Tube d'acier de précision ASTM A513 pour arbres de transmission automobiles avec un diamètre extérieur de 50 à 127 mm et une construction étirée sur mandrin

Le tube d'arbre de transmission de précision ASTM A513 est un tube mécanique soudé par résistance électrique conçu pour les composants rotatifs automobiles où la précision dimensionnelle, l'uniformité de la paroi, la rectitude, l'intégrité de la soudure et les propriétés mécaniques reproductibles sont essentielles. Pour la production de cardans de précision, le tube ASTM A513 Type 5 étiré sur mandrin (DOM) est couramment sélectionné car le tube mère soudé est ensuite étiré à froid sur un mandrin, améliorant la précision du diamètre extérieur, la constance du diamètre intérieur, la concentricité, l'état de surface et la résistance.

Les choix de matériaux typiques incluent SAE/AISI 1010, 1020, 1026, 1035 et 4130. Parmi ceux-ci, les 1020 et 1026 sont des choix pratiques pour les arbres de transmission automobiles nécessitant un équilibre entre soudabilité, résistance à la torsion, performance de formage et stabilité dimensionnelle, tandis que le 4130 peut être spécifié lorsque une résistance plus élevée est requise.

• Précision dimensionnelle contrôlée : Le tube ASTM A513 Type 5 est produit en étirant un tube mère ERW sur un mandrin. Pour les dimensions DOM couramment utilisées, la tolérance d'épaisseur de paroi peut être contrôlée à environ ±0,05 mm sur certaines tailles à paroi mince et à environ ±0,08 à ±0,15 mm sur de nombreuses combinaisons de diamètres extérieurs/parois plus grandes. Ce degré de contrôle est important pour les arbres de transmission car une variation excessive de la paroi crée une distribution de masse inégale et augmente la quantité de correction requise lors de l'équilibrage dynamique.
• Rectitude adaptée aux composants rotatifs : Pour les tubes ronds ASTM A513 Type 5 de moins de 203 mm de diamètre extérieur environ, une limite de rectitude couramment spécifiée est de 0,76 mm de déviation maximale par mètre de longueur. Une rectitude contrôlée aide à réduire le faux-rond initial de l'arbre avant de souder le tube aux chapeaux ou aux extrémités cannelées, ou à d'autres composants de transmission.
• Efficacité résistance/poids élevée : L'étirage à froid augmente la résistance du tube par rapport au tube normalisé de même composition chimique. Par exemple, le tube ASTM A513 Type 5 Grade 1026 à l'état étiré sur mandrin peut être spécifié avec environ : Résistance minimale à la limite d'élasticité : 483 MPa, Résistance minimale à la traction : 552 MPa, Allongement minimal : 5 %. Cela permet une construction de tube à paroi relativement mince tout en maintenant la résistance mécanique requise par les ensembles de transmission rotatifs.
• Uniformité de paroi et concentricité améliorées : Le processus DOM contrôle plus étroitement la géométrie extérieure et intérieure du tube que les tubes mécaniques soudés ordinaires. Une distribution de paroi constante est particulièrement importante pour un arbre de transmission car l'excentricité du tube affecte directement la distribution de la masse en rotation.
• Zone de soudure interne contrôlée : Le cordon de soudure ERW initial est travaillé mécaniquement pendant l'opération d'étirage subséquente. Comparé aux tubes soudés conventionnels, le processus DOM produit une géométrie interne plus uniforme et réduit l'influence dimensionnelle de la zone de soudure d'origine.

• Meilleur contrôle de l'excentricité du tube avant équilibrage dynamique : Notre processus de production contrôle le diamètre extérieur, l'épaisseur de paroi, l'ovalisation, la rectitude et la concentricité en tant que paramètres liés, plutôt que de simplement inspecter le diamètre extérieur. Cela réduit l'excentricité de masse excessive dans le tube brut et offre une condition de départ plus stable pour l'équilibrage en aval de l'arbre de transmission. Pour les projets critiques, des exigences dimensionnelles supplémentaires peuvent être convenues dans les spécifications d'achat avant la production.
• Qualité de soudure stable pour l'assemblage chapeau-tube : Les grades tels que 1010, 1020 et 1026 fournissent des plages de carbone et de manganèse contrôlées adaptées à la fabrication mécanique. Les tubes peuvent être fournis avec des surfaces d'extrémité propres et contrôlées et une coupe à longueur fixe pour supporter les opérations de soudage circonférentiel automatisées. La nuance du matériau, l'état thermique et la procédure de soudage doivent toujours être adaptés lors de la qualification finale de la transmission.
• Inspection traçable des matériaux et des dimensions : Chaque lot de production peut être contrôlé par numéro de coulée et lot de fabrication, avec la composition chimique, l'inspection dimensionnelle et les résultats des essais mécaniques spécifiés enregistrés par rapport à la commande correspondante. Des exigences NDT optionnelles peuvent également être intégrées dans les spécifications d'achat lorsqu'une vérification supplémentaire de l'intégrité de la soudure est requise.

Le tube est utilisé comme corps rotatif creux principal d'un arbre de cardan de véhicule particulier reliant la transmission ou la boîte de transfert au différentiel. Le tube est coupé à une longueur contrôlée et normalement soudé aux chapeaux de cardan ou aux raccords d'extrémité avant le redressage et l'équilibrage dynamique. Comme le composant fonctionne en continu sous charge de torsion et à vitesse de rotation, son tube nécessite une épaisseur de paroi, une concentricité, une rectitude, une intégrité de soudure et une résistance mécanique contrôlées.

Le tube DOM ASTM A513 Type 5 Grade 1020 ou 1026 est particulièrement adapté lorsque l'on recherche un équilibre entre résistance, soudabilité, stabilité dimensionnelle et constance de production.

La chimie typique des grades ASTM A513 est présentée ci-dessous. Les valeurs sont en pourcentage en masse.