Як паменшыць рэшткавае напружанне ў ролікавым ланцугу пасля зваркі
У працэсе вытворчасці ролікавых ланцугоў зварка з'яўляецца ключавым працэсам. Аднак пасля зваркі ў ролікавых ланцугах часта застаюцца рэшткавыя напружанні. Калі не прыняць эфектыўных мер для іх зніжэння, гэта будзе мець шмат негатыўных наступстваў для якасці і прадукцыйнасці.ролікавы ланцуг, напрыклад, зніжэнне яго трываласці на стомленасць, што прыводзіць да дэфармацыі і нават разбурэння, што ўплывае на нармальнае выкарыстанне і тэрмін службы ролікавых ланцугоў у розным механічным абсталяванні. Таму вельмі важна глыбока вывучыць і асвоіць метады зніжэння рэшткавага напружання пры зварцы ролікавых ланцугоў.
1. Прычыны рэшткавага напружання
Падчас зваркі зварачная частка ролікавага ланцуга будзе падвяргацца нераўнамернаму нагрэву і астуджэнню. Падчас зваркі тэмпература зварнога шва і навакольнага асяроддзя рэзка павышаецца, і металічны матэрыял пашыраецца; а падчас астуджэння сцісканне металу ў гэтых зонах абмяжоўваецца навакольным ненагрэтым металам, што стварае рэшткавыя напружанні зваркі.
Умовы абмежавання падчас зваркі таксама ўплываюць на памер і размеркаванне рэшткавага напружання. Калі ролікавы ланцуг моцна абмежаваны падчас зваркі, гэта значыць ступень фіксаванай або абмежаванай дэфармацыі вялікая, то падчас працэсу астуджэння пасля зваркі рэшткавае напружанне, выкліканае немагчымасцю свабоднага сціскання, таксама адпаведна павялічыцца.
Нельга ігнараваць фактары, звязаныя з самім металам. Розныя матэрыялы маюць розныя цеплавыя, фізічныя і механічныя ўласцівасці, што прыводзіць да рознага цеплавога пашырэння, сціскання і мяжы цякучасці матэрыялаў падчас зваркі, што ўплывае на ўтварэнне рэшткавых напружанняў. Напрыклад, некаторыя высокатрывалыя легаваныя сталі маюць высокую мяжу цякучасці і схільныя да ўтварэння вялікіх рэшткавых напружанняў падчас зваркі.
2. Метады зніжэння рэшткавага напружання пры зварцы ролікавых ланцугоў
(I) Аптымізацыя працэсу зваркі
Разумная паслядоўнасць зваркі: пры зварцы ролікавых ланцугоў спачатку трэба зварваць швы з вялікай усаджваннем, а пазней — швы з малой усаджваннем. Гэта дазваляе шву свабодней усаджвацца падчас зваркі, зніжаючы рэшткавыя напружанні, выкліканыя абмежаванай усаджваннем шва. Напрыклад, пры зварцы ўнутранай і вонкавай ланцуговых пласцін ролікавага ланцуга спачатку зварваецца ўнутраная ланцуговая пласціна, а затым, пасля астывання, звараецца вонкавая ланцуговая пласціна, каб шво ўнутранай ланцуговай пласціны не быў занадта абмежаваны вонкавай ланцуговай пласцінай пры усаджванні.
Выкарыстоўвайце адпаведныя метады і параметры зваркі: розныя метады зваркі маюць розныя рэшткавыя напружанні ў ролікавых ланцугах. Напрыклад, зварка ў асяроддзі ахоўнага газу можа да пэўнай ступені паменшыць зону цеплавога ўздзеяння ў параўнанні з некаторымі традыцыйнымі метадамі зваркі дзякуючы канцэнтраванаму цяплу дугі і высокай цеплавой эфектыўнасці, тым самым зніжаючы рэшткавыя напружанні. У той жа час вельмі важна разумна выбіраць такія параметры, як зварачны ток, напружанне і хуткасць зваркі. Празмерны зварачны ток прывядзе да празмернага праварвання шва і празмернага ўводу цяпла, што прывядзе да перагрэву зварнога шва і павелічэння рэшткавых напружанняў; у той жа час адпаведныя параметры зваркі могуць зрабіць працэс зваркі больш стабільным, паменшыць дэфекты зваркі і, такім чынам, знізіць рэшткавыя напружанні.
Кантроль тэмпературы міжслаёвага шва: пры зварцы ролікавых ланцугоў у некалькі слаёў і некалькі праходаў кантроль тэмпературы міжслаёвага шва з'яўляецца эфектыўнай мерай для зніжэння рэшткавага напружання. Адпаведная тэмпература міжслаёвага шва можа падтрымліваць метал зварнога шва і зоны цеплавога ўздзеяння ў добрай пластычнасці падчас працэсу зваркі, што спрыяе ўсаджванню зварнога шва і зняццю напружання. Як правіла, тэмпературу міжслаёвага шва варта вызначаць у залежнасці ад уласцівасцей матэрыялаў, якія выкарыстоўваюцца ў ролікавым ланцугу, і патрабаванняў працэсу зваркі, а тэмпературу падчас працэсу зваркі варта вымяраць і кантраляваць, каб гарантаваць, што тэмпература міжслаёвага шва знаходзіцца ў адпаведным дыяпазоне.
(II) Прыняць адпаведныя меры папярэдняга і наступнага нагрэву зваркі
Папярэдні нагрэў: перад зваркай ролікавага ланцуга папярэдні нагрэў зварной канструкцыі можа эфектыўна знізіць рэшткавыя напружанні зваркі. Папярэдні нагрэў можа паменшыць розніцу тэмператур зварнога злучэння і зрабіць размеркаванне тэмпературы зварной канструкцыі больш раўнамерным падчас зваркі, тым самым зніжаючы цеплавое напружанне, выкліканае градыентам тэмператур. Акрамя таго, папярэдні нагрэў можа таксама павысіць пачатковую тэмпературу зварной канструкцыі, паменшыць розніцу тэмператур паміж металам шва і асноўным матэрыялам, палепшыць характарыстыкі зварнога злучэння, паменшыць узнікненне дэфектаў зваркі і, такім чынам, знізіць рэшткавыя напружанні. Вызначэнне тэмпературы папярэдняга нагрэву павінна грунтавацца на складзе, таўшчыні, спосабе зваркі і тэмпературы навакольнага асяроддзя матэрыялу ролікавага ланцуга.
Паслядоўнае награванне: Паслядоўная тэрмічная апрацоўка пасля зваркі, гэта значыць дэгідраванне, таксама з'яўляецца адным з важных сродкаў зніжэння рэшткавага напружання пры зварцы ролікавых ланцугоў. Паслядоўная тэрмічная апрацоўка звычайна награвае зварную канструкцыю прыкладна да 250-350℃ адразу пасля завяршэння зваркі і астуджае да пэўнай тэмпературы, а затым павольна астуджае пасля вытрымкі ў цяпле на працягу пэўнага перыяду часу. Асноўная функцыя паслядоўнага награвання заключаецца ў паскарэнні дыфузіі і выхаду атамаў вадароду ў зварным шве і зоне цеплавога ўздзеяння, зніжэнні ўтрымання вадароду ў зварной канструкцыі, тым самым зніжаючы магчымасць каразійнага растрэсквання пад напружаннем, выкліканага вадародам, а таксама дапамагае зняць рэшткавае напружанне пры зварцы. Паслядоўная тэрмічная апрацоўка асабліва важная для зваркі некаторых высокатрывалых сталей і тоўстасценных ролікавых ланцугоў.
(III) Выканайце тэрмічную апрацоўку пасля зваркі
Агульны высокатэмпературны адпачынак: змясціце ўвесь ролікавы ланцуг у награвальную печ, павольна нагрэйце яго прыкладна да 600-700℃, трымайце ў цяпле пэўны час, а затым астудзіце да пакаёвай тэмпературы ў печы. Гэты агульны высокатэмпературны адпачынак можа эфектыўна ліквідаваць рэшткавыя напружанні ў ролікавым ланцугу, звычайна можна ліквідаваць 80%-90% рэшткавых напружанняў. Тэмпературу і час высокатэмпературнага адпачынку неабходна дакладна кантраляваць у залежнасці ад такіх фактараў, як матэрыял, памер і патрабаванні да прадукцыйнасці ролікавага ланцуга, каб забяспечыць эфект і якасць тэрмічнай апрацоўкі. Аднак агульны высокатэмпературны адпачынак патрабуе больш магутнага абсталявання для тэрмічнай апрацоўкі, і кошт апрацоўкі адносна высокі, але для некаторых вырабаў з ролікавымі ланцугамі са строгімі патрабаваннямі да рэшткавых напружанняў гэта ідэальны метад ліквідацыі рэшткавых напружанняў.
Лакальны высокатэмпературны адпачынак: калі ролікавы ланцуг мае вялікія памеры або складаную форму, і агульны высокатэмпературны адпачынак абцяжараны, можна выкарыстоўваць лакальны высокатэмпературны адпачынак. Лакальны высокатэмпературны адпачынак заключаецца ў награванні толькі зварнога шва ролікавага ланцуга і лакальнай зоны побач з ім, каб ліквідаваць рэшткавыя напружанні ў гэтай зоне. У параўнанні з агульным высокатэмпературным адпачынкам, лакальны высокатэмпературны адпачынак мае адносна меншыя патрабаванні да абсталявання і выдаткі на апрацоўку, але яго эфект ліквідацыі рэшткавых напружанняў не такі грунтоўны, як агульны высокатэмпературны адпачынак. Пры правядзенні лакальнага высокатэмпературнага адпачынку варта звяртаць увагу на раўнамернасць зоны нагрэву і кантроль тэмпературы нагрэву, каб пазбегнуць новай канцэнтрацыі напружанняў або іншых праблем з якасцю, выкліканых лакальным перагрэвам або нераўнамернай тэмпературай.
(IV) Метад механічнага расцяжэння
Метад механічнага расцяжэння заключаецца ў прыкладзе сілы расцяжэння да ролікавага ланцуга пасля зваркі, каб выклікаць пластычную дэфармацыю, тым самым кампенсуючы рэшткавую дэфармацыю сціску, якая ўзнікае падчас працэсу зваркі, і дасягаючы мэты зніжэння рэшткавага напружання. У рэальных умовах эксплуатацыі спецыяльнае абсталяванне для расцяжэння можа быць выкарыстана для ўстаноўкі адпаведнай сілы расцяжэння і хуткасці расцяжэння ў адпаведнасці са спецыфікацыямі і патрабаваннямі да прадукцыйнасці ролікавага ланцуга для раўнамернага расцяжэння ролікавага ланцуга. Гэты метад добра ўплывае на некаторыя вырабы з ролікавымі ланцугамі, якія патрабуюць дакладнага кантролю памеру і ліквідацыі рэшткавага напружання, але ён павінен быць абсталяваны адпаведным абсталяваннем для расцяжэння і прафесійнымі аператарамі, а таксама мае пэўныя патрабаванні да вытворчых пляцовак і ўмоў працэсу.
(V) Метад расцяжэння па розніцы тэмператур
Асноўны прынцып метаду расцяжэння з розніцай тэмператур заключаецца ў выкарыстанні розніцы тэмператур, якая ўзнікае пры лакальным награванні, для выклікання дэфармацыі расцяжэння ў зоне зваркі, тым самым зніжаючы рэшткавыя напружанні. Канкрэтная аперацыя заключаецца ў выкарыстанні кіслародна-ацэтыленавай гарэлкі для награвання кожнага боку зварнога шва ролікавага ланцуга і адначасовага выкарыстання вадаправоднай трубы з радам адтулін для распылення вады для астуджэння на пэўнай адлегласці за гарэлкай. Такім чынам, з абодвух бакоў зваркі ўтвараецца зона высокай тэмпературы, у той час як тэмпература зоны зваркі нізкая. Метал з абодвух бакоў пашыраецца з-за цяпла і расцягвае зону зваркі з больш нізкай тэмпературай, тым самым дасягаючы мэты ліквідацыі некаторых рэшткавых напружанняў зваркі. Абсталяванне для расцяжэння з розніцай тэмператур адносна простае і лёгкае ў эксплуатацыі. Яго можна гнутка ўжываць на будаўнічай пляцоўцы або вытворчай пляцоўцы, але яго эфект ліквідацыі рэшткавых напружанняў значна залежыць ад такіх параметраў, як тэмпература награвання, хуткасць астуджэння і адлегласць распылення вады. Яго неабходна дакладна кантраляваць і рэгуляваць у адпаведнасці з рэальнымі ўмовамі.
(VI) Апрацоўка ад вібрацыйнага старэння
Вібрацыйная апрацоўка старэннем выкарыстоўвае эфект вібрацыйнай механічнай энергіі, каб выклікаць рэзананс у ролікавым ланцугу, у выніку чаго рэшткавыя напружанні ўнутры апрацоўванай дэталі гамагенізуюцца і памяншаюцца. Ролікавы ланцуг размяшчаецца на спецыяльным абсталяванні для вібрацыйнага старэння, і частата і амплітуда ўзбуджальніка рэгулююцца так, каб ролікавы ланцуг рэзанаваў на працягу пэўнага перыяду часу. Падчас працэсу рэзанансу металічныя зярняты ўнутры ролікавага ланцуга будуць слізгаць і перабудоўвацца, мікраструктура будзе паляпшацца, а рэшткавыя напружанні будуць паступова змяншацца. Вібрацыйная апрацоўка старэннем мае перавагі прастаты абсталявання, кароткага часу апрацоўкі, нізкай кошту, высокай эфектыўнасці і г.д., і не ўплывае на якасць паверхні ролікавага ланцуга. Таму яна шырока выкарыстоўваецца ў вытворчасці ролікавых ланцугоў. У цэлым, вібрацыйная апрацоўка старэннем можа ліквідаваць каля 30% - 50% рэшткавых напружанняў пры зварцы ролікавых ланцугоў. Для некаторых вырабаў з ролікавымі ланцугамі, якія не патрабуюць асабліва высокіх рэшткавых напружанняў, вібрацыйная апрацоўка старэннем з'яўляецца эканамічным і эфектыўным метадам ліквідацыі рэшткавых напружанняў.
(VII) Метад кавання
Метад малаткавання — гэта просты і распаўсюджаны метад зніжэння рэшткавага напружання пры зварцы. Пасля зваркі ролікавага ланцуга, калі тэмпература шва складае 100–150 ℃ або вышэй за 400 ℃, выкарыстоўвайце невялікі малаток, каб раўнамерна пастукаць па зварным шве і прылеглых да яго зонах, каб выклікаць лакальную пластычную дэфармацыю металу і тым самым знізіць рэшткавае напружанне. Варта адзначыць, што падчас працэсу малаткавання варта пазбягаць тэмпературнага дыяпазону 200–300 ℃, паколькі ў гэты час метал знаходзіцца ў стадыі далікатнасці, і малаток можа лёгка прывесці да расколін шва. Акрамя таго, сіла і частата малаткавання павінны быць умеранымі і павінны рэгулявацца ў залежнасці ад такіх фактараў, як таўшчыня ролікавага ланцуга і памер шва, каб забяспечыць эфект і якасць малаткавання. Метад малаткавання звычайна падыходзіць для некаторых невялікіх, простых зварных канструкцый ролікавых ланцугоў. Для вялікіх або складаных зварных канструкцый ролікавых ланцугоў эфект малаткавання можа быць абмежаваны і павінен выкарыстоўвацца ў спалучэнні з іншымі метадамі.
3. Як выбраць прыдатны метад зніжэння рэшткавага напружання
У рэальных умовах вытворчасці, у залежнасці ад розных сітуацый і патрабаванняў да ролікавага ланцуга, неабходна ўсебакова ўлічваць перавагі і недахопы, вобласць прымянення, кошт і іншыя фактары розных метадаў зніжэння рэшткавага напружання, каб выбраць прыдатны метад апрацоўкі. Напрыклад, для некаторых высокадакладных, высокатрывалых, тоўстасценных ролікавых ланцугоў агульны высокатэмпературны адпачынак можа быць найлепшым выбарам; у той час як для некаторых вялікіх партый і простых формаў ролікавых ланцугоў вібрацыйная апрацоўка старэннем або метад кавання могуць эфектыўна знізіць вытворчыя выдаткі і павысіць эфектыўнасць вытворчасці. У той жа час, пры выбары метаду зніжэння рэшткавага напружання неабходна таксама ўлічваць навакольнае асяроддзе выкарыстання і ўмовы працы ролікавага ланцуга, каб пераканацца, што абраны метад можа адпавядаць патрабаванням да прадукцыйнасці і стандартам якасці ролікавага ланцуга ў рэальных умовах эксплуатацыі.
4. Роля зніжэння рэшткавага напружання ў паляпшэнні якасці і прадукцыйнасці ролікавых ланцугоў
Зніжэнне рэшткавага напружання пры зварцы можа значна палепшыць трываласць ролікавых ланцугоў на стомленасць. Калі рэшткавае напружанне расцяжэння ў ролікавым ланцугу зніжаецца або цалкам ліквідуецца, адпаведна зніжаецца і фактычны ўзровень напружання, які ён несе падчас працы, тым самым зніжаючы рызыку разбурэння з-за ўзнікнення і пашырэння расколін ад стомленасці, і падаўжаючы тэрмін службы ролікавага ланцуга.
Гэта дапамагае палепшыць стабільнасць памераў і дакладнасць формы ролікавага ланцуга. Празмернае рэшткавае напружанне можа прывесці да дэфармацыі ролікавага ланцуга падчас выкарыстання, што паўплывае на дакладнасць яго сумяшчэння з зорачкамі і іншымі кампанентамі, і тым самым уплывае на нармальную працу механічнага абсталявання. Зніжаючы рэшткавае напружанне, ролікавы ланцуг можа падтрымліваць добрую стабільнасць памераў і дакладнасць формы падчас выкарыстання, а таксама павышаць надзейнасць і дакладнасць перадачы.
Гэта можа знізіць тэндэнцыю да каразійнага растрэсквання пад напружаннем у ролікавых ланцугах у агрэсіўных асяроддзях. Рэшткавыя напружанні расцяжэння павялічваюць адчувальнасць ролікавых ланцугоў да каразійнага растрэсквання пад напружаннем у агрэсіўных асяроддзях, а зніжэнне рэшткавых напружанняў можа эфектыўна знізіць гэтую рызыку, палепшыць каразійную ўстойлівасць ролікавых ланцугоў у жорсткіх умовах і пашырыць дыяпазон іх прымянення.
Час публікацыі: 30 чэрвеня 2025 г.