Effekt af temperaturkontrol på deformation under svejsning af rullekæder

Effekt af temperaturkontrol på deformation under svejsning af rullekæder

Indledning
I den moderne industri,rullekædeer en mekanisk komponent, der i vid udstrækning anvendes i transmissions- og transportsystemer. Dens kvalitet og ydeevne påvirker direkte driftseffektiviteten og pålideligheden af ​​mekanisk udstyr. Svejsning er et af nøgleleddene i fremstillingsprocessen for rullekæder, og temperaturkontrol under svejsning har en afgørende indflydelse på deformationen af ​​rullekæder. Denne artikel vil undersøge temperaturkontrols påvirkningsmekanisme på deformation under svejsning af rullekæder, almindelige deformationstyper og deres kontrolforanstaltninger i dybden med det formål at give tekniske referencer til rullekædeproducenter og også give et grundlag for kvalitetskontrol for internationale engroskøbere.

Temperaturkontrol under svejsning af rullekæder
Svejseprocessen er i bund og grund en proces med lokal opvarmning og afkøling. Ved rullekædesvejsning anvendes normalt lysbuesvejsning, lasersvejsning og andre svejseteknologier, og disse svejsemetoder vil generere varmekilder med høj temperatur. Under svejsning vil temperaturen på svejsningen og det omkringliggende område stige hurtigt og derefter køle af, mens temperaturændringen i området væk fra svejsningen er lille. Denne ujævne temperaturfordeling vil forårsage ujævn termisk udvidelse og sammentrækning af materialet og derved forårsage deformation.
Effekt af svejsetemperatur på materialeegenskaber
For høj svejsetemperatur kan forårsage overophedning af materialet, hvilket gør dets korn grovere og derved reducerer materialets mekaniske egenskaber, såsom styrke og sejhed. Samtidig kan for høj temperatur også forårsage oxidation eller karbonisering af materialeoverfladen, hvilket påvirker svejsekvaliteten og den efterfølgende overfladebehandling. Tværtimod kan for lav svejsetemperatur føre til utilstrækkelig svejsning, utilstrækkelig svejsestyrke og endda defekter såsom usammensmeltning.

Kontrolmetode for svejsetemperatur
For at sikre svejsekvaliteten skal svejsetemperaturen kontrolleres nøje. Almindelige kontrolmetoder omfatter:
Forvarmning: Forvarmning af de dele af rullekæden, der skal svejses, før svejsning kan reducere temperaturgradienten under svejsning og reducere termisk belastning.
Temperaturkontrol mellem lag: Ved flerlagssvejsning skal temperaturen på hvert lag nøje kontrolleres efter svejsning for at undgå overophedning eller overkøling.
Eftervarmebehandling: Efter svejsningen er afsluttet, underkastes de svejsede dele passende varmebehandling, såsom udglødning eller normalisering, for at eliminere den resterende spænding, der genereres under svejsningen.

Typer og årsager til svejsedeformation
Svejsedeformation er et uundgåeligt fænomen i svejseprocessen, især i relativt komplekse komponenter såsom rullekæder. I henhold til deformationens retning og form kan svejsedeformation opdeles i følgende typer:
Langsgående og tværgående krympningsdeformation
Under svejseprocessen udvider svejsningen og dens omkringliggende områder sig ved opvarmning og krymper ved afkøling. På grund af krympningen i svejseretningen og den tværgående krympning vil svejsningen producere langsgående og tværgående krympningsdeformation. Denne deformation er en af ​​de mest almindelige typer deformation efter svejsning og er normalt vanskelig at reparere, så den skal kontrolleres ved præcis afblænding og reserveret krympningstillæg før svejsning.
Bøjningsdeformation
Bøjningsdeformation forårsages af svejsningens langsgående og tværgående krympning. Hvis svejsningens fordeling på komponenten er asymmetrisk, eller svejsesekvensen er urimelig, kan svejsningen bøje efter afkøling.
Vinkeldeformation
Vinkeldeformation skyldes svejsningens asymmetriske tværsnitsform eller urimelige svejselag. For eksempel kan krympningen på den ene side af svejsningen ved T-samlingssvejsning forårsage, at svejseplanet producerer tværgående krympedeformation omkring svejsningen i tykkelsesretningen.
Bølgedeformation
Bølgedeformation forekommer normalt ved svejsning af tyndpladestrukturer. Når svejsningen er ustabil under trykspændingen fra den indre svejsespænding, kan den fremstå bølget efter svejsning. Denne deformation er mere almindelig ved svejsning af tyndpladekomponenter i rullekæder.

Temperaturreguleringens indflydelsesmekanisme på svejsedeformation
Indflydelsen af ​​temperaturregulering i svejseprocessen på svejsedeformation afspejles hovedsageligt i følgende aspekter:
Termisk udvidelse og sammentrækning
Under svejsning stiger temperaturen på svejsningen og de omkringliggende områder, og materialet udvider sig. Når svejsningen er færdig, afkøles og trækker disse områder sig sammen, mens temperaturændringen i området langt væk fra svejsningen er lille, og sammentrækningen også er lille. Denne ujævne termiske udvidelse og sammentrækning vil forårsage deformation af svejsningen. Ved at kontrollere svejsetemperaturen kan denne ujævnhed reduceres og dermed reducere graden af ​​deformation.
Termisk stress
Den ujævne temperaturfordeling under svejsning vil producere termisk belastning. Termisk belastning er en af ​​hovedårsagerne til svejsedeformation. Når svejsetemperaturen er for høj, eller kølehastigheden er for hurtig, vil den termiske belastning stige betydeligt, hvilket resulterer i større deformation.
Resterende stress
Efter svejsningen er færdig, vil en vis mængde spænding forblive inde i svejsematerialet, hvilket kaldes restspænding. Restspænding er en af ​​de iboende faktorer for svejsedeformation. Gennem rimelig temperaturkontrol kan dannelsen af ​​restspænding reduceres, hvorved svejsedeformation reduceres.

Kontrolforanstaltninger for svejsedeformation
For at reducere svejsedeformation kan følgende foranstaltninger, udover streng kontrol af svejsetemperaturen, også træffes:
Rimelig design af svejsesekvens
Svejsesekvensen har stor indflydelse på svejsedeformation. En rimelig svejsesekvens kan effektivt reducere svejsedeformation. For eksempel kan segmenteret bagsvejsning eller skip-svejsningsmetoden bruges til lange svejsninger for at reducere varmeakkumulering og deformation under svejsning.
Stiv fikseringsmetode
Under svejseprocessen kan den stive fikseringsmetode anvendes til at begrænse deformationen af ​​svejsningen. For eksempel bruges en klemme eller støtte til at fastgøre svejsningen på plads, så den ikke let deformeres under svejsning.
Anti-deformationsmetode
Antideformationsmetoden går ud på at påføre en deformation modsat svejsedeformationen på svejsningen på forhånd for at udligne den deformation, der genereres under svejsningen. Denne metode kræver nøjagtig estimering og justering i henhold til loven og graden af ​​svejsedeformation.
Efterbehandling af svejsning
Efter svejsning kan svejsningen efterbehandles korrekt, f.eks. ved hamring, vibration eller varmebehandling, for at eliminere den resterende spænding og deformation, der genereres under svejsningen.

Caseanalyse: temperaturkontrol og deformationskontrol af rullekædesvejsning
Følgende er et virkeligt tilfælde, der viser, hvordan man kan forbedre svejsekvaliteten af ​​rullekæder gennem temperaturkontrol og deformationskontrolforanstaltninger.
Baggrund
En rullekædeproducent producerer et parti rullekæder til transportsystemer, der kræver høj svejsekvalitet og lille svejsedeformation. I den tidlige produktion blev nogle rullekæder bøjet og deformeret i en vinkel på grund af forkert kontrol af svejsetemperaturen, hvilket påvirkede produktets kvalitet og levetid.

Løsning
Optimering af temperaturkontrol:
Før svejsning forvarmes rullekæden, der skal svejses, og forvarmningstemperaturen bestemmes til 150 ℃ i henhold til materialets termiske udvidelseskoefficient og svejseproceskravene.
Under svejseprocessen kontrolleres svejsestrømmen og svejsehastigheden strengt for at sikre, at svejsetemperaturen er inden for det passende område.
Efter svejsning eftervarmebehandles svejsedelen, og udglødningsprocessen anvendes. Temperaturen styres til 650 ℃, og isoleringstiden bestemmes til 1 time i henhold til rullekædens tykkelse.
Foranstaltninger til kontrol af deformation:
Den segmenterede bagsvejsemetode anvendes til svejsning, og længden af ​​hver svejsesektion kontrolleres inden for 100 mm for at reducere varmeakkumulering under svejsning.
Under svejseprocessen fastgøres rullekæden med en klemme for at forhindre deformation under svejsning.
Efter svejsningen hamres svejsedelen for at eliminere den resterende spænding, der genereres under svejsningen.

Resultat
Gennem ovenstående foranstaltninger er rullekædens svejsekvalitet blevet betydeligt forbedret. Svejsedeformation er blevet effektivt kontrolleret, og forekomsten af ​​bøjningsdeformation og vinkeldeformation er reduceret med mere end 80%. Samtidig er svejsedelenes styrke og sejhed garanteret, og produktets levetid er forlænget med 30%.
Konklusion
Temperaturreguleringens indflydelse på deformation under svejsning af rullekæder er mangesidet. Ved at kontrollere svejsetemperaturen på en rimelig måde kan svejsedeformation reduceres effektivt, og svejsekvaliteten forbedres. Samtidig kan rullekædens svejseeffekt optimeres yderligere, kombineret med en rimelig svejsesekvens, en stiv fikseringsmetode, en anti-deformationsmetode og efterbehandlingsforanstaltninger.