Utjecaj kontrole temperature na deformaciju tijekom zavarivanja valjkastih lanaca
Uvod
U modernoj industriji,valjkasti lanacje mehanička komponenta koja se široko koristi u prijenosnim i transportnim sustavima. Njegova kvaliteta i performanse izravno utječu na radnu učinkovitost i pouzdanost mehaničke opreme. Zavarivanje je jedna od ključnih karika u procesu proizvodnje valjkastih lanaca, a kontrola temperature tijekom zavarivanja ima vitalni utjecaj na deformaciju valjkastih lanaca. Ovaj članak će detaljno istražiti mehanizam utjecaja kontrole temperature na deformaciju tijekom zavarivanja valjkastih lanaca, uobičajene vrste deformacija i njihove kontrolne mjere, s ciljem pružanja tehničkih referenci proizvođačima valjkastih lanaca, a također i osnove za kontrolu kvalitete za međunarodne veleprodajne kupce.
Kontrola temperature tijekom zavarivanja valjkastih lanaca
Proces zavarivanja je u biti proces lokalnog zagrijavanja i hlađenja. Kod zavarivanja valjkastim lancima obično se koriste elektrolučno zavarivanje, lasersko zavarivanje i druge tehnologije zavarivanja, a te metode zavarivanja generirat će izvore topline visoke temperature. Tijekom zavarivanja, temperatura zavara i okolnog područja brzo će rasti, a zatim se hladiti, dok je promjena temperature područja dalje od zavara mala. Ova neravnomjerna raspodjela temperature uzrokovat će neravnomjerno toplinsko širenje i skupljanje materijala, što će uzrokovati deformaciju.
Utjecaj temperature zavarivanja na svojstva materijala
Prekomjerno visoka temperatura zavarivanja može uzrokovati pregrijavanje materijala, što čini njegova zrna grubljima, čime se smanjuju mehanička svojstva materijala, poput čvrstoće i žilavosti. Istovremeno, pretjerano visoka temperatura može uzrokovati oksidaciju ili karbonizaciju površine materijala, što utječe na kvalitetu zavarivanja i naknadnu obradu površine. Naprotiv, preniska temperatura zavarivanja može dovesti do nedovoljnog zavarivanja, nedovoljne čvrstoće zavara, pa čak i nedostataka poput netapanja.
Metoda kontrole temperature zavarivanja
Kako bi se osigurala kvaliteta zavarivanja, temperatura zavarivanja mora se strogo kontrolirati. Uobičajene metode kontrole uključuju:
Predgrijavanje: Predgrijavanje dijelova valjkastog lanca koji se zavaruju prije zavarivanja može smanjiti temperaturni gradijent tijekom zavarivanja i smanjiti toplinsko naprezanje.
Kontrola temperature među slojevima: U procesu višeslojnog zavarivanja, strogo kontrolirajte temperaturu svakog sloja nakon zavarivanja kako biste izbjegli pregrijavanje ili prekomjerno hlađenje.
Posttoplinska obrada: Nakon što je zavarivanje završeno, zavareni dijelovi podvrgavaju se odgovarajućoj toplinskoj obradi, kao što je žarenje ili normalizacija, kako bi se uklonilo zaostalo naprezanje nastalo tijekom zavarivanja.
Vrste i uzroci deformacija zavarivanja
Deformacija zavarivanja neizbježna je pojava u procesu zavarivanja, posebno kod relativno složenih komponenti poput valjkastih lanaca. Prema smjeru i obliku deformacije, deformacija zavarivanja može se podijeliti na sljedeće vrste:
Uzdužna i poprečna deformacija skupljanja
Tijekom procesa zavarivanja, zavar i okolna područja se šire pri zagrijavanju, a skupljaju pri hlađenju. Zbog skupljanja u smjeru zavara i poprečnog skupljanja, zavar će proizvesti uzdužnu i poprečnu deformaciju skupljanja. Ova deformacija je jedna od najčešćih vrsta deformacije nakon zavarivanja i obično ju je teško popraviti, stoga ju je potrebno kontrolirati preciznim rezanjem i rezerviranim dodatkom za skupljanje prije zavarivanja.
Deformacija savijanja
Deformacija savijanja uzrokovana je uzdužnim i poprečnim skupljanjem zavara. Ako je raspodjela zavara na komponenti asimetrična ili je redoslijed zavarivanja nerazuman, zavar se može saviti nakon hlađenja.
Kutna deformacija
Kutna deformacija uzrokovana je asimetričnim oblikom poprečnog presjeka zavara ili nerazumnim slojevima zavara. Na primjer, kod zavarivanja T-spoja, skupljanje na jednoj strani zavara može uzrokovati da ravnina zavara proizvede poprečnu deformaciju skupljanja oko zavara u smjeru debljine.
Deformacija valova
Valna deformacija obično se javlja pri zavarivanju tankih pločastih konstrukcija. Kada je zavareni spoj nestabilan pod tlačnim naprezanjem unutarnjeg naprezanja zavarivanja, nakon zavarivanja može izgledati valovito. Ova deformacija je češća pri zavarivanju tankih ploča valjkastih lanaca.
Mehanizam utjecaja kontrole temperature na deformaciju zavarivanja
Utjecaj kontrole temperature u procesu zavarivanja na deformaciju zavarivanja uglavnom se ogleda u sljedećim aspektima:
Toplinsko širenje i skupljanje
Tijekom zavarivanja, temperatura zavara i okolnih područja raste, a materijal se širi. Kada je zavarivanje završeno, ta se područja hlade i skupljaju, dok je promjena temperature područja daleko od zavara mala, a i skupljanje je malo. Ovo neravnomjerno toplinsko širenje i skupljanje uzrokovat će deformaciju zavara. Kontroliranjem temperature zavarivanja, ta se neravnomjernost može smanjiti, čime se smanjuje stupanj deformacije.
Toplinski stres
Neravnomjerna raspodjela temperature tijekom zavarivanja stvorit će toplinsko naprezanje. Toplinsko naprezanje jedan je od glavnih uzroka deformacije zavarivanja. Kada je temperatura zavarivanja previsoka ili je brzina hlađenja prebrza, toplinsko naprezanje će se značajno povećati, što će rezultirati većom deformacijom.
Zaostali napon
Nakon završetka zavarivanja, unutar zavara ostat će određena količina naprezanja, koja se naziva zaostalim naprezanjem. Zaostali naprezanje jedan je od inherentnih čimbenika deformacije zavarivanja. Razumnom kontrolom temperature može se smanjiti stvaranje zaostalog naprezanja, čime se smanjuje deformacija zavarivanja.
Kontrolne mjere za deformacije zavarivanja
Kako bi se smanjila deformacija zavarivanja, uz strogu kontrolu temperature zavarivanja, mogu se poduzeti i sljedeće mjere:
Razuman dizajn slijeda zavarivanja
Slijed zavarivanja ima veliki utjecaj na deformaciju zavarivanja. Razuman slijed zavarivanja može učinkovito smanjiti deformaciju zavarivanja. Na primjer, za duge zavare, metoda segmentiranog zavarivanja unatrag ili metoda preskočnog zavarivanja mogu se koristiti za smanjenje akumulacije topline i deformacije tijekom zavarivanja.
Metoda krute fiksacije
Tijekom procesa zavarivanja, metoda krutog pričvršćivanja može se koristiti za ograničavanje deformacije zavarenog spoja. Na primjer, stezaljka ili potpora se koriste za pričvršćivanje zavarenog spoja na mjesto kako se ne bi lako deformirao tijekom zavarivanja.
Metoda protiv deformacije
Metoda protiv deformacije jest prethodno nanošenje deformacije suprotne deformaciji zavarivanja na zavareni spoj kako bi se kompenzirala deformacija nastala tijekom zavarivanja. Ova metoda zahtijeva točnu procjenu i podešavanje prema zakonu i stupnju deformacije zavarivanja.
Obrada nakon zavarivanja
Nakon zavarivanja, zavareni spoj može se naknadno obraditi, poput čekićanja, vibracija ili toplinske obrade, kako bi se uklonili zaostali naponi i deformacije nastale tijekom zavarivanja.
Analiza slučaja: kontrola temperature i kontrola deformacije zavarivanja valjkastih lanaca
Slijedi stvarni slučaj koji pokazuje kako poboljšati kvalitetu zavarivanja valjkastih lanaca kontrolom temperature i mjerama kontrole deformacije.
Pozadina
Tvrtka za proizvodnju valjkastih lanaca proizvodi seriju valjkastih lanaca za transportne sustave, što zahtijeva visoku kvalitetu zavarivanja i malu deformaciju zavarivanja. U ranoj proizvodnji, zbog nepravilne kontrole temperature zavarivanja, neki valjkasti lanci su bili savijeni i deformirani pod kutom, što je utjecalo na kvalitetu i vijek trajanja proizvoda.
Otopina
Optimizacija kontrole temperature:
Prije zavarivanja, valjkasti lanac koji se zavaruje se prethodno zagrijava, a temperatura predgrijavanja određuje se na 150 ℃ prema koeficijentu toplinskog širenja materijala i zahtjevima procesa zavarivanja.
Tijekom procesa zavarivanja, struja zavarivanja i brzina zavarivanja strogo se kontroliraju kako bi se osiguralo da je temperatura zavarivanja unutar odgovarajućeg raspona.
Nakon zavarivanja, zavareni dio se naknadno toplinski obrađuje i primjenjuje se postupak žarenja. Temperatura se kontrolira na 650 ℃, a vrijeme izolacije određeno je na 1 sat ovisno o debljini valjkastog lanca.
Mjere kontrole deformacije:
Za zavarivanje se koristi metoda segmentiranog zavarivanja, a duljina svakog dijela zavarivanja kontrolira se unutar 100 mm kako bi se smanjilo nakupljanje topline tijekom zavarivanja.
Tijekom procesa zavarivanja, valjkasti lanac je fiksiran stezaljkom kako bi se spriječila deformacija zavarivanja.
Nakon zavarivanja, zavareni dio se kuje čekićem kako bi se uklonilo zaostalo naprezanje nastalo tijekom zavarivanja.
Proizlaziti
Gore navedenim mjerama značajno je poboljšana kvaliteta zavarivanja valjkastog lanca. Deformacija zavarivanja učinkovito je kontrolirana, a pojava deformacije savijanja i kutne deformacije smanjena je za više od 80%. Istovremeno, zajamčena je čvrstoća i žilavost zavarenih dijelova, a vijek trajanja proizvoda produžen je za 30%.
Zaključak
Utjecaj kontrole temperature na deformaciju tijekom zavarivanja valjkastih lanaca je višestruk. Razumnom kontrolom temperature zavarivanja, deformacija zavarivanja može se učinkovito smanjiti, a kvaliteta zavarivanja poboljšati. Istovremeno, u kombinaciji s razumnim redoslijedom zavarivanja, metodom krutog pričvršćivanja, metodom protiv deformacije i mjerama obrade nakon zavarivanja, učinak zavarivanja valjkastih lanaca može se dodatno optimizirati.
Vrijeme objave: 09.07.2025.