Deformação na soldagem de correntes de rolos: causas, efeitos e soluções

Deformação na soldagem de correntes de rolos: causas, efeitos e soluções

I. Introdução
No processo de fabricação de correntes de rolos, a deformação por soldagem é um problema técnico comum. Para empresas independentes de correntes de rolos que atendem compradores atacadistas internacionais, é de grande importância explorar essa questão em profundidade. Os compradores internacionais têm requisitos rigorosos quanto à qualidade e precisão do produto. Eles precisam garantir que as correntes de rolos que adquirem mantenham excelente desempenho e qualidade confiável em diversos cenários de aplicação. Dominar o conhecimento relevante sobre a deformação por soldagem em correntes de rolos ajudará a melhorar a qualidade do produto, aumentar a competitividade no mercado internacional, atender às necessidades dos compradores e expandir os negócios no exterior.

II. Definição e causas da deformação na soldagem de correntes de rolos
(I) Definição
A deformação por soldagem refere-se ao fenômeno em que a forma e o tamanho da corrente de rolos se desviam dos requisitos de projeto devido à expansão e contração desiguais da solda e dos materiais metálicos circundantes durante o processo de soldagem, causado pelo aquecimento local em alta temperatura e subsequente resfriamento. Essa deformação afeta o desempenho geral e a vida útil da corrente de rolos.
(II) Causas
Influência térmica
Durante a soldagem, a alta temperatura gerada pelo arco faz com que o metal na solda e na área circundante aqueça rapidamente, alterando significativamente as propriedades físicas do material. Isso inclui a redução da resistência ao escoamento e o aumento do coeficiente de expansão térmica. Os metais em diferentes partes são aquecidos de forma desigual, expandindo-se em graus diferentes e contraindo-se simultaneamente após o resfriamento, resultando em tensões e deformações na soldagem. Por exemplo, na soldagem da placa da corrente de rolos, a área próxima à solda aquece mais e expande mais, enquanto a área distante da solda aquece menos e expande menos, o que resultará em deformação após o resfriamento.
Arranjo de soldagem inadequado
Se a disposição da solda for assimétrica ou distribuída de forma irregular, o calor se concentrará em uma direção ou área localizada durante o processo de soldagem, fazendo com que a estrutura suporte tensões térmicas desiguais, o que causará deformações. Por exemplo, soldas densas em algumas partes da corrente de rolos, enquanto soldas esparsas em outras partes, podem facilmente causar deformações irregulares após a soldagem.
Sequência de soldagem inadequada
Uma sequência de soldagem irracional causa uma distribuição desigual do calor durante a soldagem. Quando a primeira parte soldada esfria e se contrai, ela restringe a soldagem da parte subsequente, resultando em maior tensão e deformação. Por exemplo, na soldagem de correntes de rolos com múltiplas soldas, se as soldas na área de concentração de tensão forem feitas primeiro, a soldagem subsequente em outras partes produzirá maior deformação.
Rigidez insuficiente da placa
Quando a chapa da corrente de rolos é fina ou a rigidez geral é baixa, a capacidade de resistir à deformação por soldagem é fraca. Sob a ação da tensão térmica da soldagem, deformações como flexão e torção são propensas a ocorrer. Por exemplo, algumas chapas finas usadas em correntes de rolos leves deformam-se facilmente se não forem devidamente apoiadas e fixadas durante o processo de soldagem.
Parâmetros de processo de soldagem inadequados
A configuração inadequada de parâmetros do processo, como corrente, tensão e velocidade de soldagem, afetará a entrada de calor na soldagem. Corrente e tensão excessivas causarão calor excessivo e aumentarão a deformação da solda; enquanto uma velocidade de soldagem muito lenta também fará com que o calor se concentre localmente, agravando a deformação. Por exemplo, usar uma corrente de soldagem muito alta para soldar uma corrente de rolos fará com que a solda e o metal circundante superaqueçam, e a deformação será grave após o resfriamento.

III. Impacto da deformação na soldagem da corrente de rolos
(I) Impacto no desempenho da corrente de rolos
Redução da fadiga
A deformação causada pela soldagem gera tensões residuais no interior da corrente de rolos. Essas tensões residuais se somam às tensões de trabalho às quais a corrente de rolos é submetida durante o uso, acelerando a fadiga do material. A vida útil da corrente de rolos em condições normais de uso é reduzida, e problemas como quebra das placas da corrente e desprendimento dos rolos tornam-se mais frequentes, afetando sua confiabilidade e segurança.
Capacidade de carga reduzida
Após a deformação, a geometria e as dimensões das partes principais da corrente de rolos, como a placa da corrente e o eixo do pino, se alteram, e a distribuição de tensão torna-se irregular. Quando submetida a carga, a concentração de tensão tende a ocorrer, reduzindo a capacidade de carga geral da corrente de rolos. Isso pode causar a falha prematura da corrente durante a operação e impedir que ela atenda à capacidade de carga exigida pelo projeto.
Afetando a precisão da transmissão por corrente
Quando a corrente de rolos é usada no sistema de transmissão, a deformação da soldagem reduz a precisão do encaixe entre os elos da corrente e o engrenamento entre a corrente e a roda dentada fica impreciso. Isso leva à redução da estabilidade e precisão da transmissão por corrente, ruído, vibração e outros problemas, afetando o desempenho e a vida útil de todo o sistema de transmissão.
(II) Impacto na produção
Aumento dos custos de produção
Após a deformação por soldagem, a corrente de rolos precisa ser corrigida, reparada, etc., o que adiciona processos extras, custos de mão de obra e materiais. Ao mesmo tempo, correntes de rolos severamente deformadas podem ser descartadas diretamente, resultando em desperdício de matéria-prima e aumento dos custos de produção.
Redução da eficiência de produção
Como a corrente de rolos deformada precisa ser processada, isso inevitavelmente afetará o andamento da produção e reduzirá a eficiência produtiva. Além disso, a existência de problemas de deformação na soldagem pode levar a um aumento na taxa de produtos defeituosos durante o processo de produção, exigindo paradas frequentes para solucionar os problemas, o que afeta ainda mais a eficiência da produção.
Impacto na consistência da qualidade do produto
A deformação por soldagem é difícil de controlar, resultando em qualidade irregular e baixa consistência das correntes de rolos produzidas. Isso não contribui para garantir a qualidade do produto e a imagem da marca para empresas que produzem correntes de rolos em larga escala, além de dificultar o atendimento aos requisitos de estabilidade da qualidade do produto exigidos por compradores atacadistas internacionais.

IV. Métodos de controle da deformação na soldagem de correntes de rolos
(I) Design
Otimizar o layout de soldagem
Na fase de projeto da corrente de rolos, as soldas devem ser dispostas simetricamente o máximo possível, e o número e a posição das soldas devem ser distribuídos de forma adequada. Evite a concentração excessiva ou a assimetria das soldas para reduzir a distribuição desigual de calor durante a soldagem e, consequentemente, as tensões e deformações resultantes. Por exemplo, um projeto de estrutura de placa de corrente simétrica é utilizado para distribuir uniformemente as soldas em ambos os lados da placa, o que pode reduzir efetivamente a deformação causada pela soldagem.
Escolha a forma de ranhura apropriada.
De acordo com a estrutura e o material da corrente de rolos, escolha o formato e o tamanho da ranhura de forma adequada. Uma ranhura apropriada pode reduzir a quantidade de metal de solda necessário para a soldagem, diminuir a entrada de calor e, consequentemente, reduzir a deformação causada pela solda. Por exemplo, para placas de corrente de rolos mais espessas, ranhuras em forma de V ou U podem controlar eficazmente a deformação causada pela solda.
Aumentar a rigidez estrutural
Partindo do pressuposto de atender aos requisitos de uso das correntes de rolos, é necessário aumentar adequadamente a espessura ou a área da seção transversal de componentes como placas e rolos da corrente para melhorar a rigidez da estrutura. Isso também aumenta sua capacidade de resistir à deformação por soldagem. Por exemplo, adicionar nervuras de reforço em partes facilmente deformáveis ​​pode reduzir efetivamente a deformação por soldagem.
(II) Processo de soldagem
Utilize métodos de soldagem apropriados.
Diferentes métodos de soldagem geram diferentes graus de calor e deformação. Para soldagem de correntes de rolos, podem ser selecionados métodos de soldagem com foco na concentração de calor e fáceis de controlar, como a soldagem com proteção gasosa e a soldagem a laser. A soldagem com proteção gasosa reduz efetivamente o impacto do ar na área de soldagem e garante a qualidade da solda. Ao mesmo tempo, o calor é relativamente concentrado, o que reduz a deformação. Já a soldagem a laser possui maior densidade de energia, alta velocidade de soldagem, pequena zona afetada pelo calor e pode reduzir significativamente a deformação.
Otimizar parâmetros de soldagem
De acordo com o material, espessura, estrutura e outros fatores da corrente de rolos, ajuste adequadamente os parâmetros do processo, como corrente de soldagem, tensão e velocidade de soldagem. Evite o aporte térmico excessivo ou insuficiente devido a configurações incorretas dos parâmetros e controle a deformação da soldagem. Por exemplo, para placas de corrente de rolos mais finas, utilize uma corrente de soldagem menor e uma velocidade de soldagem maior para reduzir o aporte térmico e a deformação da soldagem.
Organize a sequência de soldagem de forma razoável.
Utilize uma sequência de soldagem adequada para distribuir o calor uniformemente e reduzir a tensão e a deformação durante a soldagem. Por exemplo, em correntes de rolos com múltiplas soldas, utilize soldagem simétrica, soldagem segmentada e outras sequências, soldando primeiro as partes com menor tensão e, em seguida, as partes com maior tensão, o que permite controlar eficazmente a deformação durante a soldagem.
Utilize medidas de pré-aquecimento e resfriamento lento.
O pré-aquecimento da corrente de rolos antes da soldagem pode reduzir o gradiente de temperatura da junta soldada e diminuir a tensão térmica durante o processo. O resfriamento lento ou o tratamento térmico adequado após a soldagem podem eliminar parte da tensão residual e reduzir a deformação. A temperatura de pré-aquecimento e o método de resfriamento lento devem ser determinados de acordo com o material e os requisitos do processo de soldagem da corrente de rolos.
(III) Dispositivos de fixação
Utilize fixadores rígidos.
Durante o processo de soldagem de correntes de rolos, dispositivos de fixação rígidos são utilizados para fixar firmemente a peça soldada em uma posição adequada, limitando sua deformação durante a soldagem. Por exemplo, utiliza-se uma braçadeira para fixar as placas da corrente, os rolos e outras partes da corrente na plataforma de soldagem, garantindo a estabilidade e a precisão da solda e reduzindo a deformação durante o processo.
Utilize soldagem de posicionamento
Antes da soldagem definitiva, realize uma soldagem de posicionamento para fixar temporariamente as diversas partes da estrutura soldada na posição correta. O comprimento e o espaçamento da solda de posicionamento devem ser definidos de forma adequada para garantir a estabilidade da estrutura durante o processo de soldagem. Os materiais e parâmetros do processo utilizados na soldagem de posicionamento devem ser os mesmos da soldagem definitiva para assegurar a qualidade e a resistência da solda de posicionamento.
Aplicar dispositivos de soldagem refrigerados a água
Para algumas correntes de rolos com altos requisitos de deformação por soldagem, podem ser utilizados dispositivos de soldagem refrigerados a água. Durante o processo de soldagem, o dispositivo dissipa o calor através da circulação de água, reduzindo a temperatura da solda e, consequentemente, a deformação. Por exemplo, na soldagem de partes críticas da corrente de rolos, o uso de dispositivos refrigerados a água permite um controle eficaz da deformação.

V. Análise de Caso
Tomemos como exemplo uma empresa fabricante de correntes de rolos. Quando a empresa produziu um lote de correntes de rolos de alta qualidade para exportação ao mercado internacional, deparou-se com sérios problemas de deformação na soldagem, resultando em baixa taxa de qualificação do produto, aumento dos custos de produção, atrasos na entrega e o risco de reclamações de clientes internacionais e cancelamentos de pedidos.
Para solucionar esse problema, a empresa começou pelo projeto, otimizando o layout da solda para torná-la mais simétrica e adequada; ao mesmo tempo, selecionou o formato de ranhura apropriado para reduzir a quantidade de metal de solda necessário. Em termos de tecnologia de soldagem, a empresa adotou métodos avançados de soldagem com proteção gasosa, otimizando os parâmetros de soldagem e organizando a sequência de soldagem de acordo com as características do material e da estrutura da corrente de rolos. Além disso, foram fabricados dispositivos de fixação rígidos especiais e dispositivos de soldagem refrigerados a água para garantir a estabilidade durante a soldagem e reduzir a deformação.
Após a implementação de uma série de medidas, a deformação da soldagem da corrente de rolos foi controlada com eficácia, a taxa de qualificação do produto aumentou de 60% para mais de 95%, o custo de produção foi reduzido em 30% e a entrega de pedidos internacionais foi concluída dentro do prazo, conquistando a satisfação e a confiança dos clientes e consolidando ainda mais sua posição no mercado internacional.

VI. Conclusão
A deformação na soldagem de correntes de rolos é um problema complexo, porém solucionável. Compreendendo profundamente suas causas e efeitos e adotando métodos de controle eficazes, é possível reduzir significativamente a deformação na soldagem, melhorar a qualidade e o desempenho das correntes de rolos e atender às rigorosas exigências dos compradores atacadistas internacionais. Na construção e operação de estações independentes para correntes de rolos, as empresas devem atentar para o problema da deformação na soldagem, otimizar continuamente os processos e tecnologias de produção, aumentar a competitividade internacional dos produtos e expandir a participação no mercado externo.
No futuro, com o avanço contínuo da tecnologia de soldagem e a aplicação de novos materiais, espera-se que o problema da deformação na soldagem de correntes de rolos seja melhor resolvido. Ao mesmo tempo, as empresas também devem fortalecer a cooperação e o intercâmbio com clientes internacionais e instituições de pesquisa científica, manter-se atualizadas sobre as últimas tendências do setor e demandas do mercado, promover a inovação e o desenvolvimento tecnológico de produtos de correntes de rolos e fornecer produtos de correntes de rolos de alta qualidade, eficientes e confiáveis ​​para o mercado global.