Sådan reducerer du restspændingen i rullekæden efter svejsning

Sådan reducerer du restspændingen i rullekæden efter svejsning
I produktions- og fremstillingsprocessen for rullekæder er svejsning en nøgleproces. Der vil dog ofte være restspænding i rullekæden efter svejsning. Hvis der ikke træffes effektive foranstaltninger for at reducere den, vil det have mange negative virkninger på kvaliteten og ydeevnen afrullekæde, såsom at reducere dens udmattelsesstyrke, hvilket forårsager deformation og endda brud, hvilket påvirker den normale brug og levetid af rullekæder i forskellige mekaniske udstyr. Derfor er det meget vigtigt at studere og mestre metoderne til at reducere restspændingen ved svejsning af rullekæder grundigt.

1. Årsager til restspænding
Under svejseprocessen vil den svejsede del af rullekæden blive udsat for ujævn opvarmning og afkøling. Under svejsningen stiger temperaturen på svejsningen og det omkringliggende område hurtigt, og metalmaterialet udvider sig; og under afkølingsprocessen begrænses metalkontraktionen i disse områder af det omgivende uopvarmede metal, hvilket genererer restspænding under svejsningen.
Begrænsningsbetingelserne under svejsning vil også påvirke størrelsen og fordelingen af ​​restspændingen. Hvis rullekæden er meget begrænset under svejsning, dvs. hvis graden af ​​fast eller begrænset deformation er stor, vil restspændingen forårsaget af manglende evne til at krympe frit også stige tilsvarende under afkølingsprocessen efter svejsning.
Faktorerne i selve metalmaterialet kan ikke ignoreres. Forskellige materialer har forskellige termiske fysiske og mekaniske egenskaber, hvilket vil føre til forskellig termisk udvidelse, sammentrækning og flydespænding af materialerne under svejsning, hvilket påvirker genereringen af ​​restspændinger. For eksempel har nogle højstyrkestål en høj flydespænding og er tilbøjelige til at generere store restspændinger under svejsning.

2. Metoder til reduktion af restspænding ved svejsning af rullekæder

(I) Optimer svejseprocessen

Arranger svejsesekvensen på en rimelig måde: Ved svejsning af rullekæder bør svejsninger med stor krympning svejses først, og svejsninger med lille krympning bør svejses senere. Dette gør det muligt for svejsningen at krympe friere under svejsningen, hvilket reducerer den resterende spænding forårsaget af svejsningens begrænsede krympning. For eksempel, når man svejser de indre og ydre kædeplader på en rullekæde, svejses den indre kædeplade først, og derefter svejses den ydre kædeplade, efter at den er afkølet, så svejsningen på den indre kædeplade ikke begrænses for meget af den ydre kædeplade under krympning.

Brug passende svejsemetoder og -parametre: Forskellige svejsemetoder har forskellige restspændinger på rullekæder. For eksempel kan gasbeskyttet svejsning reducere den varmepåvirkede zone til en vis grad sammenlignet med nogle traditionelle svejsemetoder på grund af dens koncentrerede lysbuevarme og høje termiske effektivitet, hvorved restspændingen reduceres. Samtidig er det også afgørende at vælge parametre som svejsestrøm, spænding og svejsehastighed med omhu. For høj svejsestrøm vil føre til for høj svejseindtrængning og for høj varmetilførsel, hvilket vil forårsage overophedning af svejsefugen og øge restspændingen; mens passende svejseparametre kan gøre svejseprocessen mere stabil, reducere svejsefejl og dermed reducere restspændingen.
Kontrol af mellemlagstemperaturen: Ved svejsning af rullekæder i flere lag og flere passager er kontrol af mellemlagstemperaturen en effektiv foranstaltning til at reducere restspænding. En passende mellemlagstemperatur kan holde svejsemetallet og den varmepåvirkede zone i god plasticitet under svejseprocessen, hvilket er befordrende for krympning af svejsningen og frigivelse af spændinger. Generelt bør mellemlagstemperaturen bestemmes i henhold til egenskaberne af de anvendte materialer i rullekæden og svejseprocessens krav, og temperaturen under svejseprocessen bør måles og kontrolleres for at sikre, at mellemlagstemperaturen er inden for det passende område.
(II) Træf passende foranstaltninger til forvarmning og eftervarmning af svejsning
Forvarmning: Før svejsning af rullekæden kan forvarmning af svejsningen effektivt reducere svejserestidsspændingen. Forvarmning kan reducere temperaturforskellen i svejseforbindelsen og gøre temperaturfordelingen i svejsningen mere ensartet under svejsning, hvorved termisk spænding forårsaget af temperaturgradienten reduceres. Derudover kan forvarmning også øge svejsningens starttemperatur, reducere temperaturforskellen mellem svejsemetallet og basismaterialet, forbedre svejseforbindelsens ydeevne, reducere dannelsen af ​​svejsefejl og dermed reducere restspænding. Bestemmelsen af ​​forvarmningstemperaturen bør baseres på rullekædematerialets sammensætning, tykkelse, svejsemetode og omgivelsestemperatur.
Eftervarmning: Eftervarmebehandling efter svejsning, dvs. dehydrogeneringsbehandling, er også et vigtigt middel til at reducere restspændingen ved rullekædesvejsning. Eftervarmebehandling opvarmer normalt svejsningen til omkring 250-350 ℃ umiddelbart efter svejsningen er afsluttet og afkøles til en bestemt temperatur, og afkøles derefter langsomt efter at have holdt varmen i en vis periode. Hovedfunktionen ved eftervarmen er at accelerere diffusionen og frigivelsen af ​​hydrogenatomer i svejsningen og den varmepåvirkede zone, reducere hydrogenindholdet i svejsningen og derved reducere risikoen for hydrogeninduceret spændingskorrosion og også hjælpe med at aflaste restspændingen ved svejsning. Eftervarmebehandling er især vigtig for svejsning af nogle højstyrkestål og tykvæggede rullekæder.
(III) Udfør varmebehandling efter svejsning
Samlet højtemperaturhærdning: Placer hele rullekæden i en varmeovn, opvarm den langsomt til ca. 600-700 ℃, hold den varm i en vis periode, og afkøl den derefter til stuetemperatur med ovnen. Denne samlede højtemperaturhærdningsbehandling kan effektivt eliminere restspændingen i rullekæden, normalt kan 80%-90% af restspændingen elimineres. Temperaturen og tiden for højtemperaturhærdningen bør kontrolleres præcist i henhold til faktorer som rullekædens materiale, størrelse og ydeevnekrav for at sikre varmebehandlingseffekten og kvaliteten. Samlet højtemperaturhærdning kræver dog større varmebehandlingsudstyr, og behandlingsomkostningerne er relativt høje, men for nogle rullekædeprodukter med strenge krav til restspænding er det en ideel metode til at eliminere restspænding.
Lokal højtemperaturhærdning: Når rullekæden er stor i størrelse eller kompleks i form, og den samlede højtemperaturhærdning er vanskelig, kan lokal højtemperaturhærdning anvendes. Lokal højtemperaturhærdning er kun at opvarme svejsningen på rullekæden og det lokale område i nærheden for at eliminere restspændingen i området. Sammenlignet med den samlede højtemperaturhærdning har lokal højtemperaturhærdning relativt lavere udstyrskrav og forarbejdningsomkostninger, men dens effekt med at eliminere restspænding er ikke så grundig som den samlede højtemperaturhærdning. Ved udførelse af lokal højtemperaturhærdning skal man være opmærksom på ensartetheden af ​​opvarmningsområdet og styringen af ​​opvarmningstemperaturen for at undgå ny spændingskoncentration eller andre kvalitetsproblemer forårsaget af lokal overophedning eller ujævn temperatur.
(IV) Mekanisk strækningsmetode
Den mekaniske strækningsmetode går ud på at påføre en trækkraft på rullekæden efter svejsning for at forårsage plastisk deformation, hvorved den trykrestdeformation, der genereres under svejseprocessen, udlignes og formålet med at reducere restspænding opnås. I den faktiske drift kan specielt strækningsudstyr bruges til at indstille passende trækkraft og strækningshastighed i henhold til rullekædens specifikationer og ydeevnekrav for at strække rullekæden ensartet. Denne metode har en god effekt på nogle rullekædeprodukter, der kræver præcis størrelseskontrol og eliminering af restspænding, men den skal udstyres med tilsvarende strækningsudstyr og professionelle operatører og har visse krav til produktionssteder og procesforhold.
(V) Temperaturforskelsstrækningsmetode
Grundprincippet bag temperaturforskelsstrækningsmetoden er at bruge temperaturforskellen genereret af lokal opvarmning til at forårsage trækdeformation i svejseområdet og derved reducere restspænding. Den specifikke operation er at bruge en oxyacetylenbrænder til at opvarme hver side af rullekædesvejsningen og samtidig bruge et vandrør med en række huller til at sprøjte vand til afkøling i en vis afstand bag brænderen. På denne måde dannes et område med høj temperatur på begge sider af svejsningen, mens temperaturen i svejseområdet er lav. Metallet på begge sider udvider sig på grund af varme og strækker svejseområdet med en lavere temperatur, hvorved formålet er at eliminere noget af svejserestspændingen opnås. Udstyret til temperaturforskelsstrækningsmetoden er relativt enkelt og nemt at betjene. Det kan anvendes fleksibelt på byggepladsen eller produktionsstedet, men dets effekt af at eliminere restspænding påvirkes i høj grad af parametre som opvarmningstemperatur, kølehastighed og vandsprøjteafstand. Det skal kontrolleres og justeres nøjagtigt i henhold til de faktiske forhold.
(VI) Vibrationsældningsbehandling
Vibrationsældningsbehandling bruger effekten af ​​vibrationsmekanisk energi til at få rullekæden til at resonere, så restspændingen inde i emnet homogeniseres og reduceres. Rullekæden placeres på et specielt vibrationsældningsudstyr, og excitatorens frekvens og amplitude justeres for at få rullekæden til at resonere inden for en bestemt tidsperiode. Under resonansprocessen vil metalkornene inde i rullekæden glide og omorganisere sig, mikrostrukturen forbedres, og restspændingen vil gradvist falde. Vibrationsældningsbehandling har fordelene ved simpelt udstyr, kort behandlingstid, lave omkostninger, høj effektivitet osv. og vil ikke påvirke rullekædens overfladekvalitet. Derfor er den blevet brugt i vid udstrækning i produktion af rullekæder. Generelt kan vibrationsældningsbehandling eliminere omkring 30% - 50% af restspændingen fra rullekædesvejsning. For nogle rullekædeprodukter, der ikke kræver særlig høj restspænding, er vibrationsældningsbehandling en økonomisk og effektiv metode til at eliminere restspænding.
(VII) Hammermetode
Hammermetoden er en simpel og almindeligt anvendt metode til at reducere restspænding under svejsning. Efter rullekæden er svejset, når svejsetemperaturen er på 100-150 ℃ eller over 400 ℃, skal der bruges en lille hammer til at banke jævnt på svejsningen og de tilstødende områder for at forårsage lokal plastisk deformation af metallet og derved reducere restspændingen. Det skal bemærkes, at temperaturen under hammerprocessen bør undgås i temperaturområdet 200-300 ℃, da metallet på dette tidspunkt er i et sprødt stadie, og hamring kan let forårsage revner i svejsningen. Derudover bør kraften og hyppigheden af ​​hamringen være moderat og justeres i henhold til faktorer som rullekædens tykkelse og svejsningens størrelse for at sikre hamringseffekten og kvaliteten. Hammermetoden er normalt egnet til nogle små, enkle rullekædesvejsninger. Til store eller komplekse rullekædesvejsninger kan effekten af ​​hammermetoden være begrænset og skal bruges i kombination med andre metoder.

3. Sådan vælger du en passende metode til reduktion af restspænding
I den faktiske produktion er det, afhængigt af de forskellige situationer og krav til rullekæden, nødvendigt at overveje fordele og ulemper, anvendelsesområde, omkostninger og andre faktorer ved forskellige metoder til reduktion af restspænding grundigt for at vælge en passende behandlingsmetode. For eksempel kan højtemperaturhærdning være det bedste valg for nogle højpræcisions-, højstyrke- og tykvæggede rullekæder; mens vibrationsældningsbehandling eller hamringsmetoden for nogle store partier og simple former af rullekæder effektivt kan reducere produktionsomkostningerne og forbedre produktionseffektiviteten. Samtidig er det, når man vælger en metode til at reducere restspænding, også nødvendigt at tage rullekædens brugsmiljø og arbejdsforhold fuldt ud i betragtning for at sikre, at den anvendte metode kan opfylde rullekædens ydeevnekrav og kvalitetsstandarder i faktisk brug.
4. Reduktion af restspænding i forbedringen af ​​rullekæders kvalitet og ydeevne
Reduktion af restspændinger under svejsning kan forbedre rullekædernes udmattelsesstyrke betydeligt. Når den resterende trækspænding i rullekæden reduceres eller elimineres, reduceres det faktiske spændingsniveau, den udsættes for under drift, tilsvarende, hvorved risikoen for brudskader forårsaget af udmattelsesrevner reduceres, og rullekædens levetid forlænges.
Det hjælper med at forbedre rullekædens dimensionsstabilitet og formnøjagtighed. Overdreven restspænding kan forårsage, at rullekæden deformeres under brug, hvilket påvirker dens matchningsnøjagtighed med tandhjul og andre komponenter og dermed påvirker den normale drift af mekanisk udstyr. Ved at reducere restspænding kan rullekæden opretholde god dimensionsstabilitet og formnøjagtighed under brug og forbedre transmissionens pålidelighed og nøjagtighed.
Det kan reducere tendensen til spændingskorrosion i rullekæder i korrosive miljøer. Resterende trækspænding vil øge rullekæders følsomhed over for spændingskorrosion i korrosive medier, og reduktion af restspænding kan effektivt reducere denne risiko, forbedre rullekæders korrosionsbestandighed i barske miljøer og udvide deres anvendelsesområde.