Efecte del control de temperatura sobre la deformació durant la soldadura per cadena de rodets

Efecte del control de temperatura sobre la deformació durant la soldadura per cadena de rodets

Introducció
En la indústria moderna,cadena de rodetsés un component mecànic àmpliament utilitzat en sistemes de transmissió i transport. La seva qualitat i rendiment afecten directament l'eficiència operativa i la fiabilitat dels equips mecànics. La soldadura és un dels enllaços clau en el procés de fabricació de cadenes de rodets, i el control de la temperatura durant la soldadura té un impacte vital en la deformació de les cadenes de rodets. Aquest article explorarà en profunditat el mecanisme d'influència del control de la temperatura en la deformació durant la soldadura de cadenes de rodets, els tipus de deformació comuns i les seves mesures de control, amb l'objectiu de proporcionar referències tècniques per als fabricants de cadenes de rodets i també proporcionar una base per al control de qualitat per als compradors majoristes internacionals.

Control de temperatura durant la soldadura per cadena de rodets
El procés de soldadura és essencialment un procés d'escalfament i refredament local. En la soldadura per cadena de rodets, se solen utilitzar soldadura per arc, soldadura làser i altres tecnologies de soldadura, i aquests mètodes de soldadura generen fonts de calor d'alta temperatura. Durant la soldadura, la temperatura de la soldadura i la zona circumdant augmentarà ràpidament i després es refredarà, mentre que el canvi de temperatura de la zona allunyada de la soldadura és petit. Aquesta distribució desigual de la temperatura provocarà una expansió i contracció tèrmica desigual del material, causant així deformació.
Efecte de la temperatura de soldadura sobre les propietats del material
Una temperatura de soldadura excessivament alta pot fer que el material s'escalfi, fent que els seus grans es tornin gruixuts, reduint així les propietats mecàniques del material, com ara la resistència i la tenacitat. Al mateix temps, una temperatura excessivament alta també pot causar oxidació o carbonització de la superfície del material, afectant la qualitat de la soldadura i el tractament superficial posterior. Per contra, una temperatura de soldadura massa baixa pot provocar una soldadura insuficient, una resistència de soldadura insuficient i fins i tot defectes com ara la manca de fusió.

Mètode de control de la temperatura de soldadura
Per tal de garantir la qualitat de la soldadura, la temperatura de soldadura ha de ser estrictament controlada. Els mètodes de control habituals inclouen:
Preescalfament: Preescalfar les peces que s'han de soldar de la cadena de rodets abans de soldar-les pot reduir el gradient de temperatura durant la soldadura i reduir l'estrès tèrmic.
Control de temperatura entre capes: en el procés de soldadura multicapa, controleu estrictament la temperatura de cada capa després de la soldadura per evitar el sobreescalfament o el sobrerefredament.
Tractament tèrmic posterior: Un cop finalitzada la soldadura, les peces soldades se sotmeten a un tractament tèrmic adequat, com ara recuit o normalització, per eliminar la tensió residual generada durant la soldadura.

Tipus i causes de la deformació de la soldadura
La deformació de la soldadura és un fenomen inevitable en el procés de soldadura, especialment en components relativament complexos com ara les cadenes de rodets. Segons la direcció i la forma de la deformació, la deformació de la soldadura es pot dividir en els següents tipus:
Deformació per contracció longitudinal i transversal
Durant el procés de soldadura, la soldadura i les zones circumdants s'expandeixen quan s'escalfen i es contrauen quan es refreden. A causa de la contracció en la direcció de la soldadura i la contracció transversal, la soldadura produirà deformacions per contracció longitudinal i transversal. Aquesta deformació és un dels tipus de deformació més comuns després de la soldadura i normalment és difícil de reparar, per la qual cosa cal controlar-la mitjançant un tallat precís i una reserva de contracció abans de soldar.
Deformació per flexió
La deformació per flexió és causada per la contracció longitudinal i transversal de la soldadura. Si la distribució de la soldadura al component és asimètrica o la seqüència de soldadura no és raonable, la soldadura es pot doblegar després del refredament.
Deformació angular
La deformació angular és causada per la forma asimètrica de la secció transversal de la soldadura o per capes de soldadura no raonables. Per exemple, en la soldadura en T, la contracció en un costat de la soldadura pot fer que el pla de la soldadura produeixi una deformació de contracció transversal al voltant de la soldadura en la direcció del gruix.
Deformació de l'ona
La deformació ondulada sol produir-se en la soldadura d'estructures de placa prima. Quan la soldadura és inestable sota la tensió de compressió de la tensió interna de soldadura, pot aparèixer ondulada després de la soldadura. Aquesta deformació és més freqüent en la soldadura de components de placa prima de cadenes de rodets.

El mecanisme d'influència del control de la temperatura en la deformació de la soldadura
La influència del control de la temperatura en el procés de soldadura sobre la deformació de la soldadura es reflecteix principalment en els aspectes següents:
Expansió i contracció tèrmiques
Durant la soldadura, la temperatura de la soldadura i de les zones circumdants augmenta, i el material s'expandeix. Quan es completa la soldadura, aquestes zones es refreden i es contrauen, mentre que el canvi de temperatura de la zona allunyada de la soldadura és petit i la contracció també és petita. Aquesta expansió i contracció tèrmica desigual farà que la soldadura es deformi. Controlant la temperatura de soldadura, es pot reduir aquesta irregularitat, reduint així el grau de deformació.
Estrès tèrmic
La distribució desigual de la temperatura durant la soldadura produirà tensió tèrmica. La tensió tèrmica és una de les principals causes de la deformació de la soldadura. Quan la temperatura de soldadura és massa alta o la velocitat de refredament és massa ràpida, la tensió tèrmica augmentarà significativament, cosa que provocarà una major deformació.
Tensió residual
Després de completar la soldadura, quedarà una certa quantitat d'estrès dins de la soldadura, que s'anomena tensió residual. La tensió residual és un dels factors inherents a la deformació de la soldadura. Mitjançant un control raonable de la temperatura, es pot reduir la generació d'estrès residual, reduint així la deformació de la soldadura.

Mesures de control per a la deformació de la soldadura
Per tal de reduir la deformació de la soldadura, a més de controlar estrictament la temperatura de soldadura, també es poden prendre les mesures següents:
Disseny raonable de la seqüència de soldadura
La seqüència de soldadura té una gran influència en la deformació de la soldadura. Una seqüència de soldadura raonable pot reduir eficaçment la deformació de la soldadura. Per exemple, per a soldadures llargues, es pot utilitzar el mètode de soldadura segmentada posterior o el mètode de soldadura per salts per reduir l'acumulació de calor i la deformació durant la soldadura.
Mètode de fixació rígida
Durant el procés de soldadura, el mètode de fixació rígida es pot utilitzar per limitar la deformació de la soldadura. Per exemple, s'utilitza una brida o un suport per fixar la soldadura al seu lloc de manera que no es deformi fàcilment durant la soldadura.
Mètode antideformació
El mètode antideformació consisteix a aplicar prèviament a la peça soldada una deformació oposada a la deformació de la soldadura per compensar la deformació generada durant la soldadura. Aquest mètode requereix una estimació i un ajust precisos segons la llei i el grau de deformació de la soldadura.
Tractament post-soldadura
Després de la soldadura, la soldadura es pot processar adequadament, com ara martelleig, vibració o tractament tèrmic, per eliminar la tensió residual i la deformació generades durant la soldadura.

Anàlisi de casos: control de temperatura i control de deformació de la soldadura per cadena de rodets
El següent és un cas real que mostra com millorar la qualitat de la soldadura de les cadenes de rodets mitjançant mesures de control de la temperatura i de control de la deformació.
Fons
Una empresa fabricant de cadenes de rodets produeix un lot de cadenes de rodets per a sistemes de transport, que requereixen una alta qualitat de soldadura i una petita deformació de la soldadura. En la producció inicial, a causa d'un control inadequat de la temperatura de soldadura, algunes cadenes de rodets es doblegaven i es deformaven en angle, cosa que afectava la qualitat i la vida útil del producte.

Solució
Optimització del control de temperatura:
Abans de soldar, la cadena de rodets que s'ha de soldar es preescalfa i la temperatura de preescalfament es determina en 150 ℃ segons el coeficient de dilatació tèrmica del material i els requisits del procés de soldadura.
Durant el procés de soldadura, el corrent de soldadura i la velocitat de soldadura es controlen estrictament per garantir que la temperatura de soldadura estigui dins del rang adequat.
Després de la soldadura, la peça soldada es sotmet a un tractament tèrmic posterior i s'adopta el procés de recuit. La temperatura es controla a 650 ℃ i el temps d'aïllament es determina en 1 hora segons el gruix de la cadena de rodets.
Mesures de control de deformacions:
Per a la soldadura s'utilitza el mètode de soldadura posterior segmentada, i la longitud de cada secció de soldadura es controla dins de 100 mm per reduir l'acumulació de calor durant la soldadura.
Durant el procés de soldadura, la cadena de rodets es fixa al seu lloc amb una brida per evitar la deformació de la soldadura.
Després de la soldadura, la peça soldada es martelleja per eliminar la tensió residual generada durant la soldadura.

Resultat
Gràcies a les mesures anteriors, la qualitat de la soldadura de la cadena de rodets s'ha millorat significativament. La deformació de la soldadura s'ha controlat eficaçment i la incidència de la deformació per flexió i la deformació angular s'ha reduït en més d'un 80%. Al mateix temps, s'ha garantit la resistència i la tenacitat de les peces soldades i la vida útil del producte s'ha allargat en un 30%.
Conclusió
La influència del control de la temperatura sobre la deformació durant la soldadura de la cadena de rodets és multifacètica. Controlant raonablement la temperatura de soldadura, es pot reduir eficaçment la deformació de la soldadura i es pot millorar la qualitat de la soldadura. Al mateix temps, combinat amb una seqüència de soldadura raonable, un mètode de fixació rígida, un mètode antideformació i mesures de tractament posterior a la soldadura, es pot optimitzar encara més l'efecte de soldadura de la cadena de rodets.