Bagaimana cara mengurangi tegangan sisa rantai rol setelah pengelasan?

Bagaimana cara mengurangi tegangan sisa rantai rol setelah pengelasan?
Dalam proses produksi dan pembuatan rantai rol, pengelasan merupakan proses kunci. Namun, seringkali terdapat tegangan sisa pada rantai rol setelah pengelasan. Jika tindakan efektif tidak diambil untuk menguranginya, hal itu akan berdampak buruk pada kualitas dan kinerja rantai rol.rantai rolMisalnya, penurunan kekuatan lelahnya, yang menyebabkan deformasi dan bahkan patahan, sehingga memengaruhi penggunaan normal dan masa pakai rantai rol pada berbagai peralatan mekanik. Oleh karena itu, sangat penting untuk mempelajari dan menguasai secara mendalam metode untuk mengurangi tegangan sisa pada pengelasan rantai rol.

1. Penyebab tegangan sisa
Selama proses pengelasan, bagian pengelasan rantai rol akan mengalami pemanasan dan pendinginan yang tidak merata. Selama pengelasan, suhu lasan dan area sekitarnya meningkat dengan cepat, dan material logam memuai; dan selama proses pendinginan, penyusutan logam di area ini dibatasi oleh logam di sekitarnya yang tidak dipanaskan, sehingga menghasilkan tegangan sisa pengelasan.
Kondisi pembatasan selama pengelasan juga akan memengaruhi ukuran dan distribusi tegangan sisa. Jika rantai rol sangat dibatasi selama pengelasan, yaitu, tingkat deformasi tetap atau terbatasnya besar, maka selama proses pendinginan setelah pengelasan, tegangan sisa yang disebabkan oleh ketidakmampuan untuk menyusut secara bebas juga akan meningkat.
Faktor-faktor dari material logam itu sendiri tidak dapat diabaikan. Material yang berbeda memiliki sifat termal, fisik, dan mekanik yang berbeda, yang akan menyebabkan ekspansi termal, kontraksi, dan kekuatan luluh material yang berbeda selama pengelasan, sehingga memengaruhi pembentukan tegangan sisa. Misalnya, beberapa baja paduan berkekuatan tinggi memiliki kekuatan luluh yang tinggi dan cenderung menghasilkan tegangan sisa yang besar selama pengelasan.

2. Metode untuk mengurangi tegangan sisa pada pengelasan rantai rol

(I) Mengoptimalkan proses pengelasan

Susun urutan pengelasan secara wajar: Untuk pengelasan rantai rol, lasan dengan penyusutan besar harus dilas terlebih dahulu, dan lasan dengan penyusutan kecil harus dilas kemudian. Hal ini memungkinkan lasan menyusut lebih bebas selama pengelasan, mengurangi tegangan sisa yang disebabkan oleh penyusutan lasan yang terbatas. Misalnya, saat mengelas pelat rantai bagian dalam dan luar dari rantai rol, pelat rantai bagian dalam dilas terlebih dahulu, dan kemudian pelat rantai bagian luar dilas setelah mendingin, sehingga lasan pelat rantai bagian dalam tidak terlalu dibatasi oleh pelat rantai bagian luar saat menyusut.

Gunakan metode dan parameter pengelasan yang tepat: Metode pengelasan yang berbeda memiliki tegangan sisa yang berbeda pada rantai rol. Misalnya, pengelasan berpelindung gas dapat mengurangi zona yang terpengaruh panas hingga batas tertentu dibandingkan dengan beberapa metode pengelasan tradisional karena panas busur yang terkonsentrasi dan efisiensi termal yang tinggi, sehingga mengurangi tegangan sisa. Pada saat yang sama, pemilihan parameter seperti arus pengelasan, tegangan, dan kecepatan pengelasan yang tepat juga sangat penting. Arus pengelasan yang berlebihan akan menyebabkan penetrasi las yang berlebihan dan masukan panas yang berlebihan, yang akan menyebabkan sambungan las menjadi terlalu panas dan meningkatkan tegangan sisa; sedangkan parameter pengelasan yang tepat dapat membuat proses pengelasan lebih stabil, mengurangi cacat pengelasan, dan dengan demikian mengurangi tegangan sisa.
Pengendalian suhu antar lapisan: Saat mengelas rantai rol dalam beberapa lapisan dan beberapa lintasan, mengendalikan suhu antar lapisan merupakan tindakan efektif untuk mengurangi tegangan sisa. Suhu antar lapisan yang tepat dapat menjaga logam las dan zona yang terkena panas tetap memiliki plastisitas yang baik selama proses pengelasan, yang bermanfaat untuk penyusutan las dan pelepasan tegangan. Umumnya, suhu antar lapisan harus ditentukan sesuai dengan sifat material yang digunakan dalam rantai rol dan persyaratan proses pengelasan, dan suhu selama proses pengelasan harus diukur dan dikendalikan untuk memastikan bahwa suhu antar lapisan berada dalam kisaran yang sesuai.
(II) Menerapkan tindakan pemanasan awal dan pemanasan akhir pengelasan yang sesuai
Pemanasan Awal: Sebelum pengelasan rantai rol, pemanasan awal pada bagian yang akan dilas dapat secara efektif mengurangi tegangan sisa pengelasan. Pemanasan awal dapat mengurangi perbedaan suhu pada sambungan las dan membuat distribusi suhu pada bagian yang akan dilas lebih seragam selama pengelasan, sehingga mengurangi tegangan termal yang disebabkan oleh gradien suhu. Selain itu, pemanasan awal juga dapat meningkatkan suhu awal bagian yang akan dilas, mengurangi perbedaan suhu antara logam las dan material dasar, meningkatkan kinerja sambungan las, mengurangi timbulnya cacat pengelasan, dan dengan demikian mengurangi tegangan sisa. Penentuan suhu pemanasan awal harus didasarkan pada komposisi, ketebalan, metode pengelasan, dan suhu lingkungan material rantai rol.
Pemanasan Pasca-Pengelasan: Perlakuan panas pasca-pengelasan, yaitu perlakuan dehidrogenasi, juga merupakan salah satu cara penting untuk mengurangi tegangan sisa pada pengelasan rantai rol. Perlakuan panas pasca-pengelasan biasanya memanaskan benda las hingga sekitar 250-350℃ segera setelah pengelasan selesai dan didinginkan hingga suhu tertentu, kemudian didinginkan secara perlahan setelah dipanaskan selama periode waktu tertentu. Fungsi utama pemanasan pasca-pengelasan adalah untuk mempercepat difusi dan pelepasan atom hidrogen di dalam lasan dan zona yang terkena panas, mengurangi kandungan hidrogen dalam benda las, sehingga mengurangi kemungkinan retak korosi tegangan akibat hidrogen, dan juga membantu mengurangi tegangan sisa pengelasan. Perlakuan panas pasca-pengelasan sangat penting untuk pengelasan beberapa baja berkekuatan tinggi dan rantai rol berdinding tebal.
(III) Melakukan perlakuan panas pasca pengelasan
Penempaan suhu tinggi menyeluruh: Tempatkan seluruh rantai rol di dalam tungku pemanas, panaskan perlahan hingga sekitar 600-700℃, jaga agar tetap hangat selama jangka waktu tertentu, lalu dinginkan hingga suhu ruangan bersama dengan tungku. Perlakuan penempaan suhu tinggi menyeluruh ini dapat secara efektif menghilangkan tegangan sisa pada rantai rol, biasanya 80%-90% tegangan sisa dapat dihilangkan. Suhu dan waktu penempaan suhu tinggi harus dikontrol secara tepat sesuai dengan faktor-faktor seperti material, ukuran, dan persyaratan kinerja rantai rol untuk memastikan efek perlakuan panas dan kualitasnya. Namun, perlakuan penempaan suhu tinggi menyeluruh membutuhkan peralatan perlakuan panas yang lebih besar dan biaya perlakuannya relatif tinggi, tetapi untuk beberapa produk rantai rol dengan persyaratan ketat pada tegangan sisa, ini adalah metode ideal untuk menghilangkan tegangan sisa.
Penempaan suhu tinggi lokal: Ketika rantai rol berukuran besar atau bentuknya kompleks, dan penempaan suhu tinggi secara keseluruhan sulit dilakukan, penempaan suhu tinggi lokal dapat digunakan. Penempaan suhu tinggi lokal hanya memanaskan bagian las rantai rol dan area lokal di dekatnya untuk menghilangkan tegangan sisa di area tersebut. Dibandingkan dengan penempaan suhu tinggi secara keseluruhan, penempaan suhu tinggi lokal memiliki persyaratan peralatan dan biaya pemrosesan yang relatif lebih rendah, tetapi efeknya dalam menghilangkan tegangan sisa tidak seefektif penempaan suhu tinggi secara keseluruhan. Saat melakukan penempaan suhu tinggi lokal, perhatian harus diberikan pada keseragaman area pemanasan dan pengendalian suhu pemanasan untuk menghindari konsentrasi tegangan baru atau masalah kualitas lainnya yang disebabkan oleh pemanasan berlebih lokal atau suhu yang tidak merata.
(IV) Metode peregangan mekanis
Metode peregangan mekanis adalah dengan menerapkan gaya tarik pada rantai rol setelah pengelasan untuk menyebabkan deformasi plastis, sehingga mengimbangi deformasi sisa tekan yang dihasilkan selama proses pengelasan dan mencapai tujuan mengurangi tegangan sisa. Dalam operasi aktual, peralatan peregangan khusus dapat digunakan untuk mengatur gaya tarik dan kecepatan peregangan yang sesuai dengan spesifikasi dan persyaratan kinerja rantai rol untuk meregangkan rantai rol secara seragam. Metode ini memiliki efek yang baik pada beberapa produk rantai rol yang membutuhkan kontrol ukuran yang tepat dan penghilangan tegangan sisa, tetapi perlu dilengkapi dengan peralatan peregangan yang sesuai dan operator profesional, serta memiliki persyaratan tertentu untuk lokasi produksi dan kondisi proses.
(V) Metode peregangan perbedaan suhu
Prinsip dasar metode peregangan perbedaan suhu adalah menggunakan perbedaan suhu yang dihasilkan oleh pemanasan lokal untuk menyebabkan deformasi tarik di area pengelasan, sehingga mengurangi tegangan sisa. Operasi spesifiknya adalah menggunakan obor oksiasetilen untuk memanaskan setiap sisi pengelasan rantai rol, dan pada saat yang sama menggunakan pipa air dengan deretan lubang untuk menyemprotkan air pendingin pada jarak tertentu di belakang obor. Dengan cara ini, area suhu tinggi terbentuk di kedua sisi pengelasan, sementara suhu area pengelasan rendah. Logam di kedua sisi memuai karena panas dan meregangkan area pengelasan dengan suhu yang lebih rendah, sehingga mencapai tujuan menghilangkan sebagian tegangan sisa pengelasan. Peralatan metode peregangan perbedaan suhu relatif sederhana dan mudah dioperasikan. Metode ini dapat diterapkan secara fleksibel di lokasi konstruksi atau lokasi produksi, tetapi efeknya dalam menghilangkan tegangan sisa sangat dipengaruhi oleh parameter seperti suhu pemanasan, kecepatan pendinginan, dan jarak penyemprotan air. Parameter ini perlu dikontrol dan disesuaikan secara akurat sesuai dengan kondisi aktual.
(VI) Perawatan penuaan getaran
Perlakuan penuaan getaran menggunakan efek energi mekanik getaran untuk membuat rantai rol beresonansi, sehingga tegangan sisa di dalam benda kerja menjadi homogen dan berkurang. Rantai rol ditempatkan pada peralatan penuaan getaran khusus, dan frekuensi serta amplitudo penggetar disesuaikan agar rantai rol beresonansi dalam jangka waktu tertentu. Selama proses resonansi, butiran logam di dalam rantai rol akan bergeser dan tersusun ulang, struktur mikro akan membaik, dan tegangan sisa akan berkurang secara bertahap. Perlakuan penuaan getaran memiliki keunggulan peralatan sederhana, waktu pemrosesan singkat, biaya rendah, efisiensi tinggi, dll., dan tidak akan memengaruhi kualitas permukaan rantai rol. Oleh karena itu, metode ini telah banyak digunakan dalam produksi rantai rol. Secara umum, perlakuan penuaan getaran dapat menghilangkan sekitar 30% – 50% tegangan sisa pengelasan rantai rol. Untuk beberapa produk rantai rol yang tidak memerlukan tegangan sisa yang sangat tinggi, perlakuan penuaan getaran merupakan metode yang ekonomis dan efektif untuk menghilangkan tegangan sisa.
(VII) Metode pemukulan
Metode pemukulan adalah metode sederhana dan umum digunakan untuk mengurangi tegangan sisa pengelasan. Setelah rantai rol dilas, ketika suhu pengelasan mencapai 100 – 150℃ atau di atas 400℃, gunakan palu kecil untuk memukul lasan dan area di sekitarnya secara merata untuk menyebabkan deformasi plastis lokal pada logam, sehingga mengurangi tegangan sisa. Perlu diperhatikan bahwa selama proses pemukulan, suhu di kisaran 200 – 300℃ harus dihindari, karena logam berada dalam kondisi rapuh pada saat itu, dan pemukulan dapat dengan mudah menyebabkan lasan retak. Selain itu, kekuatan dan frekuensi pemukulan harus moderat, dan harus disesuaikan dengan faktor-faktor seperti ketebalan rantai rol dan ukuran lasan untuk memastikan efek dan kualitas pemukulan. Metode pemukulan biasanya cocok untuk beberapa pengelasan rantai rol kecil dan sederhana. Untuk pengelasan rantai rol yang besar atau kompleks, efek metode pemukulan mungkin terbatas dan perlu digunakan bersamaan dengan metode lain.

3. Bagaimana memilih metode pengurangan tegangan sisa yang sesuai?
Dalam produksi aktual, sesuai dengan situasi dan persyaratan rantai rol yang berbeda, perlu mempertimbangkan secara komprehensif kelebihan dan kekurangan, ruang lingkup aplikasi, biaya, dan faktor-faktor lain dari berbagai metode pengurangan tegangan sisa untuk memilih metode perlakuan yang sesuai. Misalnya, untuk beberapa rantai rol berdinding tebal, berpresisi tinggi, dan berkekuatan tinggi, perlakuan temper suhu tinggi secara keseluruhan mungkin merupakan pilihan terbaik; sementara untuk beberapa rantai rol dalam jumlah besar dan berbentuk sederhana, perlakuan penuaan getaran atau metode penempaan dapat secara efektif mengurangi biaya produksi dan meningkatkan efisiensi produksi. Pada saat yang sama, ketika memilih metode untuk mengurangi tegangan sisa, perlu juga mempertimbangkan sepenuhnya lingkungan penggunaan dan kondisi kerja rantai rol untuk memastikan bahwa metode yang diadopsi dapat memenuhi persyaratan kinerja dan standar kualitas rantai rol dalam penggunaan aktual.
4. Peran pengurangan tegangan sisa dalam meningkatkan kualitas dan kinerja rantai rol
Mengurangi tegangan sisa pengelasan dapat secara signifikan meningkatkan kekuatan lelah rantai rol. Ketika tegangan tarik sisa pada rantai rol dikurangi atau dihilangkan, tingkat tegangan aktual yang ditanggungnya selama operasi akan berkurang, sehingga mengurangi risiko kegagalan patahan yang disebabkan oleh inisiasi dan perluasan retakan kelelahan dan memperpanjang umur pakai rantai rol.
Hal ini membantu meningkatkan stabilitas dimensi dan akurasi bentuk rantai rol. Tegangan sisa yang berlebihan dapat menyebabkan rantai rol berubah bentuk selama penggunaan, memengaruhi akurasi pencocokannya dengan sproket dan komponen lainnya, sehingga memengaruhi pengoperasian normal peralatan mekanis. Dengan mengurangi tegangan sisa, rantai rol dapat mempertahankan stabilitas dimensi dan akurasi bentuk yang baik selama penggunaan, serta meningkatkan keandalan dan akurasi transmisi.
Hal ini dapat mengurangi kecenderungan terjadinya retak korosi tegangan pada rantai rol di lingkungan korosif. Tegangan tarik sisa akan meningkatkan sensitivitas rantai rol terhadap retak korosi tegangan di media korosif, dan mengurangi tegangan sisa dapat secara efektif mengurangi risiko ini, meningkatkan ketahanan korosi rantai rol di lingkungan yang keras, dan memperluas jangkauan aplikasinya.