Importance et méthodes de contrôle de la déformation lors du soudage pour prolonger la durée de vie des chaînes à rouleaux
Le soudage est un maillon essentiel du processus de production et de fabrication dechaînes à rouleauxCependant, les déformations générées lors du soudage affectent considérablement les performances et la durée de vie des chaînes à rouleaux. Pour les exploitants de stations indépendantes spécialisées dans les chaînes à rouleaux, la maîtrise de ces déformations est essentielle pour répondre aux exigences de qualité des acheteurs internationaux en gros. Cet article examine en détail l'impact des déformations dues au soudage sur la durée de vie des chaînes à rouleaux et les méthodes pour les contrôler efficacement lors de cette opération.
Impact de la déformation due au soudage sur la durée de vie de la chaîne à rouleaux
Affectant la précision dimensionnelle et les performances d'engrènement de la chaîne : après soudage, si les maillons, axes et autres composants de la chaîne à rouleaux se déforment, les dimensions globales de la chaîne seront altérées. Par exemple, la flexion ou la torsion des maillons, ou la déformation des axes, perturbera l'engrènement avec le pignon, augmentera l'usure entre la chaîne et le pignon, réduira le rendement de la transmission et pourrait même provoquer des sauts de dents ou des blocages, réduisant ainsi la durée de vie de la chaîne à rouleaux.
Génération de contraintes de soudage et de contraintes résiduelles : Un chauffage et un refroidissement irréguliers lors du soudage génèrent des contraintes de soudage et des contraintes résiduelles au sein de la chaîne à rouleaux. Ces contraintes déforment la structure cristalline du matériau, réduisant ainsi ses propriétés mécaniques telles que la résistance à la fatigue et la résistance à la traction. Lors de l’utilisation ultérieure, lorsque la chaîne à rouleaux est soumise à des charges alternées, le risque d’apparition de fissures de fatigue aux points de concentration de contraintes est accru. Ces fissures se propagent progressivement, pouvant entraîner la rupture de la chaîne et affecter sa durée de vie.
Réduction de la capacité de charge de la chaîne : Lorsqu’une chaîne à rouleaux déformée est soumise à une charge, la force inégale exercée sur chaque composant peut engendrer des contraintes excessives dans certaines zones, tandis que d’autres ne peuvent pas exercer pleinement leur capacité de charge. Ceci entraîne non seulement une diminution de la capacité de charge de la chaîne, mais peut également provoquer une détérioration prématurée et réduire sa durée de vie.
Méthodes de contrôle de la déformation des chaînes à rouleaux pendant le soudage
Aspects de conception
Optimisation de la conception des soudures : concevoir rationnellement le nombre, la taille et la forme des soudures, minimiser les soudures inutiles, éviter les concentrations et sections de soudure excessives, afin de réduire les contraintes et déformations liées au soudage. Par exemple, l’utilisation d’une disposition symétrique des soudures permet de compenser partiellement l’apport de chaleur et les contraintes de retrait, réduisant ainsi la déformation globale.
Choisir la forme d'assemblage appropriée : en fonction de la structure et des caractéristiques de contrainte de la chaîne à rouleaux, choisir la forme d'assemblage soudé appropriée, telle qu'un assemblage bout à bout, un assemblage par recouvrement, etc., et s'assurer que l'écart et l'angle de la rainure au niveau de l'assemblage sont raisonnables pour faciliter l'opération de soudage et contrôler la déformation.
aspect du matériau de soudage
Choisissez le matériau de soudage approprié : sélectionnez des matériaux de soudage compatibles avec le matériau de base de la chaîne à rouleaux afin de garantir des performances de la soudure équivalentes, voire supérieures, à celles du matériau de base. Par exemple, pour certaines chaînes à rouleaux haute résistance, il convient de choisir des matériaux de soudage offrant une résistance et une ténacité suffisantes afin de limiter les défauts de soudage et les déformations.
Contrôler la qualité des matériaux de soudage : Contrôler rigoureusement la qualité des matériaux de soudage afin de s’assurer qu’ils sont secs, exempts d’impuretés, d’huile, etc., afin d’éviter les défauts tels que les porosités et les inclusions de laitier lors du soudage dus à des problèmes liés aux matériaux de soudage, ce qui affecte la qualité et les performances du joint soudé et augmente le risque de déformation de la soudure.
aspect du processus de soudage
Choisir la méthode de soudage appropriée : les différentes méthodes de soudage ont des effets différents sur la déformation. Par exemple, le soudage sous protection gazeuse (comme le soudage MIG/MAG, le soudage TIG, etc.) présente l’avantage d’un faible apport de chaleur, d’une vitesse de soudage élevée et d’une zone affectée thermiquement réduite, ce qui permet de limiter efficacement la déformation. Le soudage à l’arc manuel, quant à lui, génère un apport de chaleur relativement important, susceptible d’entraîner des déformations considérables. Par conséquent, lors du soudage de chaînes à rouleaux, il convient de sélectionner la méthode de soudage la plus adaptée aux conditions réelles afin de maîtriser la déformation.
Ordre de soudage approprié : Un ordre de soudage judicieux permet de contrôler efficacement les déformations. Pour le soudage des chaînes à rouleaux, il convient généralement de respecter les principes suivants : souder d’abord les cordons courts, puis les cordons longs ; souder d’abord les cordons symétriques, puis les cordons asymétriques ; et souder d’abord les zones de concentration de contraintes, puis les zones de dispersion. Ceci permet une répartition plus uniforme de la chaleur pendant le soudage et réduit les contraintes et déformations générées.
Maîtrise des paramètres de soudage : Les paramètres de soudage ont un impact direct sur la déformation. Il s’agit notamment du courant, de la tension, de la vitesse de soudage, de la longueur de fil et de l’angle d’inclinaison du pistolet. Lors du soudage, ces paramètres doivent être sélectionnés judicieusement et rigoureusement contrôlés en fonction de facteurs tels que le matériau, l’épaisseur et la structure de la chaîne à rouleaux. Par exemple, une réduction appropriée du courant et de la tension permet de limiter l’apport de chaleur et, par conséquent, la déformation. À l’inverse, une augmentation appropriée de la vitesse de soudage permet de réduire le temps de soudage, l’impact thermique sur la pièce soudée et, ainsi, de maîtriser la déformation.
Utilisation de la méthode de pré-déformation et de fixation rigide : La méthode de pré-déformation consiste à déformer la pièce à souder dans le sens inverse de la déformation de soudage avant le soudage, en fonction des caractéristiques structurelles de la chaîne à rouleaux et de l’expérience acquise, afin que la pièce retrouve sa forme et ses dimensions idéales après soudage. La méthode de fixation rigide consiste à utiliser une pince ou un autre dispositif de fixation pour maintenir fermement la pièce à souder sur l’établi pendant le soudage, afin de limiter sa déformation. Ces deux méthodes peuvent être utilisées seules ou combinées pour contrôler efficacement la déformation de soudage.
Réalisez un soudage multicouche multipasse et martelé : pour les pièces de chaîne à rouleaux épaisses, la méthode de soudage multicouche multipasse permet de réduire la quantité de métal d'apport à chaque passe, l'énergie à la ligne de soudage et, par conséquent, les déformations. Après chaque passe, martelez uniformément la soudure à l'aide d'un marteau à billes. Cette opération améliore la structure et les performances de la soudure, induit une déformation plastique locale du métal fondu, compense partiellement les contraintes et réduit ainsi les déformations.
équipement de soudage
Utilisez un équipement de soudage de pointe : cet équipement offre généralement de meilleures performances et une plus grande précision de contrôle. Il permet un réglage plus précis des paramètres de soudage, garantissant ainsi la stabilité et la régularité du processus et réduisant les déformations. Par exemple, l’utilisation d’alimentations de soudage à commande numérique et de dévidoirs automatiques permet un contrôle précis de paramètres tels que le courant, la tension et la vitesse de dévidage, améliorant la qualité du soudage et réduisant les déformations.
Maintenance et étalonnage réguliers du matériel de soudage : Le bon fonctionnement et la précision du matériel de soudage sont essentiels pour garantir la qualité des soudures. Il est donc primordial d’entretenir et d’étalonner régulièrement le matériel, de vérifier que ses différents indicateurs de performance sont conformes aux exigences et de remplacer les pièces usées sans délai afin d’assurer la stabilité des paramètres de soudage et de réduire les déformations dues à une panne.
Traitement post-soudage
Déshydrogénation et recuit : Pour certaines chaînes à rouleaux à haute résistance et à haute dureté, la déshydrogénation et le recuit après soudage peuvent réduire la dureté du joint soudé, éliminer certaines contraintes de soudage, réduire la génération de fissures induites par l’hydrogène et améliorer la ténacité et la plasticité du joint soudé, réduisant ainsi le risque de déformation du soudage et prolongeant la durée de vie de la chaîne à rouleaux.
Correction mécanique et correction thermique : Si la chaîne à rouleaux présente encore une certaine déformation après soudage, il est possible de la corriger par des procédés mécaniques et thermiques. La correction mécanique utilise une force extérieure pour redonner à la soudure déformée la forme et les dimensions spécifiées, tandis que la correction thermique consiste à chauffer localement la soudure afin de provoquer une dilatation thermique opposée à la déformation due au soudage, permettant ainsi d’obtenir la correction souhaitée. Ces deux méthodes permettent de sélectionner les procédés et paramètres de correction appropriés en fonction de la déformation et des propriétés du matériau de la chaîne à rouleaux, afin de garantir un résultat optimal.
Résumé
La déformation due au soudage est un facteur important qui influe sur la durée de vie des chaînes à rouleaux. En maîtrisant efficacement la conception, les matériaux, les procédés et les équipements de soudage, ainsi que le traitement post-soudage, il est possible de réduire considérablement cette déformation, d'améliorer la qualité et les performances des chaînes, d'allonger leur durée de vie et de répondre aux exigences élevées des grossistes internationaux. Les responsables des sites de production de chaînes à rouleaux doivent accorder une attention particulière au contrôle de la déformation lors du soudage, optimiser en permanence leurs processus de production et leur gestion, renforcer la compétitivité de leurs chaînes et jeter les bases d'un développement durable.
Date de publication : 13 juin 2025