Uốn Ống Sắt: Phương pháp, Quy trình & Kỹ thuật uốn ống sắt

Trong lĩnh vực gia công kim loại, uốn ống sắt là một kỹ thuật tạo hình quan trọng, cho phép biến đổi ống sắt thẳng thành các hình dạng mong muốn phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau. Từ những công trình kiến trúc đồ sộ, hệ thống đường ống phức tạp đến các vật dụng nhỏ bé trong đời sống hàng ngày.

Trong bài viết này, VNTECH sẽ chia sẻ tới các bạn phương pháp, quy trình và kỹ thuật uốn ống sắt chi tiết nhất.

Uốn ống sắt là gì?

Uốn ống sắt là quá trình tạo hình cho ống sắt bằng cách tác động lực để thay đổi hình dạng của nó từ dạng thẳng sang dạng cong hoặc góc độ khác nhau theo yêu cầu sử dụng.

Uốn ống sắt được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như:

– Xây dựng: Làm khung nhà thép, lan can cầu thang, mái vòm, cổng cửa…

– Cơ khí chế tạo: Chế tạo các chi tiết máy, thiết bị, hệ thống đường ống…

– Sản xuất đồ gia dụng: Làm khung bàn ghế, giường tủ, giá kệ…

– Trang trí nội thất: Tạo các hình dạng độc đáo, nghệ thuật từ ống sắt.

Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình uốn ống sắt

Để đạt được kết quả uốn ống sắt như ý, người thợ cần phải am hiểu và kiểm soát tốt các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình này, bao gồm:

Tính chất vật liệu

Ống sắt được chế tạo từ nhiều loại thép khác nhau, mỗi loại lại có những đặc tính cơ lý riêng biệt ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình uốn.

– Thép carbon (có hàm lượng carbon từ 0.05% đến 2.1%) như: thép CT3, CT4.

– Hoặc thép hợp kim thấp chứa thêm các nguyên tố như: mangan, silic, crom… để tăng cường độ cứng, độ bền.

Hàm lượng carbon và các nguyên tố hợp kim ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng, độ dẻo, khả năng chịu lực và khả năng uốn của ống sắt.

– Thép có hàm lượng carbon cao thường cứng và giòn hơn, khó uốn nguội nhưng lại chịu lực tốt.

– Thép có hàm lượng carbon thấp dẻo dai hơn, dễ uốn nguội nhưng độ bền kém hơn.

Phương pháp xử lý nhiệt: Các phương pháp xử lý nhiệt như tôi luyện, ram, ủ… có thể thay đổi cấu trúc tinh thể của thép, từ đó ảnh hưởng đến tính chất cơ học của ống sắt.

– Ví dụ: ủ làm mềm thép, tăng độ dẻo, trong khi tôi luyện làm tăng độ cứng.

Kích thước ống sắt

Kích thước ống sắt bao gồm: đường kính ngoài và độ dày là yếu tố quan trọng quyết định lực uốn, phương pháp uốn và lựa chọn máy móc phù hợp.

– Ống có đường kính và độ dày càng lớn thì độ cứng càng cao, đòi hỏi lực uốn càng lớn và thường phải sử dụng máy móc chuyên dụng.

– Ngược lại, ống có đường kính và độ dày nhỏ có thể uốn bằng phương pháp thủ công hoặc máy móc đơn giản.

Tỷ lệ giữa đường kính và độ dày: Tỷ lệ này ảnh hưởng đến khả năng biến dạng của ống khi uốn.

– Ống có tỷ lệ đường kính/độ dày lớn dễ bị móp méo, biến dạng trong quá trình uốn hơn so với ống có tỷ lệ nhỏ.

Hình dạng uốn

Hình dạng uốn mong muốn cũng ảnh hưởng đến kỹ thuật uốn và lựa chọn phương pháp.

– Bán kính uốn càng nhỏ, độ khó của quá trình uốn càng cao, đòi hỏi kỹ thuật và máy móc chuyên dụng hơn.

+ Uốn với bán kính nhỏ dễ gây ra nứt gãy, biến dạng nếu không được thực hiện đúng cách.

– Góc uốn càng lớn, lực uốn cần thiết càng lớn.

+ Uốn với góc lớn có thể cần phải chia thành nhiều lần uốn với góc nhỏ hơn để tránh làm hỏng ống.

– Uốn cong, uốn xoắn, uốn S… là những hình dạng uốn phức tạp, đòi hỏi kỹ thuật cao, máy móc hiện đại và kinh nghiệm của người thợ.

Các phương pháp uốn ống sắt

Uốn ống sắt là một kỹ thuật quan trọng trong ngành gia công kim loại, cho phép tạo ra các hình dạng mong muốn từ ống sắt thẳng. Có nhiều phương pháp uốn ống sắt khác nhau, mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Dưới đây là một số phương pháp uốn ống sắt phổ biến:

Phương pháp uốn nguội

Uốn nguội là phương pháp uốn ống sắt ở nhiệt độ thường bằng cách tác dụng lực lên ống để vượt qua giới hạn đàn hồi của vật liệu, khiến ống bị biến dạng vĩnh viễn theo hình dạng mong muốn.

– Ưu điểm:

+ Không làm thay đổi tính chất vật liệu của ống.

+ Chi phí thấp, thiết bị đơn giản, dễ thực hiện.

+ Phù hợp với sản xuất quy mô nhỏ và vừa.

– Nhược điểm:

+ Dễ gây biến dạng, đặc biệt là với ống có đường kính lớn hoặc độ dày mỏng.

+ Lực uốn hạn chế, không phù hợp với ống có độ cứng cao.

– Các kỹ thuật uốn nguội phổ biến:

1/ Uốn bằng tay: Sử dụng các dụng cụ đơn giản như kìm, búa, đe… để uốn ống. Chỉ phù hợp với ống có đường kính nhỏ, độ dày mỏng và yêu cầu độ chính xác không cao.

2/ Uốn bằng máy uốn ống thủ công: Sử dụng các loại máy uốn ống thủ công với cơ cấu trợ lực để uốn ống. Năng suất cao hơn uốn bằng tay, nhưng vẫn còn hạn chế về lực uốn và độ chính xác.

3/ Uốn bằng máy uốn ống thủy lực: Sử dụng hệ thống thủy lực để tạo ra lực uốn lớn, cho phép uốn ống có đường kính lớn và độ dày lớn hơn. Máy uốn thủy lực có độ chính xác và năng suất cao, phù hợp với sản xuất quy mô vừa và lớn.

4/ Uốn bằng máy uốn ống CNC: Sử dụng máy CNC để điều khiển quá trình uốn với độ chính xác và tự động hóa cao. Máy uốn CNC có thể uốn ống theo nhiều hình dạng khác nhau, đáp ứng yêu cầu đa dạng của sản xuất.

5/ Uốn bằng con lăn: Ống được đưa qua 3 trục quay để tạo ra đường cong. Thích hợp cho uốn ống với bán kính lớn.

Phương pháp uốn nóng

Đây là phương pháp uốn ống sắt ở nhiệt độ cao (thường từ 800°C đến 1100°C, tùy thuộc vào loại thép). Băng cách gia nhiệt này sẽ làm giảm độ cứng và tăng độ dẻo của thép giúp dễ dàng uốn ống theo các hình dạng khác nhau.

– Ưu điểm:

+ Dễ uốn hơn so với uốn nguội, ít gây biến dạng.

+ Phù hợp với ống có đường kính lớn, độ dày lớn và yêu cầu độ chính xác cao.

– Nhược điểm:

+ Có thể làm thay đổi tính chất vật liệu của ống do quá trình gia nhiệt.

+ Chi phí cao hơn uốn nguội do cần trang bị hệ thống gia nhiệt.

+ Đòi hỏi kỹ thuật và kinh nghiệm cao hơn.

– Các kỹ thuật uốn nóng:

1/ Uốn bằng lò nung: Đốt nóng toàn bộ ống trong lò nung đến nhiệt độ yêu cầu rồi mới tiến hành uốn.

2/ Uốn bằng cảm ứng: Sử dụng dòng điện cảm ứng để làm nóng cục bộ vùng cần uốn trên ống.

– Phương pháp này có ưu điểm là tiết kiệm năng lượng, kiểm soát nhiệt độ chính xác hơn và ít ảnh hưởng đến tính chất vật liệu của ống.

Các phương pháp uốn ống sắt đặc biệt

1/ Uốn bằng thủy lực: Sử dụng áp lực của chất lỏng, thường là dầu thủy lực, để tạo hình ống.

– Phương pháp này cho phép uốn ống với độ chính xác cao, đặc biệt phù hợp với uốn ống có hình dạng phức tạp.

2/ Uốn bằng khuôn: Ống được ép giữa khuôn để tạo hình.

– Phù hợp cho uốn ống với hình dạng cụ thể, yêu cầu độ chính xác cao.

Các loại máy uốn ống sắt

Thị trường hiện nay cung cấp đa dạng các loại máy uốn ống sắt, mỗi loại được thiết kế để đáp ứng các nhu cầu và quy mô sản xuất khác nhau. Dưới đây là một số loại máy uốn ống sắt phổ biến:

Máy uốn ống thủ công

– Sử dụng sức người để vận hành, thường có cấu tạo đơn giản với tay quay hoặc cần gạt.

– Ưu điểm: Giá thành rẻ, dễ sử dụng, phù hợp với sản xuất nhỏ lẻ.

– Nhược điểm: Năng suất thấp, lực uốn hạn chế, độ chính xác không cao.

– Ví dụ: Máy uốn ống GW40, máy uốn ống HB25.

Máy uốn ống thủy lực

– Sử dụng hệ thống thủy lực để tạo ra lực uốn lớn.

– Ưu điểm: Lực uốn mạnh mẽ, có thể uốn ống có đường kính và độ dày lớn, năng suất cao.

– Nhược điểm: Giá thành cao hơn máy thủ công, cần bảo trì hệ thống thủy lực định kỳ.

– Ví dụ: Máy uốn ống thủy lực SWG-2, máy uốn ống thủy lực EHB4.

Máy uốn ống bằng điện

– Sử dụng động cơ điện để vận hành, có thể điều chỉnh tốc độ uốn.

– Ưu điểm: Năng suất cao hơn máy thủ công, dễ dàng điều khiển.

– Nhược điểm: Giá thành cao hơn máy thủ công, tiêu tốn điện năng.

– Ví dụ: Máy uốn ống điện HB76B, máy uốn ống tròn dùng điện (loại 25-38).

Máy uốn ống CNC

– Được điều khiển bằng máy tính, cho phép uốn ống với độ chính xác cao và tự động hóa.

– Ưu điểm: Độ chính xác cao, có thể uốn ống theo nhiều hình dạng phức tạp, năng suất cao.

– Nhược điểm: Giá thành rất cao, đòi hỏi kỹ thuật vận hành chuyên nghiệp.

Ngoài ra, máy uốn ống sắt cũng thường được phân loại theo số trục uốn:

1/ Máy uốn ống 1 trục: Chỉ có một trục uốn duy nhất.

– Phù hợp với uốn ống đơn giản, bán kính uốn lớn.

2/ Máy uốn ống 3 trục: Có 3 trục uốn, cho phép uốn ống với bán kính nhỏ hơn và độ chính xác cao hơn.

– Thích hợp cho uốn ống phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao.

Các thiết bị phụ trợ máy uốn sắt

Ngoài các loại máy uốn ống sắt chính, còn có nhiều thiết bị phụ trợ quan trọng hỗ trợ cho quá trình uốn ống diễn ra hiệu quả, chính xác và an toàn. Các thiết bị này giúp định hình, cố định, kiểm tra và nâng cao hiệu suất uốn. Dưới đây là một số thiết bị phụ trợ thường được sử dụng trong uốn ống sắt:

1/ Khuôn uốn ống:

– Chức năng: Định hình hình dạng uốn của ống. Ống sắt được đặt vào khuôn và chịu tác động của lực để tạo ra hình dạng mong muốn.

– Phân loại:

+ Khuôn uốn cố định: Được thiết kế cho một hình dạng uốn cụ thể.

+ Khuôn uốn điều chỉnh được: Có thể điều chỉnh để tạo ra nhiều hình dạng uốn khác nhau.

– Vật liệu: Thường được làm từ thép có độ cứng cao, chịu lực tốt, chống mài mòn để đảm bảo độ bền và độ chính xác trong quá trình sử dụng.

2/ Cữ chặn:

– Chức năng: Giữ cố định ống sắt trong quá trình uốn, đảm bảo ống không bị trượt, lệch, giúp tăng độ chính xác và an toàn cho quá trình uốn.

– Cấu tạo: Có thể là các khối kim loại chắc chắn, kẹp hoặc các cơ cấu gá đặt đặc biệt, tùy thuộc vào loại máy uốn và kích thước ống.

3/ Con lăn:

– Chức năng: Hỗ trợ di chuyển ống sắt trong quá trình uốn, giảm ma sát và lực cản, giúp quá trình uốn diễn ra trơn tru và dễ dàng hơn.

– Vị trí: Được lắp đặt ở các vị trí tiếp xúc với ống sắt trên máy uốn.

4/ Bơm dầu:

– Chức năng: Cung cấp dầu thủy lực cho hệ thống thủy lực của máy uốn ống, tạo ra áp lực để vận hành máy.

– Sử dụng: Chỉ áp dụng cho máy uốn ống thủy lực.

5/ Dụng cụ đo kiểm:

– Chức năng: Kiểm tra kích thước, hình dạng và chất lượng của ống sau khi uốn, đảm bảo sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật.

6/ Các loại dụng cụ:

– Thước đo: Đo chiều dài, đường kính, bán kính uốn…

– Thước kẹp: Đo độ dày của ống.

– Máy đo độ dày siêu âm: Đo độ dày của ống một cách chính xác và không phá hủy.

– Dụng cụ kiểm tra hình dạng: Kiểm tra độ cong, góc uốn, độ đồng đều của hình dạng uốn.

7/ Thiết bị an toàn:

– Chức năng: Bảo vệ người vận hành và máy móc trong quá trình uốn ống.

– Các loại thiết bị:

+ Công tắc dừng khẩn cấp: Ngắt nguồn điện của máy khi xảy ra sự cố.

+ Rào chắn bảo vệ: Ngăn người vận hành tiếp xúc với các bộ phận chuyển động nguy hiểm của máy.

+ Thiết bị bảo vệ quá tải: Ngắt máy khi áp lực hoặc lực uốn vượt quá giới hạn cho phép.

Quy trình uốn ống sắt

Quy trình uốn ống sắt bao gồm các bước cơ bản sau:

Bước chuẩn bị

1/ Xác định yêu cầu kỹ thuật: Xác định rõ ràng các thông số kỹ thuật của sản phẩm, bao gồm:

– Hình dạng uốn: Uốn cong, uốn góc, uốn S, uốn xoắn…

– Kích thước: Đường kính ống, độ dày, bán kính uốn, góc uốn, chiều dài…

– Độ chính xác: Dung sai cho phép về kích thước và hình dạng.

– Vật liệu: Loại thép, mác thép, xử lý bề mặt…

2/ Lựa chọn phương pháp uốn và máy móc phù hợp: Dựa trên các yếu tố sau:

– Tính chất vật liệu: Loại thép, độ dày, đường kính ống.

– Yêu cầu kỹ thuật: Hình dạng uốn, bán kính uốn, góc uốn, độ chính xác.

– Điều kiện sản xuất: Quy mô sản xuất, trang thiết bị sẵn có, trình độ kỹ thuật của công nhân.

3/ Chuẩn bị vật liệu và thiết bị:

– Ống sắt: Kiểm tra chất lượng ống, đảm bảo không có khuyết tật như nứt, gãy, biến dạng…

– Khuôn uốn: Lựa chọn khuôn uốn phù hợp với hình dạng uốn yêu cầu.

– Cữ chặn: Dùng để cố định ống trong quá trình uốn.

– Dầu bôi trơn: Sử dụng khi uốn nguội để giảm ma sát, giúp quá trình uốn trơn tru hơn (nếu cần).

– Máy uốn ống: Kiểm tra và vận hành thử máy trước khi uốn.

4/ Kiểm tra an toàn: Đảm bảo máy móc hoạt động tốt, khu vực làm việc an toàn, người vận hành được trang bị đầy đủ đồ bảo hộ lao động.

Tiến hành uốn ống sắt

1/ Cố định ống sắt:

– Đặt ống sắt vào máy uốn, sử dụng cữ chặn, kẹp hoặc các cơ cấu cố định khác để giữ chặt ống, tránh bị trượt, lệch trong quá trình uốn.

– Điều chỉnh vị trí ống sao cho đúng với điểm uốn yêu cầu.

2/ Điều chỉnh thông số uốn:

– Thiết lập các thông số uốn trên máy, bao gồm bán kính uốn, góc uốn, tốc độ uốn… theo yêu cầu kỹ thuật.

– Đối với máy uốn CNC, nhập chương trình uốn vào máy.

3/ Bắt đầu quá trình uốn:

– Khởi động máy uốn và theo dõi sát sao quá trình uốn ống.

– Điều chỉnh kịp thời nếu phát hiện bất kỳ sai sót nào.

4/ Kết thúc uốn:

– Sau khi hoàn thành quá trình uốn, dừng máy và lấy ống ra khỏi máy uốn.

Kiểm tra sau khi uốn

1/ Kiểm tra kích thước: Sử dụng thước đo, thước kẹp… để kiểm tra các kích thước của ống sau khi uốn (đường kính, bán kính uốn, góc uốn, chiều dài…), đảm bảo đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.

2/ Kiểm tra hình dạng: Kiểm tra bằng mắt thường hoặc dụng cụ đo chuyên dụng để đảm bảo hình dạng uốn đúng yêu cầu, không bị biến dạng, méo mó.

3/ Kiểm tra chất lượng bề mặt: Kiểm tra bề mặt ống xem có bị trầy xước, móp méo, nứt gãy… hay không.

4/ Xử lý khuyết tật (nếu có): Nếu phát hiện khuyết tật, tiến hành xử lý bằng các phương pháp phù hợp như hàn, mài, gia công lại…

Hoàn thiện sản phẩm

– Làm sạch bề mặt ống: Loại bỏ dầu mỡ, bụi bẩn bám trên bề mặt ống.

– Xử lý bề mặt (nếu cần): Sơn, mạ kẽm, hoặc các biện pháp bảo vệ bề mặt khác để tăng tính thẩm mỹ và chống ăn mòn.

– Kiểm tra chất lượng cuối cùng: Đảm bảo sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật và thẩm mỹ trước khi xuất xưởng.

An toàn lao động trong uốn ống sắt

Uốn ống sắt tiềm ẩn nhiều nguy cơ tai nạn lao động, do đó cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định an toàn:

– Trang bị bảo hộ lao động: Sử dụng đầy đủ đồ bảo hộ lao động như găng tay, kính bảo hộ, mũ bảo hộ, giày bảo hộ…

– Vận hành máy móc an toàn:

+ Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng trước khi vận hành máy móc.

+ Không vận hành máy khi đang mệt mỏi, mất tập trung.

+ Không để các vật dụng khác gần khu vực uốn.

+ Thường xuyên kiểm tra và bảo trì máy móc định kỳ.

– Phòng chống cháy nổ:

+ Trong uốn nóng, cần chú ý phòng chống cháy nổ do sử dụng nguồn nhiệt.

+ Trang bị bình chữa cháy và huấn luyện kỹ năng PCCC cho người lao động.

Uốn ống sắt là kỹ thuật tạo hình thiết yếu, không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại. Việc lựa chọn phương pháp uốn, máy móc và quy trình uốn phù hợp với từng yêu cầu cụ thể là yếu tố quyết định chất lượng sản phẩm, năng suất lao động và an toàn cho người lao động.

VNTECH - Đơn vị cung cấp máy móc gia công cơ khí chính hãng, uy tín, đa dạng về chủng loại, đáp ứng mọi nhu cầu sản xuất. Để được tư vấn chi tiết và nhận báo giá tốt nhất, quý khách vui lòng liên hệ theo thông tin bên dưới.