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Mar 03, 2024

Evite rachaduras nas bordas na dobra de chapas metálicas

FIGURA 1. Rachaduras no raio externo da curva, perto de uma borda de corte, podem ser devidas à variação de dureza da zona afetada pelo calor (ZTA) do corte. A variação da propriedade material pode contribuir

FIGURA 1. Rachaduras no raio externo da curva, perto de uma borda de corte, podem ser devidas à variação de dureza da zona afetada pelo calor (ZTA) do corte. A variação das propriedades dos materiais pode ser um fator contribuinte.

Pergunta: Várias peças A36 diferentes de 0,25 pol. de espessura quebraram nas bordas após serem dobradas (veja a Figura 1). Já dobramos essas mesmas peças muitas vezes e não tivemos problemas até recentemente. Nossos ângulos de curvatura externos variam de 75 a 90 graus e nosso raio de curvatura interno especificado é de 0,25 pol. Matriz V e um punção de raio de 0,236 pol.

Não estamos dobrando de forma acentuada, e rachaduras parecem ocorrer quer nos dobremos com ou contra a fibra do material, mas as partes parecem quebrar ainda mais quando dobradas com a fibra. Isso por si só não parece explicar o problema de trincas, pois tivemos outros lotes de peças que não quebraram, independentemente da orientação das fibras. Estamos retomando nosso processo para identificar se todas as peças rachadas saíram das mesmas chapas. Também estamos verificando as direções dos grãos verificando os ninhos de laser.

Uma possibilidade é que as peças rachadas tenham sido acidentalmente cortadas do material errado, como o C-1010. Eu pensaria, entretanto, que a dureza mais baixa do C-1010 tornaria menos provável que ele quebrasse do que o A36. Eu também pensaria que, como ambos são aços macios, nenhum deles deveria rachar quando dobrado sobre 2 pol. morrer.

Esperávamos que você pudesse ter alguma ideia sobre o que causa rachaduras como essa. Como a dureza afeta a flexibilidade? Que outros fatores poderiam ter mudado e causariam rachaduras nas peças dessa maneira? Como todas as trincas se originaram na borda da peça, as mudanças nas condições de corte a laser poderiam ter alterado a dureza da borda e causado algo assim?

Resposta: A dureza do aço pode impactar significativamente sua capacidade de dobrar sem quebrar. O aço com alta dureza, como o material endurecido ou revenido, será mais frágil e menos dúctil do que o aço mais macio, tornando mais difícil dobrar sem rachar ou quebrar. E sim, sempre que você corta chapas ou chapas metálicas a laser ou plasma, o material endurece na zona afetada pelo calor (HAZ) no ponto do corte (veja a Figura 2). Dependendo da espessura e do tipo de metal, essa zona pode se espalhar profundamente no material (ver Figura 3).

E você está certo: o endurecimento da borda pode de fato afetar a capacidade do material de ser moldado ou usinado, pois a região endurecida pode ser mais frágil e menos dúctil do que o resto do material. A fissuração nas bordas é uma possibilidade real, especialmente se a potência do laser e a velocidade de corte não forem otimizadas para minimizar a ZTA. Se precisar de uma borda mais suave, talvez seja necessário realizar processamento adicional ou tratamento térmico para restaurar as propriedades do material.

Ao dobrar o aço, os grãos externos do material sofrerão tensão enquanto os grãos internos sofrerão compressão. Aços mais duros serão menos capazes de se deformar sob essas tensões, o que pode causar a fratura do material ao longo dos grãos externos. Em contraste, os aços mais macios serão mais maleáveis ​​e capazes de se deformar melhor sob tensão, permitindo que esses materiais dobrem sem quebrar.

A espessura da folha também pode desempenhar um papel na sua capacidade de dobrar. O aço mais espesso exigirá mais força para dobrar, aumentando a probabilidade de o material rachar ou quebrar, especialmente se já estiver endurecido ou revenido.

Ao trabalhar com aço, considere sua dureza e espessura ao determinar sua capacidade de dobrar sem quebrar. Metais mais macios e maleáveis ​​podem ser mais fáceis de trabalhar, enquanto metais mais duros podem exigir um manuseio mais cuidadoso para evitar danos.

As organizações de padronização não definem explicitamente a faixa de dureza do aço A36. No entanto, é geralmente conhecido por ter uma faixa de dureza Brinell (uma medida da resistência de um material à indentação) entre 119 e 159. A dureza do aço A36 pode variar dependendo de fatores como o tratamento térmico específico utilizado e a espessura do material. , bem como a temperatura e a duração de quaisquer processos de soldagem ou aquecimento que possam ser utilizados durante a fabricação.