Utjecaj kontrole temperature na deformaciju tokom zavarivanja valjkastih lanaca
Uvod
U modernoj industriji,valjkasti lanacje mehanička komponenta koja se široko koristi u sistemima za prijenos i transport. Njen kvalitet i performanse direktno utiču na efikasnost rada i pouzdanost mehaničke opreme. Zavarivanje je jedna od ključnih karika u procesu proizvodnje valjkastih lanaca, a kontrola temperature tokom zavarivanja ima vitalni uticaj na deformaciju valjkastih lanaca. Ovaj članak će detaljno istražiti mehanizam uticaja kontrole temperature na deformaciju tokom zavarivanja valjkastih lanaca, uobičajene vrste deformacija i njihove kontrolne mjere, s ciljem da pruži tehničke reference proizvođačima valjkastih lanaca, a također i da pruži osnovu za kontrolu kvaliteta za međunarodne veleprodajne kupce.
Kontrola temperature tokom zavarivanja valjkastih lanaca
Proces zavarivanja je u suštini proces lokalnog zagrijavanja i hlađenja. Kod zavarivanja valjkastim lancima obično se koriste elektrolučno zavarivanje, lasersko zavarivanje i druge tehnologije zavarivanja, a ove metode zavarivanja generiraju izvore topline visoke temperature. Tokom zavarivanja, temperatura zavara i okolnog područja brzo raste, a zatim se hladi, dok je promjena temperature područja dalje od zavara mala. Ova neravnomjerna raspodjela temperature uzrokovat će neravnomjerno termičko širenje i skupljanje materijala, što će uzrokovati deformaciju.
Utjecaj temperature zavarivanja na svojstva materijala
Prekomjerno visoka temperatura zavarivanja može uzrokovati pregrijavanje materijala, što dovodi do grubljenja zrna, čime se smanjuju mehanička svojstva materijala, kao što su čvrstoća i žilavost. Istovremeno, pretjerano visoka temperatura može uzrokovati oksidaciju ili karbonizaciju površine materijala, što utiče na kvalitet zavarivanja i naknadnu obradu površine. Naprotiv, preniska temperatura zavarivanja može dovesti do nedovoljnog zavarivanja, nedovoljne čvrstoće zavara, pa čak i defekata kao što je netapanje.
Metoda kontrole temperature zavarivanja
Da bi se osigurala kvaliteta zavarivanja, temperatura zavarivanja mora biti strogo kontrolirana. Uobičajene metode kontrole uključuju:
Predgrijavanje: Predgrijavanje dijelova valjkastog lanca koji se zavaruju prije zavarivanja može smanjiti temperaturni gradijent tokom zavarivanja i smanjiti termičko naprezanje.
Kontrola temperature među slojevima: U procesu višeslojnog zavarivanja, strogo kontrolišite temperaturu svakog sloja nakon zavarivanja kako biste izbjegli pregrijavanje ili prekomjerno hlađenje.
Posttermička obrada: Nakon završetka zavarivanja, zavareni dijelovi se podvrgavaju odgovarajućoj termičkoj obradi, kao što je žarenje ili normalizacija, kako bi se eliminisao preostali napon nastao tokom zavarivanja.
Vrste i uzroci deformacija pri zavarivanju
Deformacija zavarivanja je neizbježna pojava u procesu zavarivanja, posebno kod relativno složenih komponenti kao što su valjkasti lanci. Prema smjeru i obliku deformacije, deformacija zavarivanja može se podijeliti na sljedeće vrste:
Uzdužna i poprečna deformacija skupljanja
Tokom procesa zavarivanja, zavar i njegova okolna područja se šire pri zagrijavanju, a skupljaju pri hlađenju. Zbog skupljanja u smjeru zavara i poprečnog skupljanja, zavareni spoj će proizvesti uzdužnu i poprečnu deformaciju skupljanja. Ova deformacija je jedna od najčešćih vrsta deformacije nakon zavarivanja i obično ju je teško popraviti, pa ju je potrebno kontrolirati preciznim rezanjem i rezerviranjem dodatka za skupljanje prije zavarivanja.
Deformacija savijanja
Deformacija savijanja uzrokovana je uzdužnim i poprečnim skupljanjem zavara. Ako je raspodjela zavara na komponenti asimetrična ili je redoslijed zavarivanja nerazuman, zavar se može saviti nakon hlađenja.
Ugaona deformacija
Ugaona deformacija je uzrokovana asimetričnim oblikom poprečnog presjeka zavara ili nerazumnim slojevima zavara. Na primjer, kod zavarivanja T-spoja, skupljanje na jednoj strani zavara može uzrokovati da ravan zavara proizvede poprečnu deformaciju skupljanja oko zavara u smjeru debljine.
Deformacija valova
Valna deformacija se obično javlja pri zavarivanju tankih pločastih konstrukcija. Kada je zavareni spoj nestabilan pod tlačnim naponom unutarnjeg napona zavarivanja, nakon zavarivanja može izgledati valovito. Ova deformacija je češća pri zavarivanju tankih ploča valjkastih lanaca.
Mehanizam utjecaja kontrole temperature na deformaciju zavarivanja
Utjecaj kontrole temperature u procesu zavarivanja na deformaciju zavarivanja uglavnom se ogleda u sljedećim aspektima:
Termičko širenje i skupljanje
Tokom zavarivanja, temperatura zavara i okolnih područja raste, a materijal se širi. Kada je zavarivanje završeno, ova područja se hlade i skupljaju, dok je promjena temperature područja daleko od zavara mala, a i skupljanje je malo. Ovo neravnomjerno termičko širenje i skupljanje uzrokovat će deformaciju zavara. Kontroliranjem temperature zavarivanja, ova neravnomjernost se može smanjiti, a time i stepen deformacije.
Termički stres
Neravnomjerna raspodjela temperature tokom zavarivanja stvorit će termički napon. Termički napon je jedan od glavnih uzroka deformacije zavarivanja. Kada je temperatura zavarivanja previsoka ili je brzina hlađenja prebrza, termički napon će se značajno povećati, što će rezultirati većom deformacijom.
Zaostali napon
Nakon završetka zavarivanja, unutar zavarenog spoja ostat će određena količina napona, koja se naziva zaostali napon. Zaostali napon je jedan od inherentnih faktora deformacije zavarivanja. Razumnom kontrolom temperature može se smanjiti stvaranje zaostalog napona, a time i deformacija zavarivanja.
Kontrolne mjere za deformacije zavarivanja
Kako bi se smanjila deformacija zavarivanja, pored stroge kontrole temperature zavarivanja, mogu se poduzeti i sljedeće mjere:
Razuman dizajn sekvence zavarivanja
Redoslijed zavarivanja ima veliki utjecaj na deformaciju zavarivanja. Razuman redoslijed zavarivanja može efikasno smanjiti deformaciju zavarivanja. Na primjer, za duge zavare, metoda segmentiranog zavarivanja unatrag ili metoda preskakanja zavarivanja mogu se koristiti za smanjenje akumulacije topline i deformacije tokom zavarivanja.
Metoda krute fiksacije
Tokom procesa zavarivanja, metoda krutog fiksiranja može se koristiti za ograničavanje deformacije zavarenog spoja. Na primjer, stezaljka ili oslonac se koristi za fiksiranje zavarenog spoja na mjestu tako da se ne deformira lako tokom zavarivanja.
Metoda protiv deformacije
Metoda protiv deformacije je da se na zavareni spoj unaprijed primijeni deformacija suprotna deformaciji zavarivanja kako bi se kompenzirala deformacija nastala tokom zavarivanja. Ova metoda zahtijeva tačnu procjenu i podešavanje prema zakonu i stepenu deformacije zavarivanja.
Tretman nakon zavarivanja
Nakon zavarivanja, zavareni spoj se može naknadno obraditi, kao što je čekićanje, vibracija ili termička obrada, kako bi se eliminisali preostali naponi i deformacije nastale tokom zavarivanja.
Analiza slučaja: kontrola temperature i kontrola deformacije zavarivanja valjkastih lanaca
Slijedeći primjer je stvaran slučaj koji pokazuje kako poboljšati kvalitet zavarivanja valjkastih lanaca kontrolom temperature i mjerama kontrole deformacije.
Pozadina
Kompanija za proizvodnju valjkastih lanaca proizvodi seriju valjkastih lanaca za transportne sisteme, što zahtijeva visok kvalitet zavarivanja i malu deformaciju zavarivanja. U ranoj proizvodnji, zbog nepravilne kontrole temperature zavarivanja, neki valjkasti lanci su bili savijeni i deformisani pod uglom, što je uticalo na kvalitet i vijek trajanja proizvoda.
Rješenje
Optimizacija kontrole temperature:
Prije zavarivanja, valjkasti lanac koji se zavaruje se prethodno zagrijava, a temperatura predgrijavanja se određuje na 150 ℃ prema koeficijentu toplinskog širenja materijala i zahtjevima procesa zavarivanja.
Tokom procesa zavarivanja, struja zavarivanja i brzina zavarivanja se strogo kontrolišu kako bi se osiguralo da temperatura zavarivanja bude u odgovarajućem rasponu.
Nakon zavarivanja, zavareni dio se termički obrađuje i primjenjuje se proces žarenja. Temperatura se kontrolira na 650℃, a vrijeme izolacije određeno je na 1 sat, ovisno o debljini valjkastog lanca.
Mjere kontrole deformacije:
Za zavarivanje se koristi metoda segmentiranog zavarivanja unatrag, a dužina svakog dijela zavarivanja kontrolira se unutar 100 mm kako bi se smanjilo akumuliranje topline tokom zavarivanja.
Tokom procesa zavarivanja, valjkasti lanac se fiksira stezaljkom kako bi se spriječila deformacija pri zavarivanju.
Nakon zavarivanja, zavareni dio se kuje čekićem kako bi se eliminisao preostali napon nastao tokom zavarivanja.
Rezultat
Kroz gore navedene mjere, kvalitet zavarivanja valjkastog lanca je značajno poboljšan. Deformacija zavarivanja je efikasno kontrolisana, a pojava deformacije savijanja i ugaone deformacije je smanjena za više od 80%. Istovremeno, čvrstoća i žilavost zavarenih dijelova su zagarantovane, a vijek trajanja proizvoda je produžen za 30%.
Zaključak
Utjecaj kontrole temperature na deformaciju tokom zavarivanja valjkastih lanaca je višestruk. Razumnom kontrolom temperature zavarivanja, deformacija zavarivanja može se efikasno smanjiti, a kvalitet zavarivanja poboljšati. Istovremeno, u kombinaciji s razumnim redoslijedom zavarivanja, metodom krute fiksacije, metodom protiv deformacije i mjerama tretmana nakon zavarivanja, učinak zavarivanja valjkastih lanaca može se dodatno optimizirati.
Vrijeme objave: 09.07.2025.