Vervorming bij het lassen van rollenkettingen: oorzaken, gevolgen en oplossingen
I. Inleiding
Bij de productie van rollenkettingen is lasvervorming een veelvoorkomend technisch probleem. Voor onafhankelijke rollenkettingfabrikanten die zich richten op internationale groothandelaren, is het van groot belang dit probleem grondig te onderzoeken. Internationale kopers stellen hoge eisen aan productkwaliteit en precisie. Ze willen er zeker van zijn dat de rollenkettingen die ze kopen uitstekende prestaties en betrouwbare kwaliteit leveren in diverse toepassingsscenario's. Het beheersen van de relevante kennis over lasvervorming bij rollenkettingen zal bijdragen aan een betere productkwaliteit, een grotere concurrentiepositie op de internationale markt, het voldoen aan de behoeften van kopers en de uitbreiding van de internationale activiteiten.
II. Definitie en oorzaken van vervorming bij het lassen van rollenkettingen
(I) Definitie
Lasvervorming verwijst naar het verschijnsel waarbij de vorm en afmetingen van de rollenketting afwijken van de ontwerpvereisten als gevolg van ongelijkmatige uitzetting en krimp van de las en het omringende metaal tijdens het lasproces van de rollenketting, veroorzaakt door plaatselijke verhitting en daaropvolgende afkoeling. Deze vervorming heeft gevolgen voor de algehele prestaties en het gebruik van de rollenketting.
(II) Oorzaken
Thermische invloed
Tijdens het lassen zorgt de hoge temperatuur die door de boog wordt gegenereerd ervoor dat het metaal in de las en de omgeving snel opwarmt, waardoor de fysische eigenschappen van het materiaal aanzienlijk veranderen. Denk bijvoorbeeld aan een lagere vloeigrens en een hogere thermische uitzettingscoëfficiënt. De metalen in verschillende delen worden ongelijkmatig verwarmd, zetten in verschillende mate uit en krimpen na afkoeling synchroon, wat resulteert in lasspanning en vervorming. Bijvoorbeeld, bij het lassen van kettingplaten voor een rollenketting wordt het gebied dicht bij de las sterker verwarmd en zet het meer uit, terwijl het gebied verder van de las minder wordt verwarmd en minder uitzet, wat na afkoeling tot vervorming leidt.
Onredelijke lasconstructie
Als de lasnaden asymmetrisch of ongelijkmatig verdeeld zijn, zal de warmte tijdens het lasproces in één richting of lokaal gebied geconcentreerd raken. Dit zorgt ervoor dat de structuur ongelijkmatige thermische spanning ondervindt, wat vervorming kan veroorzaken. Een voorbeeld hiervan zijn rollenkettingen met dichte lassen in sommige delen en ijle lassen in andere delen. Dit kan gemakkelijk leiden tot ongelijkmatige vervorming na het lassen.
Onjuiste lasvolgorde
Een onlogische lasvolgorde leidt tot een ongelijkmatige warmte-inbreng tijdens het lassen. Wanneer het eerst gelaste deel afkoelt en krimpt, zal dit de later te lassen delen beperken, wat resulteert in grotere lasspanningen en vervorming. Bijvoorbeeld, bij het lassen van rollenkettingen met meerdere lassen, zal het lassen van de lassen in de andere delen, indien de lassen in het spanningsconcentratiegebied als eerste worden gelast, leiden tot een grotere vervorming.
Onvoldoende plaatstijfheid
Wanneer de plaat van de rollenketting dun is of een lage algehele stijfheid heeft, is het vermogen om vervorming door lassen te weerstaan zwak. Onder invloed van de thermische spanning die tijdens het lassen ontstaat, kunnen vervormingen zoals buigen en verdraaien optreden. Sommige dunne platen die bijvoorbeeld in lichte rollenkettingen worden gebruikt, vervormen gemakkelijk als ze tijdens het lasproces niet goed worden ondersteund en gefixeerd.
Onredelijke parameters voor het lasproces
Een onjuiste instelling van procesparameters zoals lasstroom, spanning en lassnelheid beïnvloedt de warmte-inbreng tijdens het lassen. Een te hoge stroomsterkte en spanning veroorzaken overmatige hitte en vergroten de vervorming van het lasmateriaal; terwijl een te lage lassnelheid ervoor zorgt dat de warmte zich lokaal concentreert, wat de vervorming verergert. Bijvoorbeeld: het gebruik van een te hoge lasstroomsterkte bij het lassen van een rollenketting zal leiden tot oververhitting van de las en het omringende metaal, met ernstige vervorming na afkoeling tot gevolg.
III. Impact van vervorming door het lassen van de rollenketting
(I) Impact op de prestaties van de rollenketting
Verminderde vermoeidheidsduur
Door vervorming tijdens het lassen ontstaat restspanning in de rollenketting. Deze restspanningen worden bovenop de werkspanningen gelegd waaraan de rollenketting tijdens gebruik wordt blootgesteld, waardoor de vermoeiingsschade aan het materiaal wordt versneld. De levensduur van de rollenketting onder normale gebruiksomstandigheden wordt verkort en problemen zoals kettingbreuk en het loslaten van rollen kunnen zich voordoen, wat de betrouwbaarheid en veiligheid ervan beïnvloedt.
Verminderd draagvermogen
Na vervorming veranderen de geometrie en afmetingen van de belangrijkste onderdelen van de rollenketting, zoals de kettingplaat en de as, en raakt de spanningsverdeling ongelijkmatig. Bij belasting kan er spanningsconcentratie optreden, waardoor het totale draagvermogen van de rollenketting afneemt. Dit kan ertoe leiden dat de rollenketting voortijdig uitvalt tijdens gebruik en niet voldoet aan het ontwerpvereiste draagvermogen.
Dit beïnvloedt de nauwkeurigheid van de kettingaandrijving.
Bij gebruik van een rollenketting in een transmissiesysteem kan vervorming door lassen de nauwkeurigheid van de schakels verminderen, waardoor de vertanding tussen de ketting en het tandwiel onnauwkeurig wordt. Dit leidt tot een verminderde stabiliteit en nauwkeurigheid van de kettingaandrijving, lawaai, trillingen en andere problemen, die de prestaties en levensduur van het gehele transmissiesysteem beïnvloeden.
(II) Impact op de productie
Verhoogde productiekosten
Na vervorming door het lassen moet de rollenketting worden gecorrigeerd, gerepareerd, enz., wat extra processen, mankracht en materiaalkosten met zich meebrengt. Tegelijkertijd worden ernstig vervormde rollenkettingen vaak direct afgedankt, wat leidt tot verspilling van grondstoffen en hogere productiekosten.
Verminderde productie-efficiëntie
Omdat de vervormde rollenketting bewerkt moet worden, zal dit onvermijdelijk de productievoortgang beïnvloeden en de productie-efficiëntie verminderen. Bovendien kunnen problemen met lasvervorming leiden tot een toename van het aantal defecte producten tijdens het productieproces, waardoor frequente productiestops nodig zijn om de problemen op te lossen, wat de productie-efficiëntie verder negatief beïnvloedt.
Impact op de consistentie van de productkwaliteit
Het is lastig om vervorming tijdens het lassen te beheersen, wat resulteert in een ongelijkmatige kwaliteit en slechte consistentie van de geproduceerde rollenkettingen. Dit is niet bevorderlijk voor de productkwaliteit en het merkimago van bedrijven die op grote schaal rollenkettingen produceren, en het is ook moeilijk om te voldoen aan de eisen van internationale groothandelaren op het gebied van productkwaliteit.
IV. Controlemethoden voor vervorming bij het lassen van rollenkettingen
(I) Ontwerp
Optimaliseer de lasindeling
Tijdens de ontwerpfase van de rollenketting moeten de lassen zoveel mogelijk symmetrisch worden aangebracht en moet het aantal en de positie van de lassen redelijk verdeeld zijn. Vermijd overmatige concentratie of asymmetrie van de lassen om een ongelijkmatige warmteverdeling tijdens het lassen te verminderen en lasspanning en -vervorming te beperken. Een symmetrisch ontwerp van de kettingplaat zorgt er bijvoorbeeld voor dat de lassen aan beide zijden van de kettingplaat gelijkmatig verdeeld zijn, waardoor lasvervorming effectief wordt verminderd.
Kies de juiste groefvorm
Kies, afhankelijk van de structuur en het materiaal van de rollenketting, de juiste vorm en grootte van de groeven. De juiste groeven verminderen de hoeveelheid lasmetaal, verlagen de warmte-inbreng tijdens het lassen en beperken zo de vervorming tijdens het lassen. Bijvoorbeeld, bij dikkere rollenkettingen kunnen V-vormige of U-vormige groeven de vervorming tijdens het lassen effectief beperken.
Verhoog de structurele stijfheid
Om te voldoen aan de gebruikseisen van rollenkettingen, kan de stijfheid van de constructie worden verbeterd door de dikte of dwarsdoorsnede van componenten zoals kettingplaten en rollen te vergroten. Dit verbetert ook het vermogen om lasvervorming te weerstaan. Zo kan bijvoorbeeld het toevoegen van verstevigingsribben aan gemakkelijk vervormbare onderdelen lasvervorming effectief verminderen.
(II) Lasproces
Gebruik de juiste lasmethoden.
Verschillende lasmethoden genereren verschillende hoeveelheden warmte en lasvervorming. Voor het lassen van rollenkettingen kunnen warmtegeconcentreerde en gemakkelijk te controleren lasmethoden zoals gasbeschermd lassen en laserlassen worden gekozen. Gasbeschermd lassen vermindert effectief de invloed van lucht op het lasgebied en garandeert een goede laskwaliteit. Tegelijkertijd is de warmte relatief geconcentreerd, wat de lasvervorming kan verminderen. Laserlassen heeft een hogere energiedichtheid, een hoge lassnelheid, een kleine warmtebeïnvloede zone en kan de lasvervorming aanzienlijk verminderen.
Optimaliseer de lasparameters
Afhankelijk van het materiaal, de dikte, de structuur en andere factoren van de rollenketting, moeten de procesparameters zoals lasstroom, spanning en lassnelheid op een redelijke manier worden aangepast. Voorkom overmatige of onvoldoende warmte-inbreng door onjuiste parameterinstellingen en beheers de lasvervorming. Gebruik bijvoorbeeld voor dunnere rollenkettingplaten een lagere lasstroom en een hogere lassnelheid om de warmte-inbreng en lasvervorming te verminderen.
Plan de lasvolgorde op een verstandige manier.
Gebruik een verstandige lasvolgorde om de laswarmte gelijkmatig te verdelen en lasspanning en -vervorming te verminderen. Bijvoorbeeld, bij rollenkettingen met meerdere lassen, gebruik symmetrisch lassen, segmentlassen en andere volgordes: las eerst de onderdelen met de minste spanning en las vervolgens de onderdelen met de meeste spanning. Dit kan de lasvervorming effectief beheersen.
Gebruik voorverwarming en langzame afkoeling.
Het voorverwarmen van de rollenketting vóór het lassen kan de temperatuurgradiënt van de lasverbinding verkleinen en thermische spanningen tijdens het lassen verminderen. Langzame afkoeling of een geschikte warmtebehandeling na het lassen kan restspanningen in de las elimineren en vervorming door de las verminderen. De voorverwarmingstemperatuur en de methode van langzame afkoeling moeten worden bepaald op basis van het materiaal en de eisen van het lasproces van de rollenketting.
(III) Gereedschapsarmaturen
Gebruik stevige bevestigingsmaterialen.
Tijdens het lasproces van de rollenketting worden stevige bevestigingssystemen gebruikt om het laswerkstuk in een geschikte positie te fixeren en zo vervorming tijdens het lassen te beperken. Zo worden bijvoorbeeld klemmen gebruikt om de kettingplaten, rollen en andere onderdelen van de rollenketting op het lasplatform te bevestigen. Dit zorgt voor stabiliteit en nauwkeurigheid van het laswerk en vermindert vervorming.
Gebruik positioneringslassen
Voordat met het eigenlijke lassen wordt begonnen, moet er positioneringslassen worden uitgevoerd om de verschillende onderdelen van de lasverbinding tijdelijk in de juiste positie te fixeren. De lengte en de tussenruimte van de positioneringslassen moeten redelijk worden gekozen om de stabiliteit van de lasverbinding tijdens het lasproces te waarborgen. De lasmaterialen en procesparameters die voor het positioneringslassen worden gebruikt, moeten overeenkomen met die voor het eigenlijke lassen om de kwaliteit en sterkte van de positioneringslas te garanderen.
Gebruik watergekoelde lasapparaten.
Voor sommige rollenkettingen met hoge eisen aan lasvervorming kunnen watergekoelde lasmallen worden gebruikt. Tijdens het lasproces voert de mal warmte af door middel van circulerend water, waardoor de temperatuur van de lasverbinding daalt en lasvervorming wordt beperkt. Bijvoorbeeld bij het lassen van cruciale onderdelen van de rollenketting kan het gebruik van watergekoelde mallen de lasvervorming effectief beheersen.
V. Casusanalyse
Neem bijvoorbeeld een fabrikant van rollenkettingen. Toen het bedrijf een partij hoogwaardige rollenkettingen produceerde voor export naar de internationale markt, stuitte het op ernstige problemen met lasvervorming. Dit leidde tot een laag percentage goedgekeurde producten, hogere productiekosten, vertraagde levering en het risico op klachten van internationale klanten en annuleringen van bestellingen.
Om dit probleem op te lossen, begon het bedrijf bij het ontwerp en optimaliseerde de lasnaad om deze symmetrischer en logischer te maken. Tegelijkertijd werd de juiste groefvorm gekozen om de hoeveelheid lasmetaal te verminderen. Wat de lastechnologie betreft, paste het bedrijf geavanceerde gasbeschermde lasmethoden toe en optimaliseerde de lasparameters en de lasvolgorde op een rationele manier, rekening houdend met de materiaaleigenschappen en de structuur van de rollenketting. Daarnaast werden speciale, stevige bevestigingsarmaturen en watergekoelde lasarmaturen vervaardigd om stabiliteit tijdens het lassen te garanderen en lasvervorming te minimaliseren.
Na een reeks maatregelen te hebben genomen, werd de vervorming van de rollenketting door het lassen effectief onder controle gehouden, steeg het percentage goedgekeurde producten van de oorspronkelijke 60% naar meer dan 95%, daalden de productiekosten met 30% en werden internationale bestellingen tijdig geleverd. Dit leverde het bedrijf de tevredenheid en het vertrouwen van klanten op en versterkte de positie op de internationale markt verder.
VI. Conclusie
De vervorming van de lasnaden van rollenkettingen is een complex, maar oplosbaar probleem. Door de oorzaken en gevolgen ervan grondig te begrijpen en effectieve beheersmaatregelen te treffen, kan de vervorming aanzienlijk worden verminderd, de productkwaliteit en prestaties van rollenkettingen worden verbeterd en kan worden voldaan aan de strenge eisen van internationale groothandelaren. Bij de bouw en exploitatie van onafhankelijke stations voor rollenkettingen moeten bedrijven aandacht besteden aan het probleem van de vervorming van de lasnaden, de productieprocessen en -technologieën continu optimaliseren, de internationale concurrentiepositie van producten versterken en het marktaandeel in het buitenland vergroten.
Met de voortdurende vooruitgang in lastechnologie en de toepassing van nieuwe materialen zal het probleem van vervorming bij het lassen van rollenkettingen naar verwachting in de toekomst beter worden opgelost. Tegelijkertijd moeten bedrijven de samenwerking en uitwisseling met internationale klanten en wetenschappelijke onderzoeksinstellingen versterken, op de hoogte blijven van de nieuwste trends in de sector en de marktvraag, de technologische innovatie en ontwikkeling van rollenkettingproducten bevorderen en hoogwaardigere, efficiëntere en betrouwbaardere rollenkettingproducten voor de wereldmarkt leveren.
Geplaatst op: 21 mei 2025