Efecto del control de temperatura sobre la deformación durante la soldadura de cadenas de rodillos

Efecto del control de temperatura sobre la deformación durante la soldadura de cadenas de rodillos

Introducción
En la industria moderna,cadena de rodillosEs un componente mecánico ampliamente utilizado en sistemas de transmisión y transporte. Su calidad y rendimiento inciden directamente en la eficiencia operativa y la fiabilidad de los equipos mecánicos. La soldadura es un elemento clave en el proceso de fabricación de cadenas de rodillos, y el control de temperatura durante la soldadura tiene un impacto vital en la deformación de las cadenas. Este artículo analizará en profundidad el mecanismo de influencia del control de temperatura en la deformación durante la soldadura de cadenas de rodillos, los tipos comunes de deformación y sus medidas de control, con el objetivo de proporcionar referencias técnicas a los fabricantes de cadenas de rodillos y proporcionar una base para el control de calidad a los compradores mayoristas internacionales.

Control de temperatura durante la soldadura de cadenas de rodillos
El proceso de soldadura es esencialmente un proceso de calentamiento y enfriamiento local. En la soldadura de cadena de rodillos, se suelen utilizar la soldadura por arco, la soldadura láser y otras tecnologías de soldadura, que generan fuentes de calor de alta temperatura. Durante la soldadura, la temperatura de la soldadura y del área circundante aumenta rápidamente y luego se enfría, mientras que la variación de temperatura en el área alejada de la soldadura es pequeña. Esta distribución desigual de la temperatura provoca una expansión y contracción térmica desigual del material, lo que provoca deformación.
Efecto de la temperatura de soldadura en las propiedades del material
Una temperatura de soldadura excesivamente alta puede provocar el sobrecalentamiento del material, lo que hace que sus granos se vuelvan gruesos y reduce así sus propiedades mecánicas, como la resistencia y la tenacidad. Asimismo, una temperatura excesivamente alta puede causar oxidación o carbonización de la superficie del material, lo que afecta la calidad de la soldadura y el tratamiento superficial posterior. Por el contrario, una temperatura de soldadura demasiado baja puede provocar una soldadura insuficiente, una resistencia insuficiente e incluso defectos como la falta de fusión.

Método de control de la temperatura de soldadura
Para garantizar la calidad de la soldadura, es necesario controlar estrictamente la temperatura. Los métodos de control habituales incluyen:
Precalentamiento: Precalentar las piezas a soldar de la cadena de rodillos antes de soldar puede reducir el gradiente de temperatura durante la soldadura y reducir el estrés térmico.
Control de temperatura entre capas: en el proceso de soldadura multicapa, controle estrictamente la temperatura de cada capa después de la soldadura para evitar el sobrecalentamiento o el sobreenfriamiento.
Tratamiento térmico posterior: una vez finalizada la soldadura, las piezas de soldadura se someten a un tratamiento térmico adecuado, como recocido o normalizado, para eliminar la tensión residual generada durante la soldadura.

Tipos y causas de la deformación por soldadura
La deformación por soldadura es un fenómeno inevitable en el proceso de soldadura, especialmente en componentes relativamente complejos como las cadenas de rodillos. Según la dirección y la forma de la deformación, la deformación por soldadura se puede clasificar en los siguientes tipos:
Deformación por contracción longitudinal y transversal
Durante el proceso de soldadura, la soldadura y sus áreas circundantes se expanden al calentarse y se contraen al enfriarse. Debido a la contracción en la dirección de la soldadura y la contracción transversal, la pieza soldada producirá deformación por contracción longitudinal y transversal. Esta deformación es uno de los tipos más comunes después de la soldadura y suele ser difícil de reparar, por lo que debe controlarse mediante un corte preciso y un margen de contracción reservado antes de soldar.
Deformación por flexión
La deformación por flexión se debe a la contracción longitudinal y transversal de la soldadura. Si la distribución de la soldadura en el componente es asimétrica o la secuencia de soldadura no es la adecuada, la pieza soldada puede doblarse después del enfriamiento.
Deformación angular
La deformación angular se debe a la forma asimétrica de la sección transversal de la soldadura o a capas de soldadura poco uniformes. Por ejemplo, en la soldadura de juntas en T, la contracción en un lado de la soldadura puede provocar una deformación por contracción transversal alrededor de la soldadura en la dirección del espesor.
Deformación ondulatoria
La deformación ondulada suele ocurrir en la soldadura de estructuras de placa delgada. Cuando la soldadura es inestable bajo la tensión de compresión interna de la soldadura, puede presentar una apariencia ondulada después de la soldadura. Esta deformación es más común en la soldadura de componentes de placa delgada de cadenas de rodillos.

El mecanismo de influencia del control de temperatura en la deformación de la soldadura
La influencia del control de temperatura en el proceso de soldadura sobre la deformación de la soldadura se refleja principalmente en los siguientes aspectos:
Expansión y contracción térmica
Durante la soldadura, la temperatura de la soldadura y las áreas circundantes aumenta, y el material se expande. Al finalizar la soldadura, estas áreas se enfrían y se contraen, mientras que la variación de temperatura en la zona alejada de la soldadura es mínima, al igual que la contracción. Esta expansión y contracción térmica desigual provoca la deformación de la pieza soldada. Controlando la temperatura de soldadura, se puede reducir esta irregularidad, disminuyendo así el grado de deformación.
Estrés térmico
La distribución desigual de la temperatura durante la soldadura produce tensión térmica. Esta es una de las principales causas de la deformación por soldadura. Cuando la temperatura de soldadura es demasiado alta o la velocidad de enfriamiento es demasiado rápida, la tensión térmica aumenta significativamente, lo que resulta en una mayor deformación.
Estrés residual
Tras finalizar la soldadura, queda cierta tensión dentro de la pieza soldada, denominada tensión residual. Esta tensión residual es uno de los factores inherentes a la deformación por soldadura. Mediante un control adecuado de la temperatura, se puede reducir la generación de tensión residual, reduciendo así la deformación por soldadura.

Medidas de control de la deformación por soldadura
Para reducir la deformación de la soldadura, además de controlar estrictamente la temperatura de soldadura, también se pueden tomar las siguientes medidas:
Diseño razonable de la secuencia de soldadura
La secuencia de soldadura influye considerablemente en la deformación. Una secuencia de soldadura adecuada puede reducir eficazmente la deformación. Por ejemplo, para soldaduras largas, se puede utilizar el método de soldadura inversa segmentada o el método de soldadura por saltos para reducir la acumulación de calor y la deformación durante la soldadura.
Método de fijación rígida
Durante el proceso de soldadura, se puede utilizar un método de fijación rígida para limitar la deformación de la pieza soldada. Por ejemplo, se utiliza una abrazadera o soporte para fijar la pieza soldada en su lugar y evitar que se deforme fácilmente durante la soldadura.
Método antideformación
El método antideformación consiste en aplicar previamente a la pieza soldada una deformación opuesta a la de la soldadura para compensar la deformación generada durante la soldadura. Este método requiere una estimación y un ajuste precisos según la ley y el grado de deformación de la soldadura.
Tratamiento post-soldadura
Después de la soldadura, la soldadura puede posprocesarse adecuadamente, como mediante martilleo, vibración o tratamiento térmico, para eliminar la tensión residual y la deformación generadas durante la soldadura.

Análisis de caso: control de temperatura y deformación de la soldadura de cadenas de rodillos
A continuación se presenta un caso real que muestra cómo mejorar la calidad de soldadura de cadenas de rodillos mediante medidas de control de temperatura y control de deformación.
Fondo
Una empresa fabricante de cadenas de rodillos produce un lote de cadenas de rodillos para sistemas de transporte, que requieren soldadura de alta calidad y baja deformación. En las primeras etapas de producción, debido a un control inadecuado de la temperatura de soldadura, algunas cadenas de rodillos se doblaban y deformaban en ángulo, lo que afectaba la calidad y la vida útil del producto.

Solución
Optimización del control de temperatura:
Antes de soldar, la cadena de rodillos que se va a soldar se precalienta y la temperatura de precalentamiento se determina en 150 ℃ de acuerdo con el coeficiente de expansión térmica del material y los requisitos del proceso de soldadura.
Durante el proceso de soldadura, la corriente y la velocidad de soldadura se controlan estrictamente para garantizar que la temperatura de soldadura esté dentro del rango apropiado.
Tras la soldadura, la pieza se somete a un tratamiento térmico posterior y se somete a un proceso de recocido. La temperatura se controla a 650 °C y el tiempo de aislamiento se determina en 1 hora, según el espesor de la cadena de rodillos.
Medidas de control de deformación:
Para soldar se utiliza el método de soldadura posterior segmentada, y la longitud de cada sección de soldadura se controla dentro de los 100 mm para reducir la acumulación de calor durante la soldadura.
Durante el proceso de soldadura, la cadena de rodillos se fija en su lugar con una abrazadera para evitar la deformación de la soldadura.
Después de soldar, la pieza a soldar se martilla para eliminar la tensión residual generada durante la soldadura.

Resultado
Gracias a las medidas mencionadas, se ha mejorado significativamente la calidad de la soldadura de la cadena de rodillos. Se ha controlado eficazmente la deformación por soldadura y se ha reducido la incidencia de deformaciones por flexión y deformaciones angulares en más del 80 %. Al mismo tiempo, se ha garantizado la resistencia y tenacidad de las piezas soldadas, y se ha prolongado la vida útil del producto en un 30 %.
Conclusión
La influencia del control de temperatura en la deformación durante la soldadura de cadenas de rodillos es multifacética. Un control adecuado de la temperatura de soldadura permite reducir eficazmente la deformación y mejorar la calidad de la soldadura. Al mismo tiempo, la combinación de una secuencia de soldadura adecuada, un método de fijación rígido, un método antideformación y medidas de tratamiento posterior a la soldadura permite optimizar aún más el efecto de la soldadura de la cadena de rodillos.