A hőmérséklet-szabályozás hatása a deformációra görgősláncos hegesztés során

A hőmérséklet-szabályozás hatása a deformációra görgősláncos hegesztés során

Bevezetés
A modern iparban,görgős láncegy mechanikus alkatrész, amelyet széles körben használnak az átviteli és szállítórendszerekben. Minősége és teljesítménye közvetlenül befolyásolja a mechanikus berendezések működési hatékonyságát és megbízhatóságát. A hegesztés a görgősláncok gyártási folyamatának egyik kulcsfontosságú láncszeme, és a hegesztés során a hőmérséklet-szabályozás létfontosságú hatással van a görgősláncok deformációjára. Ez a cikk mélyrehatóan megvizsgálja a hőmérséklet-szabályozás hatásmechanizmusát a görgőslánc-hegesztés során fellépő deformációra, a gyakori deformációs típusokat és azok szabályozási intézkedéseit, azzal a céllal, hogy műszaki referenciákat nyújtson a görgőslánc-gyártók számára, valamint alapot teremtsen a minőségellenőrzéshez a nemzetközi nagykereskedelmi vásárlók számára.

Hőmérséklet-szabályozás görgősláncos hegesztés közben
A hegesztési eljárás lényegében helyi fűtés és hűtés folyamata. A görgősláncos hegesztésnél általában ívhegesztést, lézerhegesztést és más hegesztési technológiákat alkalmaznak, és ezek a hegesztési módszerek magas hőmérsékletű hőforrásokat generálnak. Hegesztés során a hegesztés és a környező terület hőmérséklete gyorsan emelkedik, majd lehűl, míg a hegesztéstől távolabbi terület hőmérséklet-változása kicsi. Ez az egyenetlen hőmérséklet-eloszlás az anyag egyenetlen hőtágulását és összehúzódását okozza, ezáltal deformációt okozva.
A hegesztési hőmérséklet hatása az anyagtulajdonságokra
A túl magas hegesztési hőmérséklet az anyag túlmelegedését okozhatja, ami eldurvítja a szemcséket, ezáltal csökkenti az anyag mechanikai tulajdonságait, például a szilárdságot és a szívósságot. Ugyanakkor a túl magas hőmérséklet az anyag felületének oxidációját vagy elszenesedését is okozhatja, ami befolyásolja a hegesztés minőségét és a későbbi felületkezelést. Ezzel szemben a túl alacsony hegesztési hőmérséklet elégtelen hegesztéshez, elégtelen hegesztési szilárdsághoz, sőt olyan hibákhoz is vezethet, mint az összeolvadás hiánya.

Hegesztési hőmérséklet szabályozási módszer
A hegesztés minőségének biztosítása érdekében a hegesztési hőmérsékletet szigorúan ellenőrizni kell. Az általános szabályozási módszerek közé tartoznak:
Előmelegítés: A görgőslánc hegesztendő részeinek hegesztés előtti előmelegítése csökkentheti a hegesztés során fellépő hőmérséklet-gradienst és a hőfeszültséget.
Rétegek közötti hőmérséklet-szabályozás: Többrétegű hegesztés során szigorúan ellenőrizni kell az egyes rétegek hőmérsékletét a hegesztés után, hogy elkerüljük a túlmelegedést vagy a túlhűtést.
Hőkezelés után: A hegesztés befejezése után a hegesztett alkatrészeket megfelelő hőkezelésnek vetik alá, például lágyításnak vagy normalizálásnak, hogy megszüntessék a hegesztés során keletkező maradékfeszültséget.

A hegesztési deformáció típusai és okai
A hegesztési deformáció elkerülhetetlen jelenség a hegesztési folyamatban, különösen viszonylag összetett alkatrészek, például görgősláncok esetében. A deformáció iránya és formája szerint a hegesztési deformáció a következő típusokra osztható:
Hosszanti és keresztirányú zsugorodási deformáció
A hegesztési folyamat során a hegesztés és a környező területek melegítéskor kitágulnak, lehűléskor pedig összezsugorodnak. A hegesztési irányú zsugorodás és a keresztirányú zsugorodás miatt a hegesztett szerkezet hosszirányú és keresztirányú zsugorodási deformációt hoz létre. Ez a deformáció a hegesztés utáni leggyakoribb deformációtípusok egyike, és általában nehéz helyrehozni, ezért precíz kivágással és a hegesztés előtt meghatározott zsugorodási ráhagyással kell szabályozni.
Hajlítási deformáció
A hajlítási deformációt a hegesztés hossz- és keresztirányú zsugorodása okozza. Ha a hegesztés eloszlása ​​az alkatrészen aszimmetrikus, vagy a hegesztési sorrend nem megfelelő, a hegesztett szerkezet lehűlés után meghajolhat.
Szögdeformáció
A szögdeformációt a hegesztés aszimmetrikus keresztmetszeti alakja vagy indokolatlanul elosztott hegesztési rétegek okozzák. Például T-illesztésnél a hegesztés egyik oldalán fellépő zsugorodás a hegesztési síkban a hegesztés körül vastagságirányban keresztirányú zsugorodási deformációt okozhat.
Hullámdeformáció
A hullámdeformáció általában vékony lemezszerkezetek hegesztésekor fordul elő. Amikor a hegesztési varrat a hegesztés belső feszültségének nyomófeszültsége alatt instabil, hegesztés után hullámosnak tűnhet. Ez a deformáció gyakoribb a görgősláncok vékony lemezalkatrészeinek hegesztésekor.

A hőmérséklet-szabályozás hatásmechanizmusa a hegesztési deformációra
A hegesztési folyamat hőmérséklet-szabályozásának a hegesztési deformációra gyakorolt ​​hatása főként a következő szempontokban tükröződik:
Hőtágulás és összehúzódás
Hegesztés során a hegesztés és a környező területek hőmérséklete megemelkedik, az anyag kitágul. A hegesztés befejeztével ezek a területek lehűlnek és összehúzódnak, míg a hegesztéstől távolabbi terület hőmérsékletváltozása kicsi, és az összehúzódás is kicsi. Ez az egyenetlen hőtágulás és összehúzódás a hegesztett anyag deformálódásához vezet. A hegesztési hőmérséklet szabályozásával ez az egyenetlenség csökkenthető, ezáltal a deformáció mértéke is csökken.
Termikus stressz
A hegesztés során fellépő egyenetlen hőmérséklet-eloszlás hőfeszültséget okoz. A hőfeszültség a hegesztési deformáció egyik fő oka. Ha a hegesztési hőmérséklet túl magas, vagy a hűtési sebesség túl gyors, a hőfeszültség jelentősen megnő, ami nagyobb deformációt eredményez.
Maradófeszültség
A hegesztés befejezése után bizonyos mennyiségű feszültség marad a hegesztett varratban, ezt nevezzük maradékfeszültségnek. A maradékfeszültség a hegesztési deformáció egyik inherens tényezője. Ésszerű hőmérséklet-szabályozással csökkenthető a maradékfeszültség keletkezése, ezáltal csökkentve a hegesztési deformációt.

Hegesztési deformáció szabályozási intézkedései
A hegesztési deformáció csökkentése érdekében a hegesztési hőmérséklet szigorú szabályozása mellett a következő intézkedéseket is meg lehet tenni:
A hegesztési sorrend ésszerű megtervezése
A hegesztési sorrend nagy hatással van a hegesztési deformációra. Az ésszerű hegesztési sorrend hatékonyan csökkentheti a hegesztési deformációt. Például hosszú hegesztéseknél a szegmentált visszahegesztési módszer vagy a váltásos hegesztési módszer alkalmazható a hegesztés során fellépő hőfelhalmozódás és deformáció csökkentésére.
Merev rögzítési módszer
A hegesztési folyamat során a merev rögzítési módszer alkalmazható a hegesztett szerkezet deformációjának korlátozására. Például egy bilincs vagy tartó segítségével rögzítik a hegesztett szerkezetet, hogy az hegesztés során ne deformálódjon könnyen.
Deformációgátló módszer
A deformációmentesítési módszer lényege, hogy a hegesztett szerkezetre előzetesen a hegesztési deformációval ellentétes deformációt alkalmaznak, hogy ellensúlyozzák a hegesztés során keletkező deformációt. Ez a módszer pontos becslést és beállítást igényel a hegesztési deformáció törvényének és mértékének megfelelően.
Hegesztés utáni kezelés
Hegesztés után a hegesztett szerkezet megfelelően utómunkálható, például kalapácsolással, vibrációval vagy hőkezeléssel, hogy megszüntesse a hegesztés során keletkező maradékfeszültséget és deformációt.

Esettanulmány: görgősláncos hegesztés hőmérséklet-szabályozása és deformációszabályozása
A következő egy valós eset, amely bemutatja, hogyan lehet javítani a görgősláncok hegesztési minőségét hőmérséklet-szabályozással és deformáció-szabályozási intézkedésekkel.
Háttér
Egy görgőslánc-gyártó cég szállítórendszerekhez gyárt görgősláncokat, amelyek magas hegesztési minőséget és kis hegesztési deformációt igényelnek. A gyártás korai szakaszában a hegesztési hőmérséklet nem megfelelő szabályozása miatt egyes görgősláncok meghajlottak és szögben deformálódtak, ami befolyásolta a termék minőségét és élettartamát.

Megoldás
Hőmérséklet-szabályozás optimalizálása:
Hegesztés előtt a hegesztendő görgősláncot előmelegítik, és az előmelegítési hőmérsékletet az anyag hőtágulási együtthatója és a hegesztési eljárás követelményei szerint 150 ℃-ra határozzák meg.
A hegesztési folyamat során a hegesztőáramot és a hegesztési sebességet szigorúan szabályozzák, hogy a hegesztési hőmérséklet a megfelelő tartományon belül maradjon.
Hegesztés után a hegesztett alkatrészt utólagos hőkezelésnek vetik alá, és bevezetik az izzítási folyamatot. A hőmérsékletet 650 ℃-on szabályozzák, a szigetelési időt pedig a görgőslánc vastagságától függően 1 órának határozzák meg.
Deformáció-szabályozási intézkedések:
A szegmentált visszahegesztési módszert alkalmazzák a hegesztéshez, és az egyes hegesztési szakaszok hosszát 100 mm-en belül szabályozzák a hegesztés során felhalmozódó hő csökkentése érdekében.
A hegesztési folyamat során a görgősláncot egy szorítóval rögzítik, hogy megakadályozzák a hegesztési deformációt.
Hegesztés után a hegesztendő részt kalapácsütéssel ütik meg, hogy megszüntessék a hegesztés során keletkező maradékfeszültséget.

Eredmény
A fenti intézkedéseknek köszönhetően a görgőslánc hegesztési minősége jelentősen javult. A hegesztési deformációt hatékonyan szabályozták, és a hajlítási deformáció és a szögdeformáció előfordulása több mint 80%-kal csökkent. Ugyanakkor a hegesztett alkatrészek szilárdsága és szívóssága garantált, a termék élettartama pedig 30%-kal meghosszabbodott.
Következtetés
A hőmérséklet-szabályozás hatása a görgősláncos hegesztés során fellépő deformációra sokrétű. A hegesztési hőmérséklet ésszerű szabályozásával hatékonyan csökkenthető a hegesztési deformáció és javítható a hegesztés minősége. Ugyanakkor az ésszerű hegesztési sorrenddel, a merev rögzítési módszerrel, a deformációgátló módszerrel és a hegesztés utáni kezelési intézkedésekkel kombinálva a görgőslánc hegesztési hatása tovább optimalizálható.