Pengaruh kontrol suhu terhadap deformasi selama pengelasan rantai rol

Pengaruh kontrol suhu terhadap deformasi selama pengelasan rantai rol

Perkenalan
Dalam industri modern,rantai rolRantai rol merupakan komponen mekanis yang banyak digunakan dalam sistem transmisi dan pengangkutan. Kualitas dan kinerjanya secara langsung memengaruhi efisiensi operasional dan keandalan peralatan mekanis. Pengelasan adalah salah satu mata rantai kunci dalam proses pembuatan rantai rol, dan pengendalian suhu selama pengelasan memiliki dampak vital pada deformasi rantai rol. Artikel ini akan mengeksplorasi secara mendalam mekanisme pengaruh pengendalian suhu terhadap deformasi selama pengelasan rantai rol, jenis deformasi umum dan langkah-langkah pengendaliannya, dengan tujuan untuk memberikan referensi teknis bagi produsen rantai rol, serta memberikan dasar pengendalian mutu bagi pembeli grosir internasional.

Pengendalian suhu selama pengelasan rantai rol
Proses pengelasan pada dasarnya adalah proses pemanasan dan pendinginan lokal. Dalam pengelasan rantai rol, pengelasan busur, pengelasan laser, dan teknologi pengelasan lainnya biasanya digunakan, dan metode pengelasan ini akan menghasilkan sumber panas suhu tinggi. Selama pengelasan, suhu lasan dan area sekitarnya akan naik dengan cepat lalu mendingin, sementara perubahan suhu area yang jauh dari lasan relatif kecil. Distribusi suhu yang tidak merata ini akan menyebabkan pemuaian dan penyusutan termal yang tidak merata pada material, sehingga menyebabkan deformasi.
Pengaruh suhu pengelasan terhadap sifat material
Suhu pengelasan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan material menjadi terlalu panas, membuat butirannya kasar, sehingga mengurangi sifat mekanik material, seperti kekuatan dan ketangguhan. Pada saat yang sama, suhu yang terlalu tinggi juga dapat menyebabkan oksidasi atau karbonisasi permukaan material, yang memengaruhi kualitas pengelasan dan perlakuan permukaan selanjutnya. Sebaliknya, suhu pengelasan yang terlalu rendah dapat menyebabkan pengelasan yang tidak memadai, kekuatan las yang tidak memadai, dan bahkan cacat seperti tidak menyatu.

Metode pengendalian suhu pengelasan
Untuk memastikan kualitas pengelasan, suhu pengelasan harus dikontrol secara ketat. Metode kontrol umum meliputi:
Pemanasan awal: Memanaskan terlebih dahulu bagian-bagian rantai rol yang akan dilas sebelum pengelasan dapat mengurangi gradien suhu selama pengelasan dan mengurangi tegangan termal.
Pengendalian suhu antar lapisan: Dalam proses pengelasan multi-lapisan, kendalikan suhu setiap lapisan secara ketat setelah pengelasan untuk menghindari panas berlebih atau pendinginan berlebih.
Perlakuan panas pasca-pengelasan: Setelah pengelasan selesai, bagian-bagian yang dilas diberi perlakuan panas yang sesuai, seperti anil atau normalisasi, untuk menghilangkan tegangan sisa yang dihasilkan selama pengelasan.

Jenis dan penyebab deformasi pengelasan
Deformasi pengelasan merupakan fenomena yang tak terhindarkan dalam proses pengelasan, terutama pada komponen yang relatif kompleks seperti rantai rol. Berdasarkan arah dan bentuk deformasi, deformasi pengelasan dapat dibagi menjadi beberapa jenis berikut:
Deformasi penyusutan longitudinal dan transversal
Selama proses pengelasan, lasan dan area di sekitarnya memuai saat dipanaskan dan menyusut saat didinginkan. Karena penyusutan pada arah lasan dan penyusutan melintang, hasil lasan akan mengalami deformasi penyusutan memanjang dan melintang. Deformasi ini merupakan salah satu jenis deformasi yang paling umum setelah pengelasan dan biasanya sulit diperbaiki, sehingga perlu dikendalikan dengan pemotongan presisi dan toleransi penyusutan sebelum pengelasan.
Deformasi lentur
Deformasi lentur disebabkan oleh penyusutan memanjang dan melintang pada lasan. Jika distribusi lasan pada komponen tidak simetris atau urutan pengelasan tidak wajar, hasil lasan dapat bengkok setelah pendinginan.
Deformasi sudut
Deformasi sudut disebabkan oleh bentuk penampang las yang asimetris atau lapisan pengelasan yang tidak wajar. Misalnya, pada pengelasan sambungan T, penyusutan pada satu sisi las dapat menyebabkan bidang las menghasilkan deformasi penyusutan melintang di sekitar las dalam arah ketebalan.
Deformasi gelombang
Deformasi gelombang biasanya terjadi pada pengelasan struktur pelat tipis. Ketika hasil pengelasan tidak stabil di bawah tekanan internal pengelasan, hasil pengelasan dapat tampak bergelombang. Deformasi ini lebih umum terjadi pada pengelasan komponen pelat tipis pada rantai rol.

Mekanisme pengaruh pengendalian suhu terhadap deformasi pengelasan
Pengaruh pengendalian suhu dalam proses pengelasan terhadap deformasi pengelasan terutama tercermin dalam aspek-aspek berikut:
Ekspansi dan kontraksi termal
Selama pengelasan, suhu pada area las dan sekitarnya meningkat, dan material memuai. Setelah pengelasan selesai, area-area ini mendingin dan menyusut, sementara perubahan suhu pada area yang jauh dari las kecil dan penyusutannya juga kecil. Pemuaian dan penyusutan termal yang tidak merata ini akan menyebabkan hasil las mengalami deformasi. Dengan mengontrol suhu pengelasan, ketidakmerataan ini dapat dikurangi, sehingga mengurangi tingkat deformasi.
Tekanan termal
Distribusi suhu yang tidak merata selama pengelasan akan menghasilkan tegangan termal. Tegangan termal adalah salah satu penyebab utama deformasi pengelasan. Ketika suhu pengelasan terlalu tinggi atau kecepatan pendinginan terlalu cepat, tegangan termal akan meningkat secara signifikan, sehingga mengakibatkan deformasi yang lebih besar.
Tegangan sisa
Setelah pengelasan selesai, sejumlah tegangan akan tetap berada di dalam hasil pengelasan, yang disebut tegangan sisa. Tegangan sisa merupakan salah satu faktor inheren dari deformasi pengelasan. Melalui pengendalian suhu yang tepat, pembentukan tegangan sisa dapat dikurangi, sehingga mengurangi deformasi pengelasan.

Tindakan pengendalian untuk deformasi pengelasan
Untuk mengurangi deformasi pengelasan, selain mengontrol suhu pengelasan secara ketat, langkah-langkah berikut juga dapat diambil:
Desain urutan pengelasan yang wajar
Urutan pengelasan sangat berpengaruh terhadap deformasi pengelasan. Urutan pengelasan yang tepat dapat secara efektif mengurangi deformasi pengelasan. Misalnya, untuk pengelasan panjang, metode pengelasan balik tersegmentasi atau metode pengelasan terputus-putus dapat digunakan untuk mengurangi akumulasi panas dan deformasi selama pengelasan.
Metode fiksasi kaku
Selama proses pengelasan, metode fiksasi kaku dapat digunakan untuk membatasi deformasi hasil pengelasan. Misalnya, klem atau penyangga digunakan untuk menahan hasil pengelasan agar tidak mudah berubah bentuk selama pengelasan.
Metode anti-deformasi
Metode anti-deformasi adalah dengan menerapkan deformasi yang berlawanan dengan deformasi pengelasan pada benda las terlebih dahulu untuk mengimbangi deformasi yang dihasilkan selama pengelasan. Metode ini membutuhkan estimasi dan penyesuaian yang akurat sesuai dengan hukum dan tingkat deformasi pengelasan.
Perlakuan pasca pengelasan
Setelah pengelasan, hasil las dapat diproses lebih lanjut dengan tepat, seperti penempaan, getaran, atau perlakuan panas, untuk menghilangkan tegangan dan deformasi sisa yang dihasilkan selama pengelasan.

Analisis kasus: pengendalian suhu dan pengendalian deformasi pada pengelasan rantai rol
Berikut ini adalah studi kasus nyata yang menunjukkan bagaimana meningkatkan kualitas pengelasan rantai rol melalui pengendalian suhu dan pengendalian deformasi.
Latar belakang
Sebuah perusahaan manufaktur rantai rol memproduksi sejumlah rantai rol untuk sistem konveyor, yang membutuhkan kualitas pengelasan tinggi dan deformasi pengelasan yang kecil. Pada awal produksi, karena kontrol suhu pengelasan yang tidak tepat, beberapa rantai rol bengkok dan mengalami deformasi pada sudut tertentu, yang memengaruhi kualitas dan umur pakai produk.

Larutan
Optimalisasi kontrol suhu:
Sebelum pengelasan, rantai rol yang akan dilas dipanaskan terlebih dahulu, dan suhu pemanasan awal ditentukan sebesar 150℃ sesuai dengan koefisien ekspansi termal material dan persyaratan proses pengelasan.
Selama proses pengelasan, arus pengelasan dan kecepatan pengelasan dikontrol secara ketat untuk memastikan bahwa suhu pengelasan berada dalam kisaran yang sesuai.
Setelah pengelasan, bagian yang dilas diberi perlakuan panas lanjutan, dan proses anil diterapkan. Suhu dikontrol pada 650℃, dan waktu isolasi ditentukan selama 1 jam sesuai dengan ketebalan rantai rol.
Langkah-langkah pengendalian deformasi:
Metode pengelasan belakang tersegmentasi digunakan untuk pengelasan, dan panjang setiap bagian pengelasan dikontrol dalam batas 100 mm untuk mengurangi penumpukan panas selama pengelasan.
Selama proses pengelasan, rantai rol diposisikan tetap dengan klem untuk mencegah deformasi pengelasan.
Setelah pengelasan, bagian yang dilas dipukul dengan palu untuk menghilangkan tegangan sisa yang dihasilkan selama pengelasan.

Hasil
Melalui langkah-langkah di atas, kualitas pengelasan rantai rol telah ditingkatkan secara signifikan. Deformasi pengelasan telah dikendalikan secara efektif, dan kejadian deformasi lentur dan deformasi sudut telah berkurang lebih dari 80%. Pada saat yang sama, kekuatan dan ketangguhan bagian pengelasan telah terjamin, dan masa pakai produk telah diperpanjang hingga 30%.
Kesimpulan
Pengaruh pengendalian suhu terhadap deformasi selama pengelasan rantai rol bersifat multifaset. Dengan mengendalikan suhu pengelasan secara tepat, deformasi pengelasan dapat dikurangi secara efektif dan kualitas pengelasan dapat ditingkatkan. Pada saat yang sama, dikombinasikan dengan urutan pengelasan yang tepat, metode fiksasi yang kaku, metode anti-deformasi, dan tindakan perawatan pasca-pengelasan, efek pengelasan rantai rol dapat dioptimalkan lebih lanjut.