Деформация на заваряване на ролкови вериги: Причини, последици и решения
I. Въведение
В производствения процес на ролкови вериги, деформацията при заваряване е често срещан технически проблем. За независимите станции за ролкови вериги, които са изправени пред международни купувачи на едро, е от голямо значение да проучат този въпрос в дълбочина. Международните купувачи имат строги изисквания към качеството и прецизността на продукта. Те трябва да гарантират, че закупените от тях ролкови вериги могат да поддържат отлична производителност и надеждно качество в различни сценарии на приложение. Овладяването на съответните знания за деформацията при заваряване на ролкови вериги ще помогне за подобряване на качеството на продукта, повишаване на конкурентоспособността на международния пазар, задоволяване на нуждите на купувачите и разширяване на бизнеса в чужбина.
II. Определение и причини за деформация при заваряване на ролкови вериги
(I) Определение
Деформацията при заваряване се отнася до явлението, при което формата и размерът на ролковата верига се отклоняват от проектните изисквания поради неравномерно разширяване и свиване на заваръчния шев и околните метални материали по време на процеса на заваряване на ролковата верига, причинено от локално нагряване при висока температура и последващо охлаждане. Тази деформация ще повлияе на цялостната производителност и експлоатационния ефект на ролковата верига.
(II) Причини
Термично влияние
По време на заваряване, високата температура, генерирана от дъгата, води до бързо нагряване на метала в заваръчния шев и околната зона, което води до значителна промяна в физичните свойства на материала. Например, намалена граница на провлачване, повишен коефициент на термично разширение и др. Металите в различните части се нагряват неравномерно, разширяват се в различна степен и се свиват синхронно след охлаждане, което води до заваръчно напрежение и деформация. Например, при заваряване на верижни пластини на ролкова верига, зоната близо до заваръчния шев се нагрява повече и се разширява повече, докато зоната далеч от заваръчния шев се нагрява по-малко и се разширява по-малко, което води до деформация след охлаждане.
Неразумно разположение на заварките
Ако заваръчният шев е асиметричен или неравномерно разпределен, топлината ще бъде концентрирана в една посока или локална област по време на процеса на заваряване, което ще доведе до неравномерно термично напрежение върху структурата и ще причини деформация. Например, заваръчните шевове в някои части на ролковата верига са плътни, докато заваръчните шевове в други части са редки, което лесно може да причини неравномерна деформация след заваряване.
Неправилна последователност на заваряване
Нерационалната последователност на заваряване ще доведе до неравномерно подаване на топлина при заваряване. Когато първата заварена част се охлади и свие, това ще ограничи по-късно заварената част, което ще доведе до по-голямо напрежение и деформация при заваряване. Например, при заваряване на ролкови вериги с множество заваръчни шевове, ако заваръчни шевове в зоната на концентрация на напрежение се заварят първо, последващото заваряване на заваръчни шевове в други части ще доведе до по-голяма деформация.
Недостатъчна твърдост на плочата
Когато плочата на ролковата верига е тънка или общата твърдост е ниска, способността ѝ да се съпротивлява на деформация при заваряване е слаба. Под действието на термично напрежение при заваряване са склонни да възникнат деформации като огъване и усукване. Например, някои тънки плочи, използвани в леките ролкови вериги, лесно се деформират, ако не са правилно поддържани и фиксирани по време на процеса на заваряване.
Необосновани параметри на процеса на заваряване
Неправилната настройка на параметрите на процеса, като заваръчен ток, напрежение и скорост на заваряване, ще повлияе на входящата топлина при заваряване. Прекомерният ток и напрежение ще причинят прекомерна топлина и ще увеличат деформацията при заваряване; докато твърде бавната скорост на заваряване също ще доведе до локално концентриране на топлината, което ще влоши деформацията. Например, използването на твърде голям заваръчен ток за заваряване на ролкова верига ще доведе до прегряване на заваръчния шев и околния метал, а деформацията ще бъде сериозна след охлаждане.
III. Въздействие на деформацията при заваряване на ролкови вериги
(I) Въздействие върху производителността на ролковите вериги
Намалена експлоатационна годност
Деформацията при заваряване ще причини остатъчно напрежение във вътрешността на ролковата верига. Тези остатъчни напрежения се наслагват върху работното напрежение, на което е подложена ролковата верига по време на употреба, ускорявайки повредата от умора на материала. Животът на ролковата верига при нормални условия на употреба се съкращава и е възможно да възникнат проблеми като счупване на пластините на веригата и отделяне на ролките, което влияе върху нейната надеждност и безопасност.
Намалена товароносимост
След деформация, геометрията и размерът на ключовите части на ролковата верига, като например верижната плоча и щифтовия вал, се променят и разпределението на напрежението е неравномерно. При поемане на товар е възможно да се получи концентрация на напрежение, което намалява общата товароносимост на ролковата верига. Това може да доведе до преждевременна повреда на ролковата верига по време на работа и тя да не може да постигне товароносимостта, изисквана от конструкцията.
Влияние върху точността на верижното предаване
Когато ролковата верига се използва в трансмисионната система, деформацията от заваряване ще намали точността на съвпадение между звената на веригата и зацепването между веригата и зъбното колело ще бъде неточно. Това ще доведе до намалена стабилност и точност на верижната трансмисия, шум, вибрации и други проблеми, които влияят на производителността и живота на цялата трансмисионна система.
(II) Въздействие върху производството
Повишени производствени разходи
След деформация чрез заваряване, ролковата верига трябва да бъде коригирана, ремонтирана и др., което добавя допълнителни процеси, разходи за работна ръка и материали. В същото време, силно деформираните ролкови вериги могат да бъдат директно бракувани, което води до разхищение на суровини и увеличени производствени разходи.
Намалена ефективност на производството
Тъй като деформираната ролкова верига трябва да бъде обработена, това неизбежно ще повлияе на производствения процес и ще намали ефективността на производството. Освен това, наличието на проблеми с деформацията при заваряване може да доведе до увеличаване на процента на дефектните продукти по време на производствения процес, което изисква чести прекъсвания за справяне с проблемите, което допълнително ще повлияе на ефективността на производството.
Въздействие върху постоянството на качеството на продукта
Деформацията при заваряване е трудна за контролиране, което води до неравномерно качество и лоша консистенция на произвежданите ролкови вериги. Това не е благоприятно за осигуряване на качеството на продукта и имиджа на марката за компаниите, които произвеждат ролкови вериги в голям мащаб, а също така е трудно да се отговорят на изискванията на международните купувачи на едро за стабилност на качеството на продукта.
IV. Методи за контрол на деформацията при заваряване на ролкови вериги
(I) Дизайн
Оптимизиране на оформлението на заварките
В етапа на проектиране на ролковата верига, заваръчните шевове трябва да бъдат разположени възможно най-симетрично, а броят и позицията на заваръчните шевове трябва да бъдат разумно разпределени. Избягвайте прекомерна концентрация или асиметрия на заваръчните шевове, за да намалите неравномерното разпределение на топлината по време на заваряване и да намалите напрежението и деформацията при заваряване. Например, симетричната конструкция на верижната плоча се използва за равномерно разпределение на заваръчните шевове от двете страни на верижната плоча, което може ефективно да намали деформацията при заваряване.
Изберете подходящата форма на жлеба
В зависимост от структурата и материала на ролковата верига, изберете разумно формата и размера на канала. Подходящият канал може да намали количеството на запълване на заваръчния метал, да намали вложената топлина при заваряване и по този начин да намали деформацията при заваряване. Например, за по-дебели пластини на ролковата верига, V-образните или U-образните канали могат ефективно да контролират деформацията при заваряване.
Увеличете структурната твърдост
За да се изпълнят изискванията за употреба на ролкови вериги, е необходимо да се увеличи дебелината или площта на напречното сечение на компонентите, като верижните плочи и ролки, за да се подобри твърдостта на конструкцията. Подобрете способността ѝ да устоява на деформация при заваряване. Например, добавянето на подсилващи ребра към лесно деформируеми части може ефективно да намали деформацията при заваряване.
(II) Процес на заваряване
Използвайте подходящи методи на заваряване
Различните методи на заваряване генерират различна степен на топлина и деформация на заваряването. За заваряване на ролкови вериги могат да се изберат методи на заваряване с концентрирана топлина и лесни за управление методи, като например заваряване в защитна газова среда и лазерно заваряване. Заваряването в защитна газова среда може ефективно да намали въздействието на въздуха върху зоната на заваряване и да гарантира качеството на заваряване. В същото време топлината е относително концентрирана, което може да намали деформацията на заваряването; лазерното заваряване има по-висока енергийна плътност, висока скорост на заваряване, малка зона на топлинно въздействие и може значително да намали деформацията на заваряването.
Оптимизиране на параметрите на заваряване
В зависимост от материала, дебелината, структурата и други фактори на ролковата верига, регулирайте разумно параметрите на процеса, като заваръчен ток, напрежение и скорост на заваряване. Избягвайте прекомерно или недостатъчно подаване на топлина поради неправилна настройка на параметрите и контролирайте деформацията на заваряването. Например, за по-тънки пластини на ролковата верига използвайте по-малък заваръчен ток и по-висока скорост на заваряване, за да намалите подаването на топлина и да намалите деформацията на заваряването.
Подредете последователността на заваряване разумно
Използвайте разумна последователност на заваряване, за да разпределите равномерно топлината при заваряване и да намалите напрежението и деформацията при заваряване. Например, за ролкови вериги с множество заваръчни шевове, използвайте симетрично заваряване, сегментирано заваряване и други последователности, като първо заварявате частите с по-малко напрежение, а след това заварявате частите с по-голямо напрежение, което може ефективно да контролира деформацията при заваряване.
Използвайте мерки за предварително загряване и бавно охлаждане
Предварителното нагряване на ролковата верига преди заваряване може да намали температурния градиент на завареното съединение и да намали термичното напрежение по време на заваряване. Бавното охлаждане или подходящата термична обработка след заваряване може да елиминира някои остатъчни напрежения от заваряването и да намали деформацията при заваряване. Температурата на предварително нагряване и методът на бавно охлаждане трябва да се определят в съответствие с материала и изискванията за заваръчен процес на ролковата верига.
(III) Приспособления за инструменти
Използвайте твърди фиксиращи елементи
По време на процеса на заваряване на ролкови вериги се използват твърди фиксиращи приспособления, за да се фиксира здраво заваръчният елемент в подходящо положение, за да се ограничи деформацията му по време на заваряване. Например, използвайте скоба за фиксиране на верижните плочи, ролките и други части на ролковата верига върху заваръчната платформа, за да осигурите стабилност и точност на заваръчния елемент по време на заваряване и да намалите деформацията при заваряване.
Използвайте позиционно заваряване
Преди официално заваряване, извършете позиционно заваряване, за да фиксирате временно различните части на заваръчния шев в правилната позиция. Дължината на заваръчния шев и разстоянието между тях трябва да бъдат зададени разумно, за да се осигури стабилност на заваръчния шев по време на процеса на заваряване. Заваръчните материали и параметрите на процеса, използвани за позиционно заваряване, трябва да съответстват на тези за официално заваряване, за да се гарантира качеството и здравината на позиционното заваряване.
Прилагане на заваръчни приспособления с водно охлаждане
За някои ролкови вериги с високи изисквания за деформация на заваряване могат да се използват заваръчни устройства с водно охлаждане. По време на процеса на заваряване устройството отвежда топлината чрез циркулираща вода, намалява температурата на заваръчния шев и намалява деформацията на заваряване. Например, при заваряване на ключовите части на ролковата верига, използването на заваръчни устройства с водно охлаждане може ефективно да контролира деформацията на заваряване.
V. Анализ на случая
Вземете за пример компания за производство на ролкови вериги. Когато компанията произвела партида висококачествени ролкови вериги за износ на международния пазар, тя се сблъскала със сериозни проблеми с деформацията при заваряване, което довело до нисък процент на квалификация на продукта, увеличени производствени разходи, забавена доставка и риск от оплаквания от международни клиенти и анулиране на поръчки.
За да реши този проблем, компанията първо започна от дизайнерска гледна точка, оптимизирайки разположението на заваръчния шев, за да го направи по-симетричен и разумен; същевременно избра подходяща форма на канала, за да намали количеството запълващ метал на заваръчния шев. По отношение на технологията на заваряване, компанията внедри усъвършенствани методи за заваряване в защитна газова среда, оптимизира параметрите на заваряване и разумно разположи последователността на заваряване според материалните и структурни характеристики на ролковата верига. Освен това бяха изработени специални твърди фиксиращи приспособления и заваръчни приспособления с водно охлаждане, за да се осигури стабилност по време на заваряване и да се намали деформацията при заваряване.
След прилагането на серия от мерки, деформацията на заваряването на ролковата верига беше ефективно контролирана, степента на квалификация на продукта беше увеличена от първоначалните 60% на над 95%, производствените разходи бяха намалени с 30%, а задачата за доставка на международни поръчки беше изпълнена навреме, печелейки удовлетворението и доверието на клиентите и допълнително затвърждавайки позицията си на международния пазар.
VI. Заключение
Деформацията на заваръчните ролкови вериги е сложен, но решим проблем. Чрез задълбочено разбиране на причините и последиците от него и прилагане на ефективни методи за контрол, деформацията на заваръчните валове може да бъде значително намалена, качеството на продукта и производителността на ролковите вериги могат да бъдат подобрени и да бъдат изпълнени строгите изисквания на международните купувачи на едро. При изграждането и експлоатацията на независими станции за ролкови вериги, предприятията трябва да обърнат внимание на проблема с деформацията на заваръчните валове, непрекъснато да оптимизират производствените процеси и технологии, да повишат международната конкурентоспособност на продуктите и да разширят пазарния си дял в чужбина.
В бъдещото развитие, с непрекъснатото усъвършенстване на технологиите за заваряване и прилагането на нови материали, се очаква проблемът с деформацията при заваряване на ролкови вериги да бъде по-добре решен. Същевременно предприятията трябва да засилят сътрудничеството и обмена с международни клиенти и научноизследователски институции, да са в крак с най-новите тенденции в индустрията и пазарните изисквания, да насърчават технологичните иновации и разработването на продукти за ролкови вериги и да предоставят по-висококачествени, ефективни и надеждни продукти за ролкови вериги на световния пазар.
Време на публикуване: 21 май 2025 г.