольшей популярностью пользуется следующие способы.

1. Тонкостенную нержавейку при малом радиусе закругления нужно гнуть с применением пружинящих элементов (дорнов), обеспечивающих равномерную нагрузку на поверхность в зоне изгибания, или сыпучих наполнителей.
2. Если необходимо изгибать заготовку с большим радиусом закругления, можно использовать универсальный трехвалковый самодельный агрегат или сгибать круглым шаблоном с использованием внутренней пружины.
3. Толстостенную трубу из нержавейки лучше всего загибать после нагревания газовой горелкой, аналогичные операции проводят и со стальными толстостенными трубами при малом радиусе загибания.

Рис. 7 Как можно согнуть заготовку  из меди

Как согнуть трубы из меди и алюминия

И всех металлических материалов, которые изгибают в домашнем хозяйстве, медь является самым гибким и мягким и не требует приложения больших усилий. Для работы с медными трубами на строительном рынке можно найти специальные пружины, которые устанавливаются на трубную поверхность, после чего изделие легко согнуть вручную. Для изгибания на жестких валках или самодельных трубогибах внутрь мягкой тонкостенной медной заготовки лучше засыпать песок или вставить пружину во избежание неправильный деформации профиля.

Рис. 8 Как гнуть деталь из алюминия

Алюминий относится к более хрупким и менее пластичным материалам, чем медь (у медных сплавов относительно удлинение составляет около 50%, у алюминиевых – не больше 20%), поэтому основным методом деформации толстостенного алюминия в быту является нагрев. Для выполнения этого действия необходимо провести следующие операции:

• Трубную заготовку устанавливают в тиски, участок в точке нагрева смазывают хозяйственным мылом.
• Производят нагрев участка газовой горелкой до тех пор, пока мыльное покрытие не начнет чернеть.
• После этого трубу сгибают с приложением физического усилия на нужный угол.

Рис. 9 Как загнуть трубный металлопластик

Как согнуть металлопластиковую трубу

Металлопластиковая труба любого размера и профильного сечения легко гнется даже руками, если установить большие пальцы рук во внутренний радиус в форме закругления. Основным методом для качественного изгиба металлопластика является использование пружин, которые можно приобрести в торговой сети или изготовить самостоятельно. Главное действие, которое при этом выполняется – вставка пружины внутрь или снаружи заготовки и ее ручная деформация до получения нужной конфигурации изгиба. Для получения сложной формы лучше использовать внутреннюю пружину (наружная будет скользить по поверхности и деталь может проворачиваться) или шаблоны по направлению, обозначенному вкрученными в лист ДСП или ДВП шурупами.

Как согнуть полипропиленовую трубу

Для работы с полипропиленовыми трубами не требуется специальное оборудование или сложные самодельные устройства, достаточно обычного бытового фена. Чтобы получить качественное закругление, поступают следующим способом:

• Насыпают в полость трубы сыпучий материал (песок или искусственный наполнитель), заклеивают ее торцы липкой лентой.
• Закрепляют один конец заготовки и производят нагрев феном в нужной точке, одновременно прилагая физическое усилие по сгибанию.
• На следующем этапе жестко фиксируют деталь, ожидая ее остывания. Для упрощения можно использовать направляющие из винтов, вкрученых в деревянную плиту.

После остывания деталь извлекают, освобождают от липкой ленты и наполнителя.

Рис. 10 Методика сгибания полипропиленовой трубы

Делаем выводы

Основными помощниками при сгибании тонкостенных труб из любых материалов в домашнем хозяйстве является наружные и внутренние пружины, или наполнители из песка, позволяющие равномерно распределить прилагаемое усилие. Если мы гнем стальные трубы трубопроводов с толстыми стенками, при большом радиусе практично использовать трехвалковые самодельные конструкции, а при малом – нагревать профиль газовыми горелками.

Рис. 11  Как изгибают трубу в домашних условиях

В быту при желании каждый домовладелец может гнуть трубы из различных материалов без применения заводских трубогибов – для этого используются простые пружинные детали или несложные самодельные устройства. Чтобы сделать ручной трубогиб, понадобится сварочный аппарат и некоторые навыки сварщика, во многих случаях незаменимым помощником в проведении работ является паяльная лампа.

как изогнуть профиль самому в домашних условиях

Домашнему мастеру хорошо известны преимущества трубного металлопроката. Из основ сопротивления материалов мы знаем, что момент сопротивления трубчатого сечения намного больше, чем сплошного с той же площадью. Поэтому трубы обладают повышенными значениями допускаемых напряжений на изгиб. Но это же представляет и известные сложности при попытке согнуть изделие в домашних условиях: без соответствующего инструмента вы, скорее всего, получите деталь с деформированным сечением и с малоэстетичными складками. Арендовать (а, тем более – приобретать) нужную оснастку в большинстве случаев невыгодно. Тем не менее, согнуть трубу можно и без трубогиба, причём несколькими способами.

Почему металлические трубы плохо сгибаются

Сгибаются-то они хорошо, проблема заключается в неудовлетворительном внешнем виде изделия, которое сопровождается искажением периметра. Последнее обстоятельство особенно критично для профильных труб прямоугольного, квадратного или овального сечений.

В процессе пластического изгиба разные участки трубы находятся под воздействием напряжений противоположного знака. Внешние участки в месте сгиба растягиваются, а внутренние – сжимаются. Если сжимающие напряжения для большинства металлов безопасны, то растягивающие способствуют образованию трещин и надрывов. Особенно это касается профилей, которые произведены из материалов средней пластичности, например, средне- и высокоуглеродистых сталей, нержавеющих сталей, не содержащих никеля, некоторых марок бронз и др. Определить же точную марку металла, из которого выполнено изделие, без соответствующих инструментов и приборов весьма затруднительно.

Металлические трубы

Гибка, как процесс пластической деформации, вообще довольно капризна к условиям её проведения. Для достижения положительного результата потребуется:

• Учесть явление пружинения изгибаемого профиля, при котором конечное значение угла гиба всегда оказывается меньше расчётного.
• Обеспечить точную фиксацию участка изгиба, чтобы исключить смещение заготовки.
• Определить минимально необходимое значение радиуса закругления деформирующего инструмента.

Поэтому перед началом работ определяются с минимально возможным плечом гибки, способом гибки (открытая или закрытая), а также последовательностью выполнения операций. В частности, удачная гибка гарантированно будет обеспечена, если соотношение r/s > 5 (здесь r – назначенный радиус гибки, s – толщина стенки).

В дальнейшем рассматриваются варианты самостоятельного сгибания труб, которые возможно реализовать в домашних условиях.

Вариант первый – гнём трубу с нагревом

В данном случае вообще никаких специальных приспособлений не потребуется, достаточно наличие у мастера кислородно-ацетиленовой горелки или обычной паяльной лампы. В первом случае мундштук следует расположить на некотором расстоянии от места предполагаемого гиба Факел не стоит делать концентрированным, поскольку в этом случае температурный перепад между зонами окажется слишком большим, а пластические характеристики материала – неравномерными (особенно это касается углеродистых сталей, содержащих повышенный процент марганца и кремния).

Сгибание трубы нагревом

После нагрева до требуемой температуры (она легко вычисляется по цветам побежалости) изгибаемую часть необходимо зажать в слесарных тисках, и выполнить свободную гибку нужного участка.

Нагрев с помощью горелки – более равномерный, зато сопряжён с риском снижения прочности материала заготовки, особенно, если она предназначена для использования в напорных трубопроводах. Паяльной лампой лучше воспользоваться и для того, чтобы не произошло ненужного отпуска. При этом рекомендуется такая последовательность операций:

1. Подлежащий деформированию участок зажимают в слесарных тисках, для чего пользуются специальными резиновыми подкладками, не повреждающими металл. Зажим в тисках изгибаемой части трубчатой заготовки
2. Зажечь паяльную лампу, поднести её к необходимому участку, и, равномерно поворачивая источник пламени вокруг внешнего диаметра профиля, прогреть его. Отметим, что перегреть трубу теплом, исходящим от факела паяльной лампы, невозможно, но зато можно закоптить её.
3. Выключить паяльную лампу, передвинуть прогретый участок на расстояние, равное допустимому плечу гибки. Далее, при помощи трубчатого ключа (иногда – даже вручную), изогнуть изделие, иногда используя шаблон.

Прогревание трубчатой заготовки при помощи паяльной лампы

Гибка с нагревом, при всей своей простоте, характеризуется следующими ограничениями:

• Ухудшает внешний вид материала.
• При недостаточной температуре нагрева вероятно образование складок по внутреннему радиусу гиба (исправить такой недостаток невозможно).
• Процесс требует как можно более оперативной гибки, т.к. тонкостенные трубы быстро остывают.
• Технология не рекомендуется для малых радиусов гибки.
• Необходимо выполнение повышенных требований к технике безопасности, поскольку задействуется открытое пламя.

Чаще всего подобным образом гнётся труба из нержавеющей стали или цветных металлов, которые при нагреве не склонны к окислению.

Вариант второй – использование противодавления

Неудачи при обычной гибке труб часто связаны с наличием неуравновешенного напряженно-деформируемого состояния заготовки, когда внешнее давление от рабочего инструмента не уравновешивается внутренним противодавлением (самого сопротивления металла в данном случае недостаточно, поскольку оно заведомо ниже предела пластичности).

Такое противодавление можно обеспечить нагнетанием внутрь газа, жидкости, либо иной несжимаемой рабочей среды, которая характеризуется высокой сложностью. Газ и жидкость исключаются, ведь в домашних условиях выполнить стабильную герметизацию открытых торцов трубчатой заготовки очень трудно. Зато всегда доступны песок или мелкий шлак – они однородны, нетоксичны и просты в обращении.

Рассмотрим последовательность гибки круглого трубчатого профиля с приложением противодавления:

Последующая гибка разогретого участка

1. Предварительно необходимо установить заглушку на один из торцов заготовки, для чего можно воспользоваться обычным болтом (см. рис. 5). Стержень болта должен плотно входить во внутреннее отверстие.
2. Готовим заполнитель, он должен быть однородным и мелким, чтобы не создавать внутренних пустот. Для периодического уплотнения песка/шлака в качестве поршня используется любой подходящий по диаметру штырь (см. рис. 6). Вся трубчатая заготовка должна быть полностью заполнена наполнителем (см. рис. 7).
3. Заготовка устанавливается в слесарные тиски и изгибается. Поскольку предел прочности песка или шлака всегда ниже, чем аналогичный показатель для материала детали, то разрыва или образования трещин не произойдёт. После гибки необходимо тщательно очистить внутренний просвет трубы от остатков заполнителя.

Вариант третий – применение пружин растяжения

Для реализации способа необходима специальная пружина, наружный диаметр которой должен быть максимально близким к внутреннему диаметру заготовки. Номенклатура пружин растяжения приведена в ГОСТ 18794-80; их характерной особенностью является наличие кольцеобразного захвата на одном из торцов. Этот захват может быть замкнутым, как показано на рис. 8, либо в виде фигурного крючка. Последнее считается предпочтительным, поскольку обеспечивает более удобное извлечение пружины из заготовки после окончания процесса гибки.

Установка заглушки в один из торцов трубыУтрамбовка засыпанного материалаТруба, заполненная наполнителемВнешний вид пружины растяженияВариант исполнения пружины растяжения с фигурным захватом

Подобранная пружина вводится внутрь и надёжно закрепляется у противоположного торца трубы. Поскольку внешняя поверхность пружины плотно прилегает к стенке, она обеспечивает такое же противодавление, что и промежуточная среда в предыдущем варианте. Достоинство способа в том, что подобные гибочные пружины можно использовать многократно.

Вариант последний – а зачем вообще придумывать какие-то технологии гибки

В некоторых случаях – например, когда соотношение r/s намного больше минимально рекомендованного значения – удачная гибка трубы в холодном состоянии своими руками возможна при условии всего лишь прочного закрепления одного из торцов с последующей гибкой по предварительно подготовленному шаблону.

Шаблон изготавливается из многослойной фанеры, можно даже использовать подходящую по диаметру внешнюю поверхность любого прочного предмета – бочки с водой, либо деревянного вазона. Один из торцов закрепляют в струбцине/тисках, а противоположный изгибают по требуемому радиусу (см. рис. 10). Таким способом вполне можно получить, например, заготовки для стального каркаса парника или оранжереи. После деформирования сразу освобождать деталь из зажимов не стоит, поскольку любой металл обладает инерционными свойствами.

Во всех случаях гибки без трубогиба следует приготовиться:

• Запастись рычагами (момент гибки, в зависимости от требуемых параметров и материала трубы может оказаться достаточно большим).
• Подготовить шаблон, который должен быть точно рассчитан под характеристики зоны гиба.
• Тщательно очищать внутреннюю поверхность изогнутой трубы (в частности, если изделие будет использоваться для прокачки жидких сред).

Перед началом работ стоит вспомнить и о простых правилах техники безопасности. Перед гибкой вручную заготовку целесообразно обернуть грубой кожей, мешковиной или иной плотной тканью – это защитит руки и создаст дополнительное трение, которое исключит проскальзывание во время гибки.

Гибка стальной трубы по большому радиусу