The effect of upsetting ratio on mechanical properties for hydromechanically bulged axisymmetric components made from copper tubes

Efecto de la relación de recalcado en las propiedades mecánicas de componentes axisimétricos abombados hidromecánicamente fabricados con tubos de cobre

En este artículo se presentan los resultados experimentales de las investigaciones sobre el conformado hidromecánico del abombamiento de componentes axisimétricos de cobre cuyo espesor relativo de pared era s₀/D = 0,045. La relación de deformación del material en el trabajo se definió como relación de abombamiento relativo Dl/l₀ (donde Dl - el desplazamiento del punzón, l₀ - longitud inicial del tubo). Las investigaciones produjeron una presión de líquido y un perfil de fuerza en el conformado hidromecánico de protuberancias de componentes axisimétricos de cobre con diferentes relaciones relativas Dl/l₀ = 0,054 ÷ 0,109. El objetivo de la investigación era determinar el impacto de la relación de recalcado en las propiedades mecánicas de los componentes axisimétricos abombados hidromecánicamente. La resistencia a la tracción Rm aumentó y el porcentaje de reducción del área Z disminuyó al aumentar la relación de recalcado Dl/l₀.

INTRODUCCIÓN

El conformado hidromecánico por abombamiento es una técnica de hidroconformado que parece ser un método interesante para la fabricación de conexiones de tuberías, incluyendo tuberías en T, formas en Y (conectores de 3 vías con una rama en ángulo), formas en X (uniones en cruz) y componentes axisimétricos [1,2]. Las conexiones de tuberías de cobre se utilizan en sistemas hidráulicos, de calefacción, de gas y de aguas residuales. El proceso es un tipo de conformado por presión de líquido, en el que se aplica adicionalmente una fuerza de recalcado externa. Consiste en colocar un segmento de tubo en una cavidad troquelada, verter líquido sobre él y sellar las caras. Como resultado, la presión del líquido aumenta y el tubo se recalca [1]. Los parámetros básicos del proceso hidromecánico de conformado de abombamientos son: la presión del líquido y la carga axial. Una característica especial de este método es la ausencia de efectos térmicos no deseados, la limpieza, un procedimiento de unión rápido y una fácil aplicación [3].

Las investigaciones realizadas durante muchos años por J. Chałupczak y otros [1,4,5] han demostrado que el método permite fabricar tubos en T de todos los tipos de acero utilizados en la construcción de tuberías, tes iguales y reductoras, tes rectas y sesgadas, así como juntas transversales de acero y cobre. En los últimos años, se ha seguido investigando el conformado hidromecánico de abombamientos de uniones de tubos iguales y reductoras. Se han publicado algunos estudios sobre el proceso de hidroconformado [6-11].

En este artículo se presentan los resultados experimentales del abombamiento hidromecánico de componentes axisimétricos de cobre cuyo espesor de pared relativo era s₀ /D = 0,045.

Las investigaciones tenían como objetivo determinar el impacto del grado de deformación sobre la resistencia a la tracción R_m y el porcentaje de reducción del área Z para componentes axisimétricos abombados hidromecánicamente fabricados a partir de tubos de cobre.