Како да се намали преостанатиот стрес на валчестиот ланец по заварувањето

Како да се намали преостанатиот стрес на валчестиот ланец по заварувањето
Во процесот на производство и изработка на ролерски ланец, заварувањето е клучен процес. Сепак, често ќе има преостанат стрес во ролерскиот ланец по заварувањето. Доколку не се преземат ефикасни мерки за негово намалување, тоа ќе има многу негативни ефекти врз квалитетот и перформансите наролер ланец, како што е намалувањето на неговата отпорност на замор, предизвикувајќи деформација, па дури и кршење, со што се влијае на нормалната употреба и животниот век на валчестиот ланец во различна механичка опрема. Затоа, многу е важно длабински да се проучат и совладаат методите за намалување на преостанатиот стрес при заварување со валчест ланец.

1. Причини за резидуален стрес
За време на процесот на заварување, заварувачкиот дел од валчестиот синџир ќе биде подложен на нерамномерно загревање и ладење. За време на заварувањето, температурата на заварот и околната површина брзо се зголемува, а металниот материјал се шири; а за време на процесот на ладење, контракцијата на металот во овие области е ограничена од околниот незагреан метал, со што се создава преостанат стрес при заварување.
Условите на ограничување за време на заварувањето, исто така, ќе влијаат на големината и распределбата на преостанатиот стрес. Ако валчестиот синџир е многу ограничен за време на заварувањето, односно степенот на фиксна или ограничена деформација е голем, тогаш за време на процесот на ладење по заварувањето, преостанатиот стрес предизвикан од неможноста за слободно собирање исто така ќе се зголеми соодветно.
Факторите на самиот метален материјал не можат да се игнорираат. Различните материјали имаат различни термички физички и механички својства, што ќе доведе до различно термичко ширење, контракција и граница на истегнување на материјалите за време на заварувањето, со што ќе влијае на генерирањето на преостанат напон. На пример, некои легирани челици со висока цврстина имаат висока граница на истегнување и се склони кон генерирање на голем преостанат напон за време на заварувањето.

2. Методи за намалување на преостанатиот стрес при заварување со валчест ланец

(I) Оптимизирање на процесот на заварување

Разумно организирајте го редоследот на заварување: За заварување со валчест синџир, заварите со големо собирање треба прво да се заварат, а заварите со мало собирање треба да се заварат подоцна. Ова му овозможува на заварот да се собира послободно за време на заварувањето, намалувајќи го преостанатиот стрес предизвикан од ограниченото собирање на заварот. На пример, при заварување на внатрешната и надворешната плоча на синџирот на валчест синџир, прво се заварува внатрешната плоча на синџирот, а потоа надворешната плоча на синџирот се заварува откако ќе се олади, така што заварот на внатрешната плоча на синџирот не е премногу ограничен од надворешната плоча на синџирот при собирање.

Користете соодветни методи и параметри за заварување: Различните методи на заварување имаат различни преостанати напрегања на валчестите синџири. На пример, заварувањето со гасна заштита може да ја намали зоната погодена од топлина до одреден степен во споредба со некои традиционални методи на заварување поради концентрираната топлина на лакот и високата термичка ефикасност, со што се намалува преостанатиот напрегање. Во исто време, исто така е клучно разумно да се изберат параметри како што се струјата на заварување, напонот и брзината на заварување. Прекумерната струја на заварување ќе доведе до прекумерно пенетрација на заварот и прекумерен влез на топлина, што ќе предизвика прегревање на заварениот спој и зголемување на преостанатиот напрегање; додека соодветните параметри на заварување можат да го направат процесот на заварување постабилен, да ги намалат дефектите на заварувањето и со тоа да го намалат преостанатиот напрегање.
Контрола на температурата на меѓуслојот: При заварување на валчести ланци во повеќе слоеви и повеќекратни поминувања, контролирањето на температурата на меѓуслојот е ефикасна мерка за намалување на преостанатиот стрес. Соодветната температура на меѓуслојот може да го одржи металот на заварот и зоната погодена од топлина во добра пластичност за време на процесот на заварување, што е погодно за собирање на заварот и ослободување на стресот. Општо земено, температурата на меѓуслојот треба да се одреди според својствата на материјалите што се користат во валчестиот синџир и барањата на процесот на заварување, а температурата за време на процесот на заварување треба да се мери и контролира за да се осигури дека температурата на меѓуслојот е во соодветниот опсег.
(II) Преземете соодветни мерки за претходно загревање и пост-загревање при заварување
Претходно загревање: Пред заварување на валчестиот ланец, претходното загревање на заварениот дел може ефикасно да го намали преостанатиот стрес при заварувањето. Претходното загревање може да ја намали температурната разлика на заварениот спој и да ја направи распределбата на температурата на заварениот дел порамномерна за време на заварувањето, со што се намалува термичкиот стрес предизвикан од температурниот градиент. Покрај тоа, претходното загревање може да ја зголеми и почетната температура на заварениот дел, да ја намали температурната разлика помеѓу металот на заварувањето и основниот материјал, да ги подобри перформансите на заварениот спој, да го намали создавањето на дефекти на заварувањето и со тоа да го намали преостанатиот стрес. Одредувањето на температурата на претходно загревање треба да се базира на составот, дебелината, методот на заварување и температурата на околината на материјалот на валчестиот ланец.
Пост-загревање: Пост-термичката обработка по заварувањето, односно третманот со дехидрогенација, е исто така едно од важните средства за намалување на преостанатиот стрес при заварување со валчест синџир. Пост-термичката обработка обично го загрева заварениот дел на околу 250-350℃ веднаш по завршувањето на заварувањето и го лади до одредена температура, а потоа полека се лади откако ќе се загрее одреден временски период. Главната функција на пост-загревањето е да се забрза дифузијата и истекот на водородните атоми во заварот и зоната погодена од топлина, да се намали содржината на водород во заварениот дел, со што се намалува можноста за пукање од корозија предизвикана од водород, а исто така помага и во ублажување на преостанатиот стрес од заварувањето. Пост-термичката обработка е особено важна за заварување на некои челици со висока цврстина и валчести синџири со дебели ѕидови.
(III) Извршете термичка обработка по заварувањето
Целокупно калење на висока температура: Ставете го целиот ролериски ланец во печка за греење, полека загревајте го на околу 600-700℃, држете го топол одреден временски период, а потоа изладете го на собна температура со печката. Овој целокупен третман за калење на висока температура може ефикасно да го елиминира преостанатиот стрес во ролерискиот ланец, обично 80%-90% од преостанатиот стрес може да се елиминира. Температурата и времето на калење на висока температура треба прецизно да се контролираат според фактори како што се материјалот, големината и барањата за перформанси на ролерискиот ланец за да се обезбеди ефектот и квалитетот на термичката обработка. Сепак, целокупниот третман за калење на висока температура бара поголема опрема за термичка обработка, а трошоците за обработка се релативно високи, но за некои производи со ролериски ланец со строги барања за преостанат стрес, тоа е идеален метод за елиминирање на преостанатиот стрес.
Локално калење на висока температура: Кога валчестиот ланец е голем по големина или комплексен по форма, а целокупното калење на висока температура е тешко, може да се користи локално калење на висока температура. Локалното калење на висока температура е да се загрее само заварот на валчестиот ланец и локалната област во близина на него за да се елиминира преостанатиот стрес во областа. Во споредба со целокупното калење на висока температура, локалното калење на висока температура има релативно пониски барања за опрема и трошоци за обработка, но неговиот ефект на елиминирање на преостанатиот стрес не е толку темелен како целокупното калење на висока температура. При изведување на локално калење на висока температура, треба да се обрне внимание на униформноста на грејната област и контролата на температурата на греење за да се избегне нова концентрација на стрес или други проблеми со квалитетот предизвикани од локално прегревање или нееднаква температура.
(IV) Метод на механичко истегнување
Методот на механичко истегнување се состои во примена на сила на затегнување на валчестиот ланец по заварувањето за да се предизвика пластична деформација, со што се неутрализира преостанатата компресиска деформација генерирана за време на процесот на заварување и се постигнува целта за намалување на преостанатиот стрес. Во реална работа, може да се користи специјална опрема за истегнување за да се постави соодветна сила на затегнување и брзина на истегнување според спецификациите и барањата за перформанси на валчестиот ланец за рамномерно истегнување на валчестиот ланец. Овој метод има добар ефект врз некои производи со валчест ланец кои бараат прецизна контрола на големината и елиминација на преостанатиот стрес, но треба да биде опремен со соодветна опрема за истегнување и професионални оператори, и има одредени барања за производствените локации и условите на процесот.
(V) Метод на истегнување на температурната разлика
Основниот принцип на методот на истегнување со температурна разлика е да се користи температурната разлика генерирана од локалното загревање за да се предизвика затегнувачка деформација во областа на заварувањето, со што се намалува преостанатиот стрес. Специфичната операција е да се користи оксиацетиленска факел за загревање на секоја страна од заварувањето со ролерски ланец, а во исто време да се користи водоводна цевка со ред дупки за прскање вода за ладење на одредено растојание зад факелот. На овој начин, се формира област со висока температура од двете страни на заварувањето, додека температурата на областа на заварување е ниска. Металот од двете страни се шири поради топлината и ја истегнува областа на заварувањето со пониска температура, со што се постигнува целта за елиминирање на дел од преостанатиот стрес на заварувањето. Опремата на методот на истегнување со температурна разлика е релативно едноставна и лесна за ракување. Може флексибилно да се примени на градилиште или на производствена локација, но неговиот ефект на елиминирање на преостанатиот стрес е во голема мера под влијание на параметри како што се температурата на греење, брзината на ладење и растојанието на прскање вода. Треба прецизно да се контролира и прилагоди според реалните услови.
(VI) Третман на стареење од вибрации
Третманот со стареење со вибрации го користи ефектот на механичката енергија на вибрациите за да резонира валчестиот ланец, така што преостанатиот стрес во внатрешноста на работниот дел се хомогенизира и намалува. Ваљакот се поставува на специјална опрема за стареење со вибрации, а фреквенцијата и амплитудата на побудувачот се прилагодуваат за да резонира валчестиот ланец во одреден временски период. За време на процесот на резонанца, металните зрна во валчестиот ланец ќе се лизгаат и ќе се преуредуваат, микроструктурата ќе се подобри, а преостанатиот стрес постепено ќе се намалува. Третманот со стареење со вибрации има предности како едноставна опрема, кратко време на обработка, ниска цена, висока ефикасност итн., и нема да влијае на квалитетот на површината на валчестиот ланец. Затоа, е широко користен во производството на валчести ланци. Општо земено, третманот со стареење со вибрации може да елиминира околу 30% - 50% од преостанатиот стрес од заварувањето со валчести ланци. За некои производи со валчести ланци кои не бараат особено висок преостанат стрес, третманот со стареење со вибрации е економичен и ефикасен метод за елиминирање на преостанатиот стрес.
(VII) Метод на чекан
Методот на чекање е едноставен и најчесто користен метод за намалување на преостанатиот стрес при заварување. Откако ќе се завари валчестиот ланец, кога температурата на заварот е на 100-150℃ или над 400℃, користете мал чекан за рамномерно удирање на заварот и неговите соседни области за да предизвикате локална пластична деформација на металот, со што ќе се намали преостанатиот стрес. Треба да се напомене дека за време на процесот на чекање, треба да се избегнува во температурен опсег од 200-300℃, бидејќи металот е во кршлива фаза во тоа време, а чекањето лесно може да предизвика пукање на заварот. Покрај тоа, силата и фреквенцијата на чекањето треба да бидат умерени и треба да се прилагодат според фактори како што се дебелината на валчестиот ланец и големината на заварот за да се обезбеди ефектот и квалитетот на чекањето. Методот на чекање обично е погоден за некои мали, едноставни заварувања со валчест ланец. За големи или сложени заварувања со валчест ланец, ефектот на методот на чекање може да биде ограничен и треба да се користи во комбинација со други методи.

3. Како да изберете соодветен метод за намалување на преостанатиот стрес
Во реалното производство, според различните ситуации и барања на ролерскиот ланец, потребно е сеопфатно да се разгледаат предностите и недостатоците, опсегот на примена, цената и другите фактори на различните методи за намалување на преостанатиот стрес за да се избере соодветен метод на третман. На пример, за некои високопрецизни, високоцврсти, дебели ѕидови ролерски ланци, целокупното калење на висока температура може да биде најдобриот избор; додека за некои големи серии и едноставни форми на ролерски ланци, третманот со стареење со вибрации или методот на чекан може ефикасно да ги намали трошоците за производство и да ја подобри ефикасноста на производството. Во исто време, при изборот на метод за намалување на преостанатиот стрес, потребно е целосно да се земат предвид и условите за употреба и работните услови на ролерскиот ланец за да се осигури дека усвоениот метод може да ги исполни барањата за перформанси и стандардите за квалитет на ролерскиот ланец во вистинска употреба.
4. Улогата на намалувањето на преостанатиот стрес во подобрувањето на квалитетот и перформансите на ролерските ланци
Намалувањето на преостанатиот стрес при заварување може значително да ја подобри отпорноста на замор на валчестите ланци. Кога преостанатиот затегнувачки стрес во валчестиот ланец е намален или елиминиран, вистинското ниво на стрес што го поднесува за време на работата е соодветно намалено, со што се намалува ризикот од кршење предизвикано од иницијација и ширење на пукнатини од замор и се продолжува животниот век на валчестиот ланец.
Помага да се подобри димензионалната стабилност и точноста на обликот на валчестиот синџир. Прекумерниот преостанат стрес може да предизвика деформација на валчестиот синџир за време на употребата, што влијае на неговата точност на усогласување со запчаниците и другите компоненти, а со тоа влијае на нормалното функционирање на механичката опрема. Со намалување на преостанатиот стрес, валчестиот синџир може да одржува добра димензионална стабилност и точност на обликот за време на употребата, како и да ја подобри сигурноста и точноста на менувачот.
Може да ја намали тенденцијата за пукање од корозија на валчестите ланци во корозивни средини. Преостанатото затегнувачко напрегање ќе ја зголеми чувствителноста на валчестите ланци на пукање од корозија на стрес во корозивни средини, а намалувањето на преостанатиот стрес може ефикасно да го намали овој ризик, да ја подобри отпорноста на корозија на валчестите ланци во сурови средини и да го прошири нивниот опсег на примена.