Deformacija zavarivanja valjkastih lanaca: uzroci, posljedice i rješenja
I. Uvod
U procesu proizvodnje valjkastih lanaca, deformacija zavarivanja je čest tehnički problem. Za nezavisne stanice za valjkaste lance koje se suočavaju s međunarodnim veleprodajnim kupcima, od velikog je značaja detaljno istražiti ovo pitanje. Međunarodni kupci imaju stroge zahtjeve u pogledu kvalitete i preciznosti proizvoda. Moraju osigurati da valjkasti lanci koje kupuju mogu održati odlične performanse i pouzdan kvalitet u različitim scenarijima primjene. Savladavanje relevantnog znanja o deformaciji zavarivanja valjkastih lanaca pomoći će u poboljšanju kvalitete proizvoda, povećanju konkurentnosti na međunarodnom tržištu, zadovoljavanju potreba kupaca i proširenju poslovanja u inostranstvu.
II. Definicija i uzroci deformacije zavarivanja valjkastih lanaca
(I) Definicija
Deformacija zavarivanja odnosi se na fenomen odstupanja oblika i veličine valjkastog lanca od projektnih zahtjeva zbog neravnomjernog širenja i skupljanja zavara i okolnih metalnih materijala tokom procesa zavarivanja valjkastog lanca usljed lokalnog zagrijavanja na visokoj temperaturi i naknadnog hlađenja. Ova deformacija će uticati na ukupne performanse i upotrebni efekat valjkastog lanca.
(II) Uzroci
Termički uticaj
Tokom zavarivanja, visoka temperatura koju stvara luk uzrokuje brzo zagrijavanje metala u zavaru i okolnom području, a fizička svojstva materijala se značajno mijenjaju. Kao što su smanjena granica tečenja, povećan koeficijent termičkog širenja itd. Metali u različitim dijelovima se neravnomjerno zagrijavaju, šire se u različitim stepenima i sinhrono skupljaju nakon hlađenja, što rezultira naprezanjem i deformacijom pri zavarivanju. Na primjer, kod zavarivanja lančane ploče valjkastog lanca, područje blizu zavara se više zagrijava i više širi, dok se područje daleko od zavara manje zagrijava i manje širi, što će dovesti do deformacije nakon hlađenja.
Nerazuman raspored zavarivanja
Ako je raspored zavara asimetričan ili neravnomjerno raspoređen, toplota će se tokom procesa zavarivanja koncentrisati u jednom smjeru ili lokalnom području, uzrokujući da struktura podnosi neravnomjerno termičko naprezanje, što će uzrokovati deformaciju. Na primjer, zavari u nekim dijelovima valjkastog lanca su gusti, dok su zavari u drugim dijelovima rijetki, što može lako uzrokovati neravnomjernu deformaciju nakon zavarivanja.
Nepravilan redoslijed zavarivanja
Neracionalni redoslijed zavarivanja uzrokovat će neravnomjeran unos topline pri zavarivanju. Kada se prvi zavareni dio ohladi i skupi, to će ograničiti kasnije zavareni dio, što će rezultirati većim naponom i deformacijom pri zavarivanju. Na primjer, kod zavarivanja valjkastih lanaca s više zavara, ako se prvo zavare zavare u području koncentracije napona, naknadno zavarivanje zavara na drugim dijelovima će proizvesti veću deformaciju.
Nedovoljna krutost ploče
Kada je ploča valjkastog lanca tanka ili je ukupna krutost niska, sposobnost otpora deformacijama pri zavarivanju je slaba. Pod djelovanjem termičkog naprezanja pri zavarivanju, sklone su deformacijama poput savijanja i uvijanja. Na primjer, neke tanke ploče koje se koriste u lakim valjkastim lancima lako se deformiraju ako nisu pravilno poduprte i fiksirane tokom procesa zavarivanja.
Nerazumni parametri procesa zavarivanja
Nepravilno podešavanje parametara procesa kao što su struja zavarivanja, napon i brzina zavarivanja uticaće na unos toplote pri zavarivanju. Prekomjerna struja i napon će uzrokovati prekomjerno zagrevanje i povećati deformaciju pri zavarivanju; dok će premala brzina zavarivanja takođe uzrokovati lokalnu koncentraciju toplote, pogoršavajući deformaciju. Na primer, korišćenje prevelike struje zavarivanja za zavarivanje valjkastog lanca će uzrokovati pregrevanje zavara i okolnog metala, a deformacija će biti ozbiljna nakon hlađenja.
III. Utjecaj deformacije zavarivanja valjkastih lanaca
(I) Utjecaj na performanse valjkastog lanca
Smanjeni vijek trajanja od zamora
Deformacija zavarivanja uzrokovat će zaostala naprezanja unutar valjkastog lanca. Ova zaostala naprezanja se superponiraju na radna naprezanja kojima je valjkasti lanac izložen tokom upotrebe, ubrzavajući oštećenje materijala usljed zamora. Vijek trajanja valjkastog lanca u normalnim uslovima upotrebe se skraćuje, a problemi poput loma ploče lanca i otpadanja valjka su skloni pojavi, što utiče na njegovu pouzdanost i sigurnost.
Smanjena nosivost
Nakon deformacije, geometrija i veličina ključnih dijelova valjkastog lanca, kao što su ploča lanca i osovina klina, se mijenjaju, a raspodjela napona je neravnomjerna. Prilikom preuzimanja opterećenja, sklona je koncentracija napona, što smanjuje ukupnu nosivost valjkastog lanca. To može uzrokovati prerano otkazivanje valjkastog lanca tokom rada i nemogućnost ispunjavanja nosivosti koju zahtijeva dizajn.
Utjecaj na tačnost lančanog prijenosa
Kada se u sistemu prijenosa koristi valjkasti lanac, deformacija zavarivanja će smanjiti tačnost spajanja između karika lanca, a spajanje između lanca i lančanika će biti netačno. To će dovesti do smanjene stabilnosti i tačnosti lančanog prijenosa, buke, vibracija i drugih problema, što utiče na performanse i vijek trajanja cijelog sistema prijenosa.
(II) Uticaj na proizvodnju
Povećani troškovi proizvodnje
Nakon deformacije zavarivanjem, valjkasti lanac treba ispraviti, popraviti itd., što dodaje dodatne procese i troškove radne snage i materijala. Istovremeno, jako deformirani valjkasti lanci mogu biti direktno odbačeni, što rezultira rasipanjem sirovina i povećanim troškovima proizvodnje.
Smanjena efikasnost proizvodnje
Budući da deformirani valjkasti lanac treba obraditi, to će neminovno uticati na napredak proizvodnje i smanjiti efikasnost proizvodnje. Štaviše, postojanje problema sa deformacijom zavarivanja može dovesti do povećanja stope neispravnih proizvoda tokom proizvodnog procesa, što zahtijeva česte prekide rada radi rješavanja problema, što dodatno utiče na efikasnost proizvodnje.
Uticaj na konzistentnost kvaliteta proizvoda
Deformaciju zavarivanja je teško kontrolisati, što rezultira neujednačenim kvalitetom i lošom konzistentnošću proizvedenih valjkastih lanaca. To ne doprinosi osiguranju kvaliteta proizvoda i imidža brenda za kompanije koje proizvode valjkaste lance u velikim količinama, a također je teško ispuniti zahtjeve međunarodnih veleprodajnih kupaca za stabilnošću kvaliteta proizvoda.
IV. Metode kontrole deformacije zavarivanja valjkastih lanaca
(I) Dizajn
Optimizirajte raspored zavara
U fazi projektovanja valjkastog lanca, zavarivanje treba biti što simetričnije raspoređeno, a broj i položaj zavarivanja trebaju biti razumno raspoređeni. Izbjegavajte prekomjernu koncentraciju ili asimetriju zavarivanja kako biste smanjili neravnomjernu raspodjelu topline tokom zavarivanja i smanjili napon i deformaciju zavarivanja. Na primjer, simetrični dizajn ploče lanca koristi se za ravnomjernu raspodjelu zavarivanja na obje strane ploče lanca, što može efikasno smanjiti deformaciju zavarivanja.
Odaberite odgovarajući oblik utora
U skladu sa strukturom i materijalom valjkastog lanca, odaberite razuman oblik i veličinu žlijeba. Odgovarajući žlijeb može smanjiti količinu metala za zavarivanje, smanjiti unos topline zavarivanja i time smanjiti deformaciju zavarivanja. Na primjer, za deblje ploče valjkastog lanca, žljebovi u obliku slova V ili U mogu efikasno kontrolirati deformaciju zavarivanja.
Povećanje strukturne krutosti
Kako bi se ispunili zahtjevi za upotrebu valjkastih lanaca, potrebno je odgovarajuće povećati debljinu ili površinu poprečnog presjeka komponenti poput lančanih ploča i valjaka kako bi se poboljšala krutost strukture. Poboljšajte njenu sposobnost da se odupre deformacijama zavarivanja. Na primjer, dodavanje ojačavajućih rebara lako deformirajućim dijelovima može efikasno smanjiti deformacije zavarivanja.
(II) Proces zavarivanja
Koristite odgovarajuće metode zavarivanja
Različite metode zavarivanja generiraju različite stepene toplote i deformacije zavarivanja. Za zavarivanje valjkastih lanaca mogu se odabrati metode zavarivanja koncentrirane toplote i lako kontrolisane, kao što su zavarivanje u zaštiti gasa i lasersko zavarivanje. Zavarivanje u zaštiti gasa može efikasno smanjiti uticaj vazduha na područje zavarivanja i osigurati kvalitet zavarivanja. Istovremeno, toplota je relativno koncentrisana, što može smanjiti deformaciju zavarivanja; lasersko zavarivanje ima veću gustinu energije, veliku brzinu zavarivanja, malu zonu uticaja toplote i može značajno smanjiti deformaciju zavarivanja.
Optimizirajte parametre zavarivanja
U skladu s materijalom, debljinom, strukturom i drugim faktorima valjkastog lanca, razumno prilagodite parametre procesa kao što su struja zavarivanja, napon i brzina zavarivanja. Izbjegavajte prekomjerni ili nedovoljan unos topline zbog nepravilnog podešavanja parametara i kontrolišite deformaciju zavarivanja. Na primjer, za tanje ploče valjkastog lanca, koristite manju struju zavarivanja i veću brzinu zavarivanja kako biste smanjili unos topline i smanjili deformaciju zavarivanja.
Razumno rasporedite redoslijed zavarivanja
Koristite razuman redoslijed zavarivanja kako biste ravnomjerno rasporedili toplinu zavarivanja i smanjili napon i deformaciju zavarivanja. Na primjer, za valjkaste lance s više zavara, koristite simetrično zavarivanje, segmentno zavarivanje i druge redoslijede, prvo zavarite dijelove s manjim naponom, a zatim zavarite dijelove s većim naponom, što može efikasno kontrolirati deformaciju zavarivanja.
Koristite mjere predgrijavanja i sporog hlađenja
Predgrijavanje valjkastog lanca prije zavarivanja može smanjiti temperaturni gradijent zavarenog spoja i smanjiti termičko naprezanje tokom zavarivanja. Sporo hlađenje ili odgovarajuća termička obrada nakon zavarivanja mogu eliminirati neka zaostala naprezanja pri zavarivanju i smanjiti deformacije pri zavarivanju. Temperatura predgrijavanja i metoda sporog hlađenja trebaju se odrediti prema materijalu i zahtjevima procesa zavarivanja valjkastog lanca.
(III) Pribor za alate
Koristite čvrste elemente za pričvršćivanje
Tokom procesa zavarivanja valjkastih lanaca, koriste se kruti pričvrsni elementi za čvrsto fiksiranje zavarenog spoja u odgovarajućem položaju kako bi se ograničila njegova deformacija tokom zavarivanja. Na primjer, koristite stezaljku za fiksiranje lančanih ploča, valjaka i drugih dijelova valjkastog lanca na platformi za zavarivanje kako biste osigurali stabilnost i tačnost zavarenog spoja tokom zavarivanja i smanjili deformaciju zavarivanja.
Koristite poziciono zavarivanje
Prije formalnog zavarivanja, izvršite poziciono zavarivanje kako biste privremeno fiksirali različite dijelove zavara u ispravnom položaju. Dužina zavara i razmak pozicionog zavara trebaju biti razumno postavljeni kako bi se osigurala stabilnost zavara tokom procesa zavarivanja. Materijali za zavarivanje i parametri procesa koji se koriste za poziciono zavarivanje trebaju biti u skladu s onima za formalno zavarivanje kako bi se osigurala kvaliteta i čvrstoća pozicionog zavara.
Primjena uređaja za zavarivanje s vodenim hlađenjem
Za neke valjkaste lance s visokim zahtjevima za deformaciju zavarivanja, mogu se koristiti vodom hlađeni uređaji za zavarivanje. Tokom procesa zavarivanja, uređaj odvodi toplinu putem cirkulirajuće vode, smanjuje temperaturu zavara i smanjuje deformaciju zavarivanja. Na primjer, prilikom zavarivanja ključnih dijelova valjkastog lanca, upotreba vodom hlađenih uređaja može efikasno kontrolirati deformaciju zavarivanja.
V. Analiza slučaja
Uzmimo za primjer kompaniju za proizvodnju valjkastih lanaca. Kada je kompanija proizvela seriju visokokvalitetnih valjkastih lanaca za izvoz na međunarodno tržište, suočila se s ozbiljnim problemima deformacije zavarivanja, što je rezultiralo niskom stopom kvalifikacije proizvoda, povećanim troškovima proizvodnje, kašnjenjem isporuke i suočila se s rizikom od pritužbi međunarodnih kupaca i otkazivanja narudžbi.
Da bi riješila ovaj problem, kompanija je prvo krenula od aspekta dizajna, optimizirala raspored zavara kako bi zavar bio simetričniji i razumniji; istovremeno je odabrala odgovarajući oblik žljeba kako bi se smanjila količina ispune metala zavara. Što se tiče tehnologije zavarivanja, kompanija je usvojila napredne metode zavarivanja u zaštiti plina, optimizirala parametre zavarivanja i razumno rasporedila redoslijed zavarivanja u skladu s materijalnim i strukturnim karakteristikama valjkastog lanca. Pored toga, izrađeni su posebni kruti elementi za pričvršćivanje i elementi za zavarivanje s vodom hlađenjem kako bi se osigurala stabilnost tokom zavarivanja i smanjila deformacija zavarivanja.
Nakon što je proveden niz mjera, deformacija zavarivanja valjkastog lanca je efikasno kontrolirana, stopa kvalifikacije proizvoda je povećana sa prvobitnih 60% na više od 95%, troškovi proizvodnje su smanjeni za 30%, a zadatak isporuke međunarodnih narudžbi je završen na vrijeme, čime je stečeno zadovoljstvo i povjerenje kupaca i dodatno učvršćena pozicija na međunarodnom tržištu.
VI. Zaključak
Deformacija zavarivanja valjkastih lanaca je složen, ali rješiv problem. Dubokim razumijevanjem njegovih uzroka i posljedica i primjenom efikasnih metoda kontrole, deformacija zavarivanja može se značajno smanjiti, poboljšati kvalitet proizvoda i performanse valjkastih lanaca, te ispuniti strogi zahtjevi međunarodnih veleprodajnih kupaca. Prilikom izgradnje i rada nezavisnih stanica za valjkaste lance, preduzeća bi trebala obratiti pažnju na problem deformacije zavarivanja, kontinuirano optimizirati proizvodne procese i tehnologije, povećati međunarodnu konkurentnost proizvoda i proširiti udio na prekomorskom tržištu.
U budućem razvoju, s kontinuiranim napretkom tehnologije zavarivanja i primjenom novih materijala, očekuje se da će se problem deformacije zavarivanja valjkastih lanaca bolje riješiti. Istovremeno, preduzeća bi trebala ojačati saradnju i razmjenu s međunarodnim kupcima i naučnoistraživačkim institucijama, biti u toku s najnovijim trendovima u industriji i zahtjevima tržišta, promovirati tehnološke inovacije i razvoj proizvoda valjkastih lanaca te globalnom tržištu pružiti više visokokvalitetnih, efikasnih i pouzdanih proizvoda valjkastih lanaca.
Vrijeme objave: 21. maj 2025.