Deformacija zavarivanja valjkastih lanaca: uzroci, posljedice i rješenja
I. Uvod
U procesu proizvodnje valjkastih lanaca, deformacija zavarivanja čest je tehnički problem. Za neovisne stanice za valjkaste lance koje se suočavaju s međunarodnim veleprodajnim kupcima, od velike je važnosti detaljno istražiti ovo pitanje. Međunarodni kupci imaju stroge zahtjeve u pogledu kvalitete i preciznosti proizvoda. Moraju osigurati da valjkasti lanci koje kupuju mogu održati izvrsne performanse i pouzdanu kvalitetu u različitim scenarijima primjene. Savladavanje relevantnog znanja o deformaciji zavarivanja valjkastih lanaca pomoći će u poboljšanju kvalitete proizvoda, povećanju konkurentnosti na međunarodnom tržištu, zadovoljavanju potreba kupaca i proširenju poslovanja u inozemstvu.
II. Definicija i uzroci deformacije zavarivanja valjkastih lanaca
(I) Definicija
Deformacija zavarivanja odnosi se na fenomen odstupanja oblika i veličine valjkastog lanca od projektnih zahtjeva zbog neravnomjernog širenja i skupljanja zavara i okolnih metalnih materijala tijekom procesa zavarivanja valjkastog lanca uslijed lokalnog zagrijavanja na visokoj temperaturi i naknadnog hlađenja. Ova deformacija utjecat će na ukupne performanse i učinak upotrebe valjkastog lanca.
(II) Uzroci
Toplinski utjecaj
Tijekom zavarivanja, visoka temperatura koju stvara luk uzrokuje brzo zagrijavanje metala u zavaru i okolnom području, a fizička svojstva materijala značajno se mijenjaju. Kao što su smanjena granica razvlačenja, povećani koeficijent toplinskog širenja itd. Metali u različitim dijelovima zagrijavaju se neravnomjerno, šire se u različitim stupnjevima i sinkrono se skupljaju nakon hlađenja, što rezultira naprezanjem i deformacijom zavarivanja. Na primjer, kod zavarivanja lančane ploče valjkastog lanca, područje blizu zavara se više zagrijava i više širi, dok se područje daleko od zavara manje zagrijava i manje širi, što će nakon hlađenja uzrokovati deformaciju.
Nerazuman raspored zavara
Ako je raspored zavara asimetričan ili neravnomjerno raspoređen, toplina će se tijekom procesa zavarivanja koncentrirati u jednom smjeru ili lokalnom području, uzrokujući neravnomjerno toplinsko naprezanje strukture, što će uzrokovati deformaciju. Na primjer, zavari u nekim dijelovima valjkastog lanca su gusti, dok su zavari u drugim dijelovima rijetki, što lako može uzrokovati neravnomjernu deformaciju nakon zavarivanja.
Nepravilan redoslijed zavarivanja
Neracionalni slijed zavarivanja uzrokovat će neravnomjeran unos topline pri zavarivanju. Kada se prvi zavareni dio ohladi i skupi, to će ograničiti kasnije zavareni dio, što će rezultirati većim naprezanjem i deformacijom pri zavarivanju. Na primjer, kod zavarivanja valjkastih lanaca s više zavara, ako se prvo zavare zavare u području koncentracije naprezanja, naknadno zavarivanje zavara u drugim dijelovima proizvest će veću deformaciju.
Nedovoljna krutost ploče
Kada je ploča valjkastog lanca tanka ili je ukupna krutost niska, sposobnost otpora deformacijama zavarivanja je slaba. Pod djelovanjem toplinskog naprezanja zavarivanja, sklone su deformacijama poput savijanja i uvijanja. Na primjer, neke tanke ploče koje se koriste u laganim valjkastim lancima lako se deformiraju ako nisu pravilno poduprte i učvršćene tijekom procesa zavarivanja.
Nerazumni parametri procesa zavarivanja
Nepravilno podešavanje parametara procesa kao što su struja zavarivanja, napon i brzina zavarivanja utjecat će na unos topline pri zavarivanju. Prekomjerna struja i napon uzrokovat će prekomjerno zagrijavanje i povećati deformaciju zavarivanja; dok će premala brzina zavarivanja također uzrokovati lokalnu koncentraciju topline, što će pogoršati deformaciju. Na primjer, korištenje prevelike struje zavarivanja za zavarivanje valjkastog lanca uzrokovat će pregrijavanje zavara i okolnog metala, a deformacija će biti ozbiljna nakon hlađenja.
III. Utjecaj deformacije zavarivanja valjkastih lanaca
(I) Utjecaj na performanse valjkastog lanca
Smanjeni vijek trajanja od zamora
Deformacija zavarivanja uzrokovat će zaostala naprezanja unutar valjkastog lanca. Ta zaostala naprezanja se superponiraju na radna naprezanja kojima je valjkasti lanac izložen tijekom upotrebe, ubrzavajući oštećenje materijala uslijed zamora. Vijek trajanja valjkastog lanca u normalnim uvjetima upotrebe skraćuje se, a problemi poput loma ploče lanca i otpadanja valjka skloniji su pojavi, što utječe na njegovu pouzdanost i sigurnost.
Smanjena nosivost
Nakon deformacije, geometrija i veličina ključnih dijelova valjkastog lanca, poput ploče lanca i osovine klina, mijenjaju se, a raspodjela naprezanja je neravnomjerna. Prilikom nošenja opterećenja, sklona je koncentracija naprezanja, što smanjuje ukupnu nosivost valjkastog lanca. To može uzrokovati prerano otkazivanje valjkastog lanca tijekom rada i nemogućnost zadovoljavanja nosivosti koju zahtijeva dizajn.
Utjecaj na točnost lančanog prijenosa
Kada se u prijenosnom sustavu koristi valjkasti lanac, deformacija zavarivanja smanjit će točnost podudaranja između karika lanca, a zahvat između lanca i lančanika bit će netočan. To će dovesti do smanjene stabilnosti i točnosti prijenosa lanca, buke, vibracija i drugih problema, što utječe na performanse i vijek trajanja cijelog prijenosnog sustava.
(II) Utjecaj na proizvodnju
Povećani troškovi proizvodnje
Nakon deformacije zavarivanja, valjkasti lanac treba ispraviti, popraviti itd., što dodaje dodatne procese te troškove radne snage i materijala. Istovremeno, jako deformirani valjkasti lanci mogu se izravno odbaciti, što rezultira rasipanjem sirovina i povećanim troškovima proizvodnje.
Smanjena učinkovitost proizvodnje
Budući da deformirani valjkasti lanac treba obraditi, to će neizbježno utjecati na napredak proizvodnje i smanjiti učinkovitost proizvodnje. Štoviše, postojanje problema s deformacijom zavarivanja može dovesti do povećanja stope neispravnih proizvoda tijekom proizvodnog procesa, što zahtijeva česte prekide rada radi rješavanja problema, što dodatno utječe na učinkovitost proizvodnje.
Utjecaj na dosljednost kvalitete proizvoda
Deformaciju zavarivanja teško je kontrolirati, što rezultira neujednačenom kvalitetom i lošom konzistentnošću proizvedenih valjkastih lanaca. To ne doprinosi osiguravanju kvalitete proizvoda i imidža robne marke za tvrtke koje proizvode valjkaste lance u velikim razmjerima, a također je teško ispuniti zahtjeve međunarodnih veleprodajnih kupaca za stabilnošću kvalitete proizvoda.
IV. Metode kontrole deformacije zavarivanja valjkastih lanaca
(I) Dizajn
Optimizirajte raspored zavara
U fazi projektiranja valjkastog lanca, zavarivanje treba biti što je moguće simetričnije raspoređeno, a broj i položaj zavarivanja trebaju biti razumno raspoređeni. Izbjegavajte prekomjernu koncentraciju ili asimetriju zavarivanja kako biste smanjili neravnomjernu raspodjelu topline tijekom zavarivanja i smanjili naprezanje i deformacije zavarivanja. Na primjer, simetrični dizajn ploče lanca koristi se za ravnomjernu raspodjelu zavarivanja na obje strane ploče lanca, što može učinkovito smanjiti deformaciju zavarivanja.
Odaberite odgovarajući oblik utora
Ovisno o strukturi i materijalu valjkastog lanca, odaberite razuman oblik i veličinu utora. Odgovarajući utor može smanjiti količinu metala za zavarivanje, smanjiti unos topline zavarivanja i time smanjiti deformaciju zavarivanja. Na primjer, za deblje ploče valjkastog lanca, utori u obliku slova V ili utor u obliku slova U mogu učinkovito kontrolirati deformaciju zavarivanja.
Povećanje strukturne krutosti
Kako bi se ispunili zahtjevi za korištenje valjkastih lanaca, potrebno je odgovarajuće povećati debljinu ili površinu poprečnog presjeka komponenti poput lančanih ploča i valjaka kako bi se poboljšala krutost strukture. Poboljšajte njezinu sposobnost da se odupre deformacijama zavarivanja. Na primjer, dodavanje ojačavajućih rebara lako deformirajućim dijelovima može učinkovito smanjiti deformacije zavarivanja.
(II) Postupak zavarivanja
Koristite odgovarajuće metode zavarivanja
Različite metode zavarivanja generiraju različite stupnjeve topline i deformacije zavarivanja. Za zavarivanje valjkastih lanaca mogu se odabrati metode zavarivanja koncentrirane topline i jednostavne za upravljanje, poput zavarivanja u zaštiti plina i laserskog zavarivanja. Zavarivanje u zaštiti plina može učinkovito smanjiti utjecaj zraka na područje zavarivanja i osigurati kvalitetu zavarivanja. Istovremeno, toplina je relativno koncentrirana, što može smanjiti deformaciju zavarivanja; lasersko zavarivanje ima veću gustoću energije, veliku brzinu zavarivanja, malu zonu utjecaja topline i može značajno smanjiti deformaciju zavarivanja.
Optimizirajte parametre zavarivanja
Prema materijalu, debljini, strukturi i drugim čimbenicima valjkastog lanca, razumno prilagodite parametre procesa kao što su struja zavarivanja, napon i brzina zavarivanja. Izbjegavajte prekomjerni ili nedovoljan unos topline zbog nepravilnih postavki parametara i kontrolirajte deformaciju zavarivanja. Na primjer, za tanje ploče valjkastog lanca koristite manju struju zavarivanja i veću brzinu zavarivanja kako biste smanjili unos topline i smanjili deformaciju zavarivanja.
Razumno rasporedite redoslijed zavarivanja
Koristite razuman slijed zavarivanja kako biste ravnomjerno rasporedili toplinu zavarivanja i smanjili naprezanje i deformaciju zavarivanja. Na primjer, za valjkaste lance s više zavara koristite simetrično zavarivanje, segmentirano zavarivanje i druge slijedove, prvo zavarite dijelove s manjim naprezanjem, a zatim zavarite dijelove s većim naprezanjem, što može učinkovito kontrolirati deformaciju zavarivanja.
Koristite mjere predgrijavanja i sporog hlađenja
Predgrijavanje valjkastog lanca prije zavarivanja može smanjiti temperaturni gradijent zavarenog spoja i smanjiti toplinsko naprezanje tijekom zavarivanja. Sporo hlađenje ili odgovarajuća toplinska obrada nakon zavarivanja mogu ukloniti neka zaostala naprezanja zavarivanja i smanjiti deformacije zavarivanja. Temperatura predgrijavanja i metoda sporog hlađenja trebaju se odrediti prema materijalu i zahtjevima postupka zavarivanja valjkastog lanca.
(III) Pribor za alate
Koristite čvrste pričvrsne elemente
Tijekom procesa zavarivanja valjkastih lanaca, kruti pričvrsni elementi koriste se za čvrsto učvršćivanje zavara u prikladnom položaju kako bi se ograničila njegova deformacija tijekom zavarivanja. Na primjer, koristite stezaljku za učvršćivanje lančanih ploča, valjaka i drugih dijelova valjkastog lanca na platformi za zavarivanje kako biste osigurali stabilnost i točnost zavara tijekom zavarivanja i smanjili deformaciju zavarivanja.
Koristite pozicionirano zavarivanje
Prije formalnog zavarivanja, izvršite pozicijsko zavarivanje kako biste privremeno fiksirali različite dijelove zavara u ispravnom položaju. Duljina zavara i razmak pozicijskog zavara trebaju biti razumno postavljeni kako bi se osigurala stabilnost zavara tijekom procesa zavarivanja. Materijali za zavarivanje i parametri procesa korišteni za pozicijsko zavarivanje trebaju biti u skladu s onima za formalno zavarivanje kako bi se osigurala kvaliteta i čvrstoća pozicijskog zavara.
Primjena vodom hlađenih uređaja za zavarivanje
Za neke valjkaste lance s visokim zahtjevima za deformaciju zavarivanja, mogu se koristiti vodom hlađeni uređaji za zavarivanje. Tijekom procesa zavarivanja, uređaj odvodi toplinu cirkulirajućom vodom, smanjuje temperaturu zavara i smanjuje deformaciju zavarivanja. Na primjer, prilikom zavarivanja ključnih dijelova valjkastog lanca, upotreba vodom hlađenih uređaja može učinkovito kontrolirati deformaciju zavarivanja.
V. Analiza slučaja
Uzmimo za primjer tvrtku za proizvodnju valjkastih lanaca. Kada je tvrtka proizvela seriju visokokvalitetnih valjkastih lanaca za izvoz na međunarodno tržište, suočila se s ozbiljnim problemima deformacije zavarivanja, što je rezultiralo niskom stopom kvalifikacije proizvoda, povećanim troškovima proizvodnje, odgođenom isporukom i suočila se s rizikom od pritužbi međunarodnih kupaca i otkazivanja narudžbi.
Kako bi riješila ovaj problem, tvrtka je prvo krenula od aspekta dizajna, optimizirala raspored zavara kako bi zavar bio simetričniji i razumniji; istovremeno je odabrala odgovarajući oblik utora kako bi se smanjila količina ispunjavanja zavara metalom. Što se tiče tehnologije zavarivanja, tvrtka je usvojila napredne metode zavarivanja u zaštiti plina, optimizirala parametre zavarivanja i razumno rasporedila redoslijed zavarivanja prema materijalu i strukturnim karakteristikama valjkastog lanca. Osim toga, izrađeni su posebni kruti pričvrsni elementi i vodom hlađeni pričvrsni elementi za zavarivanje kako bi se osigurala stabilnost tijekom zavarivanja i smanjila deformacija zavarivanja.
Nakon što je proveden niz mjera, deformacija zavarivanja valjkastog lanca učinkovito je kontrolirana, stopa kvalifikacije proizvoda povećana je s izvornih 60% na više od 95%, troškovi proizvodnje smanjeni su za 30%, a zadatak isporuke međunarodnih narudžbi dovršen je na vrijeme, čime je stečeno zadovoljstvo i povjerenje kupaca te dodatno učvršćena pozicija na međunarodnom tržištu.
VI. Zaključak
Deformacija zavarivanja valjkastih lanaca složen je, ali rješiv problem. Dubokim razumijevanjem njegovih uzroka i posljedica te primjenom učinkovitih metoda kontrole, deformacija zavarivanja može se značajno smanjiti, poboljšati kvaliteta proizvoda i performanse valjkastih lanaca te ispuniti stroge zahtjeve međunarodnih veleprodajnih kupaca. Prilikom izgradnje i rada neovisnih stanica za valjkaste lance, poduzeća bi trebala obratiti pozornost na problem deformacije zavarivanja, kontinuirano optimizirati proizvodne procese i tehnologije, povećati međunarodnu konkurentnost proizvoda i proširiti udio na inozemnom tržištu.
U budućem razvoju, s kontinuiranim napretkom tehnologije zavarivanja i primjenom novih materijala, očekuje se bolje rješavanje problema deformacije zavarivanja valjkastih lanaca. Istovremeno, poduzeća bi trebala ojačati suradnju i razmjenu s međunarodnim kupcima i znanstveno-istraživačkim institucijama, biti u toku s najnovijim trendovima u industriji i zahtjevima tržišta, promovirati tehnološke inovacije i razvoj proizvoda valjkastih lanaca te globalnom tržištu pružiti više visokokvalitetnih, učinkovitih i pouzdanih proizvoda valjkastih lanaca.
Vrijeme objave: 21. svibnja 2025.