Tubo de aço de precisão ASTM A513 para eixos de accionamento de automóveis com 50 ‰ 127 mm OD e construção de mandril

O tubo de aço de precisão ASTM A513 para eixo cardan é um tubo mecânico soldado por resistência elétrica, projetado para componentes rotativos automotivos onde a precisão dimensional, uniformidade da parede, retilinidade, integridade da solda e propriedades mecânicas repetíveis são críticas. Para a produção de eixos cardan de precisão, o tubo ASTM A513 Tipo 5 Drawn Over Mandrel (DOM) é comumente selecionado porque o tubo mãe soldado é subsequentemente trefilado a frio sobre um mandril, melhorando a precisão do diâmetro externo, a consistência do diâmetro interno, a concentricidade, a condição da superfície e a resistência.

As escolhas típicas de material incluem SAE/AISI 1010, 1020, 1026, 1035 e 4130. Entre estes, 1020 e 1026 são escolhas práticas para eixos cardan automotivos que requerem um equilíbrio entre soldabilidade, resistência à torção, desempenho de conformação e estabilidade dimensional, enquanto o 4130 pode ser especificado onde maior resistência é necessária.

• Precisão Dimensional Controlada: O tubo ASTM A513 Tipo 5 é produzido pela trefilagem de um tubo mãe ERW sobre um mandril. Para dimensões DOM comumente usadas, a tolerância da espessura da parede pode ser controlada em aproximadamente ±0.05 mm em tamanhos de parede fina selecionados e aproximadamente ±0.08 a ±0.15 mm em muitas combinações de OD/parede maiores. Este grau de controle é importante para eixos cardan porque a variação excessiva da parede cria distribuição de massa desigual e aumenta a quantidade de correção necessária durante o balanceamento dinâmico.
• Retilinidade Adequada para Componentes Rotativos: Para tubos redondos ASTM A513 Tipo 5 abaixo de aproximadamente 203 mm de OD, um limite de retilinidade comumente especificado é de 0.76 mm de desvio máximo por 1 m de comprimento. A retilinidade controlada ajuda a reduzir o empenamento inicial do eixo antes de soldar o tubo a garfos, extremidades estriadas ou outros componentes da linha de transmissão.
• Alta Eficiência de Resistência-Peso: A trefilagem a frio aumenta a resistência do tubo em comparação com tubos normalizados da mesma química. Por exemplo, o tubo ASTM A513 Tipo 5 Grau 1026 na condição trefilada sobre mandril pode ser especificado com aproximadamente: Resistência mínima ao escoamento: 483 MPa, Resistência mínima à tração: 552 MPa, Alongamento mínimo: 5%. Isso permite a construção de tubos de parede relativamente fina, mantendo a resistência mecânica exigida por conjuntos rotativos da linha de transmissão.
• Melhor Uniformidade de Parede e Concentricidade: O processo DOM controla a geometria externa e interna do tubo mais de perto do que tubos mecânicos soldados comuns. A distribuição consistente da parede é particularmente importante para um eixo cardan porque a excentricidade do tubo afeta diretamente a distribuição da massa rotacional.
• Área de Solda Interna Controlada: A costura ERW inicial é trabalhada mecanicamente durante a operação de trefilagem subsequente. Comparado com tubos soldados convencionais, o processo DOM produz uma geometria interna mais uniforme e reduz a influência dimensional da área de solda original.

• Melhor Controle da Excentricidade do Tubo Antes do Balanceamento Dinâmico: Nossa rota de produção controla OD, espessura da parede, ovalização, retilinidade e concentricidade como parâmetros relacionados, em vez de inspecionar apenas o OD. Isso reduz a excentricidade excessiva de massa no tubo bruto e fornece uma condição inicial mais estável para o balanceamento subsequente do eixo cardan. Para projetos críticos, requisitos dimensionais adicionais podem ser acordados na especificação de compra antes da produção.
• Qualidade de Solda Estável para Montagem de Garfo-Tubo: Graus como 1010, 1020 e 1026 fornecem faixas controladas de carbono e manganês adequadas para fabricação mecânica. Os tubos podem ser fornecidos com superfícies de extremidade limpas e controladas e corte em comprimento fixo para suportar operações de soldagem circunferencial automatizadas. O grau do material, a condição térmica e o procedimento de soldagem devem sempre ser combinados durante a qualificação final da linha de transmissão.
• Inspeção de Material e Dimensional Rastreável: Cada lote de produção pode ser controlado por número de calor e lote de fabricação, com composição química, inspeção dimensional e resultados de testes mecânicos especificados registrados contra o pedido correspondente. Requisitos opcionais de END também podem ser incorporados à especificação de compra quando for necessária verificação adicional da integridade da solda.

O tubo é usado como o corpo rotativo oco principal de um eixo cardan de veículo de passeio, conectando a transmissão ou caixa de transferência ao diferencial. O tubo é cortado em um comprimento controlado e normalmente soldado a garfos de eixo cardan ou conexões de extremidade antes do endireitamento e balanceamento dinâmico. Como o componente opera continuamente sob carga torsional e velocidade rotacional, seu tubo requer espessura de parede controlada, concentricidade, retilinidade, integridade da solda e resistência mecânica.

O tubo DOM ASTM A513 Tipo 5 Grau 1020 ou 1026 é particularmente adequado onde um equilíbrio de resistência, soldabilidade, estabilidade dimensional e consistência de produção é necessário.

A química típica do grau ASTM A513 é mostrada abaixo. Os valores são em porcentagem em massa.