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Cada junta à prova de vazamentos em um sistema hidráulico, linha de freio ou trocador de calor começa na extremidade direita do tubo. Dois processos realizam a maior parte desse trabalho: alargamento e expansão de tubos . Os nomes ficam lado a lado e ambos remodelam as extremidades dos tubos de metal, mas resolvem problemas diferentes e precisam de máquinas diferentes. Escolha o errado e uma junta que parece perfeita na bancada começa a chorar na primeira vez que sente pressão.
Este guia compara alargamento versus expansão , explica como funcionam as máquinas de alargamento e expansão de tubos e ajuda você a escolher a máquina formadora de extremidade de tubo certa para suas peças, materiais e volume de produção. A SLS Machinery fornece uma linha completa de máquinas formadoras de extremidades de tubos - desde unidades compactas de estação única até linhas CNC de múltiplas estações - com ferramentas personalizadas e suporte técnico para fabricantes automotivos, HVAC, refrigeração e hidráulicos.
Simplificando, o alargamento do tubo abre a extremidade do tubo em uma superfície de vedação em forma de cone que se encaixa com um encaixe de compressão, enquanto a expansão do tubo alarga a extremidade para que ela se encaixe firmemente sobre outro componente ou trave em uma placa de tubo.
O alargamento do tubo cria uma vedação metal com metal. A extremidade alargada é comprimida entre uma conexão e uma porca, portanto, nenhuma junta ou anel de vedação é necessária. A expansão do tubo cria uma junta de ajuste deslizante ou de interferência: a extremidade expandida prende mecanicamente a peça correspondente.
Aspecto | Expansão de tubo | Alargamento de tubo |
Propósito | Aumente a extremidade para juntas de encaixe deslizante ou de chapa tubular | Forme um cone para vedação metal com metal |
Mudança de diâmetro | Aumenta 2–20% | A extremidade abre em um ângulo de alargamento definido (37°/45°/60°) |
Espessura da parede | Dilui cerca de 5–10% | Mudança mínima |
Tipo de conexão | Ajuste deslizante/ajuste com interferência | Encaixe de compressão, sem junta |
Usos típicos | Trocadores de calor, caldeiras, condensadores | Linhas de freio, hidráulica, HVAC, refrigeração |
A expansão do tubo aumenta o diâmetro na extremidade de um tubo para que ele se encaixe perfeitamente sobre outro tubo ou em um orifício em uma placa de tubo. Uma máquina de expansão de tubo - geralmente chamada de expansor de tubo - aciona um mandril cônico, um plugue expansor ou uma cabeça rolante na extremidade. A ferramenta força a parede para fora; o metal se estica e a extremidade cresce até o diâmetro alvo. Como a parede é esticada, ela fica mais fina em cerca de 5 a 10 por cento, um valor que você deve respeitar em peças com classificação de pressão.
Os expansores mecânicos de tubos , o tipo mais comum, utilizam rolos endurecidos dispostos em torno de um mandril cônico. À medida que o mandril gira, os rolos se deslocam para fora e pressionam a parede contra o furo da chapa tubular, deixando uma forte aderência residual. Os expansores de rolos cônicos alimentam-se sozinhos: o ângulo dos rolos aprofunda a ferramenta à medida que ela gira. Esta é a abordagem padrão para caldeiras, condensadores e expansores de tubos de trocadores de calor .
As máquinas de expansão de tubos hidráulicos usam pressão de fluido em vez de rolos mecânicos. Eles fornecem força consistente, mantêm a tolerância em aproximadamente mais ou menos 1–2 por cento, adaptam-se a tubos grossos ou duros e podem expandir vários tubos ao mesmo tempo.
Onde é usado: placas de tubos de trocadores de calor, laminação de tubos de caldeiras, reparos de condensadores e coletores de refrigeração – em qualquer lugar onde um tubo deva travar em uma placa sem soldagem ou acessórios extras.
O alargamento do tubo molda a extremidade do tubo para fora em um ângulo fixo para criar um cone. Uma máquina de alargamento de tubos prende o tubo em uma matriz, alinha um cone de alargamento com a abertura e pressiona o cone na extremidade até que o metal forme o alargamento necessário. O resultado é uma extremidade de tubo alargada que veda metal com metal contra uma conexão e porca correspondentes - sem junta, sem anel de vedação, sem solda.
Os ângulos de alargamento seguem os padrões da indústria: 37 graus (SAE e JIC) para acessórios hidráulicos e automotivos, 45 graus (JIS) para refrigeração e muitos mercados asiáticos, 60 graus para conexões métricas e 90 graus quando a extremidade é achatada em um flange para juntas aparafusadas. O ângulo de alargamento deve corresponder exatamente à conexão - um alargamento de 37 graus colocado em uma conexão de 45 graus irá vazar, portanto os dois nunca são intercambiáveis.
Flares simples e duplos são as duas formas principais. Um alargamento duplo dobra a extremidade primeiro para dentro e depois alarga-a para fora, adicionando metal onde o cone é mais fino - uma vantagem real em tubos de cobre e aço de parede fina. A queima de tubos de cobre é padrão em refrigeração e HVAC; O alargamento da linha de freio é o exemplo automotivo clássico, onde um alargamento SAE de 37 graus carrega toda a pressão do sistema de freio hidráulico.
Além das ferramentas manuais, as oficinas de produção usam máquinas de alargamento hidráulico de tubos para obter ângulos repetíveis e tempos de ciclo estáveis, e as máquinas de alargamento de tubos lidam com diâmetros maiores para tubulações industriais.
Mais dois formulários finais aparecem em quase todas as lojas. A estampagem do tubo – também chamada de redução do tubo – diminui o diâmetro da extremidade, de modo que um tubo se aninha dentro de outro; a parede fica mais espessa na seção reduzida, o que na verdade fortalece a junta. O perolização do tubo rola um anel elevado perto da extremidade para segurar uma mangueira e uma braçadeira; uma máquina de perolização de tubos geralmente faz parte da mesma célula de múltiplas estações. O flangeamento do tubo dobra a extremidade em uma borda plana para conexões aparafusadas ou soldadas, e o chanfro limpa a borda cortada para montagem. Cada um deles é um processo de formação de extremidade de tubo , e a maioria das máquinas modernas alterna entre eles trocando as matrizes.
Uma máquina formadora de extremidade de tubo remodela a extremidade por meio de quatro sistemas cooperantes: uma estrutura rígida, matrizes e ferramentas de formação, uma unidade de fixação que mantém o tubo contra deslizamento e um acionamento que fornece a força. Nos modelos CNC, um sistema de controle define o curso, a posição e a velocidade e repete o ciclo sem intervenção do operador.
As unidades vêm em três sabores. Os acionamentos hidráulicos geram a maior força com movimento suave — a escolha certa para tubos rígidos ou de paredes espessas. Os acionamentos pneumáticos têm ciclo rápido, mas fornecem menos força, o que é adequado para peças de paredes finas. Os acionamentos servoelétricos oferecem controle de posição preciso, menor consumo de energia e operação silenciosa, e se adaptam naturalmente às linhas automatizadas.
As máquinas também são definidas pelo número de estações que transportam. As unidades de estação única realizam uma operação por ciclo e mantêm o custo e a área ocupada baixos. As máquinas formadoras de extremidades de tubos com múltiplas estações organizam diversas estações em sequência para que uma peça possa ser reduzida, alargada e frisada em uma única passagem — menos manuseio, melhor consistência e maior rendimento. As máquinas formadoras de extremidades de tubos CNC adicionam armazenamento de programas e alimentação automática para trabalhos de alto volume.
Ferramentas intercambiáveis são o que torna uma máquina flexível: um conjunto de matrizes para expansão, outro para alargamento, outro para perolização – trocados em minutos.
Comece com a peça, não com o catálogo. O material é importante em primeiro lugar: o cobre e o alumínio formam-se facilmente e toleram mudanças de diâmetro maiores; o aço inoxidável endurece e precisa de maior tonelagem e ferramentas mais cuidadosas. O tamanho do tubo vem em seguida – o diâmetro externo e a espessura da parede definem a capacidade de conformação necessária. Em seguida, decida o mix de processos: uma máquina dedicada é mais barata se você executar uma operação em alto volume; uma máquina combinada ganha seu custo quando você alterna entre expansão, alargamento e perolização ao longo da semana.
O volume de produção decide o nível de automação. Prototipagem e baixo volume: manual ou estação única. Tiragens médias: semiautomáticas. Alto volume: totalmente automático com alimentação e troca de matrizes. Por fim, verifique o suporte de ferramentas do fornecedor – matrizes personalizadas para tamanhos e materiais estranhos são normais, e o treinamento e as peças de reposição são mais importantes do que o preço de etiqueta.
As fábricas automotivas usam essas máquinas para juntas de escapamento, trilhos de combustível e linhas de freio, onde um alargamento SAE de 37 graus deve manter a pressão hidráulica durante a vida útil do veículo. Os fabricantes de HVAC e refrigeração alargam e expandem tubos de cobre e alumínio para condensadores, evaporadores e resfriadores. Os fabricantes de trocadores de calor expandem milhares de tubos em placas de tubos, contando com máquinas de expansão de tubos para uma aderência consistente em todo o feixe. O sistema hidráulico e pneumático armazena linhas de alargamento e cordão para conexões e retenção de mangueiras. Os fabricantes de móveis e tubos estruturais usam redução e flangeamento para juntas limpas e acabadas. Em todos os casos aplica-se a mesma lógica: escolha a forma final que corresponda à junta e deixe a máquina repeti-la.
A fissuração geralmente resulta do estiramento do metal além do seu limite de ductilidade – a clássica falha na queima e expansão. Fique dentro da mudança segura de diâmetro, use um mandril interno para apoiar a parede e recoze materiais quebradiços antes da conformação. O enrugamento surge quando a compressão ultrapassa a capacidade do material, principalmente em estampagem e perolização; ferramentas segmentadas e cursos mais lentos dão ao metal tempo para fluir. Os vazamentos quase sempre remontam ao controle dimensional: um ângulo de alargamento que não corresponde ao encaixe ou uma expansão que não atingiu o diâmetro alvo. Verifique com medidores, não com olhos.
A repetibilidade é um problema de máquina tanto quanto de processo – calibre, prefira controle servo ou CNC e meça os primeiros artigos. Os tubos dobrados podem ser formados com expansores segmentados que prendem seção por seção, ou formando a extremidade antes da curvatura. E o desgaste das ferramentas é o assassino silencioso: inspecione matrizes e rolos, lubrifique e mantenha peças sobressalentes à mão.
Uma máquina formadora de extremidade de tubo pode alargar e expandir?
Sim. Máquinas combinadas com ferramentas intercambiáveis alternam entre expansão, alargamento, redução e perolização. Uma máquina dedicada ainda ganha onde o volume é enorme e o processo nunca muda.
Qual é a diferença entre flaring e flange?
O alargamento cria um cone (37°/45°/60°) que veda contra uma conexão de compressão. O flangeamento dobra a extremidade em cerca de 90° em uma borda plana para juntas aparafusadas ou soldadas.
Quais materiais são mais fáceis de formar?
Cobre e alumínio. Eles toleram mudanças maiores de diâmetro sem rachar. O aço inoxidável e o titânio precisam de mais força e um controle de processo mais rígido.
A formação de extremidades de tubos pode funcionar em tubos dobrados?
Sim, com expansores segmentados e matrizes rotativas que aplicam força nas seções. Freqüentemente, a extremidade é formada após a dobra para preservar a geometria final.
Como faço para obter um sinalizador à prova de vazamentos?
Combine o ângulo de alargamento exatamente com a conexão, use o grampo e o cone corretos, rebarbe a borda cortada e verifique com um medidor. Para paredes finas, use um alargamento duplo.
Qual é a diferença entre estampagem de tubo e redução de tubo?
Eles descrevem a mesma operação: diminuir o diâmetro da extremidade para que um tubo se encaixe dentro de outro. Swaging é o termo mais comum na loja.
Quando devo usar um sinalizador duplo?
Em tubos de parede fina e em aplicações com vibração, onde um único alargamento poderia rachar ou se soltar. As linhas de freio e combustível são os casos clássicos.
Quanto um tubo pode ser expandido com segurança?
Depende do material e da parede. O cobre geralmente pode consumir de 15 a 20 por cento antes que o desbaste se torne um problema; aço inoxidável e tubos de parede espessa são mais seguros em 5–10 por cento.
Por que escolher uma máquina formadora de extremidades de tubo multiestações?
Várias operações são concluídas em uma única passagem, reduzindo o tempo de manuseio e melhorando a consistência — a resposta certa para fins complexos e alto volume.
Como a SLS Machinery ajuda na formação de extremidades de tubos?
A SLS Machinery projeta e constrói máquinas formadoras de extremidades de tubos de estação única e múltipla, linhas CNC com alimentação automática e ferramentas personalizadas, com suporte de engenharia para configurar seus processos.
O alargamento e a expansão do tubo servem a juntas diferentes e nenhum substitui o outro. A queima fornece uma vedação metal com metal para conexões; a expansão proporciona uma aderência mecânica para conexões de encaixe deslizante e de chapa de tubo. O resto é combinar o processo com o material, a parede e o volume – e deixar uma máquina repeti-lo.
A SLS Machinery constrói máquinas formadoras de extremidades de tubos exatamente para este trabalho: formadoras compactas de estação única, unidades multiestações e linhas CNC com alimentação automática, além de ferramentas personalizadas e suporte de configuração. Entre em contato com a SLS Machinery com seus tamanhos de tubos, materiais e desenhos de juntas, e nós recomendaremos a máquina - e o processo - que se adapta à sua produção.
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