Defecte de sudură ale lanțului cu role

Defecte de sudură ale lanțului cu role

În sistemele de transmisie industriale,lanțuri cu role, cu eficiența lor ridicată și capacitatea portantă puternică, au devenit componente de bază în minerit, producție, agricultură și alte domenii. Sudurile, ca legătură critică între verigile lanțului cu role, determină direct durata de viață a lanțului și siguranța în funcționare. Pentru cumpărătorii din străinătate, defectele de sudură ale lanțului cu role nu numai că pot cauza întreruperi ale echipamentelor și întreruperi ale producției, dar pot duce și la accidente de siguranță și costuri ridicate de reparații. Acest articol va oferi o analiză aprofundată a tipurilor, cauzelor, metodelor de detectare și strategiilor de prevenire a defectelor de sudură ale lanțului cu role, oferind o referință profesională pentru achizițiile și producția în comerțul exterior.

I. Tipuri comune și pericole ale defectelor de sudură ale lanțurilor cu role

Conexiunile sudate ale lanțurilor cu role trebuie să reziste multiplelor provocări ale încărcărilor dinamice, frecării și coroziunii mediului. Defectele comune, adesea ascunse sub un aspect aparent intact, pot deveni factorul declanșator al defecțiunii lanțului.

(I) Fisurile: un precursor al ruperii lanțului
Fisurile sunt unul dintre cele mai periculoase defecte ale sudurilor lanțurilor cu role și pot fi clasificate ca fisuri fierbinți sau fisuri reci în funcție de momentul în care se dezvoltă. Fisurile fierbinți apar adesea în timpul procesului de sudare, cauzate de răcirea rapidă a metalului de sudură și de nivelurile excesive de impurități (cum ar fi sulful și fosforul), ceea ce duce la fracturi fragile la limitele granulelor. Fisurile reci se formează la ore sau zile după sudare, în principal datorită efectelor combinate ale tensiunii reziduale a sudurii și ale structurii întărite a metalului de bază. Aceste defecte pot reduce dramatic rezistența sudurii. În sistemele de transmisie de mare viteză, fisurile se pot propaga rapid, provocând în cele din urmă ruperea lanțului, rezultând blocaje ale echipamentelor și chiar victime.

(II) Porozitatea: un focar de coroziune și oboseală

Porozitatea sudurilor este cauzată de gaze (cum ar fi hidrogenul, azotul și monoxidul de carbon) antrenate în timpul sudării, care nu reușesc să se evapore în timp. Porozitatea se manifestă de obicei sub formă de găuri circulare sau ovale pe suprafață sau în interiorul sudurii. Porozitatea nu numai că reduce etanșeitatea sudurii și poate duce la scurgeri de lubrifiant, dar perturbă și continuitatea metalului și crește punctele de concentrare a stresului. În mediile industriale umede și prăfuite, porii devin canale pentru pătrunderea mediilor corozive, accelerând coroziunea sudurii. În plus, sub sarcini ciclice, fisurile de oboseală se formează ușor la marginile porilor, scurtând semnificativ durata de viață a lanțului cu role.

(III) Lipsa de penetrare/Lipsa de fuziune: „Punctul slab” al rezistenței insuficiente
Lipsa de penetrare se referă la fuziunea incompletă la rădăcina sudurii, în timp ce lipsa fuziunii se referă la lipsa unei legături eficiente între metalul de sudură și metalul de bază sau între straturile de sudură. Ambele tipuri de defecte apar din cauza curentului de sudare insuficient, a vitezei excesive de sudare sau a pregătirii sub standard a canelurii, rezultând o căldură de sudare insuficientă și o fuziune inadecvată a metalului. Lanțurile cu role cu aceste defecte au capacități de încărcare a sudurii de doar 30%-60% din cele ale produselor calificate. Sub sarcini mari, este foarte probabil să apară delaminarea sudurii, ceea ce duce la dislocarea lanțului și la întreruperea liniei de producție.

(IV) Includerea zgurii: „ucigașul invizibil” al degradării performanței
Incluziunile de zgură sunt incluziuni nemetalice formate în sudură în timpul sudării, unde zgura topită nu reușește să se ridice complet la suprafața sudurii. Incluziunile de zgură perturbă continuitatea metalurgică a sudurii, reducând tenacitatea și rezistența la uzură și acționând ca o sursă de concentrare a stresului. În timpul funcționării pe termen lung, este posibil să se formeze microfisuri în jurul incluziunilor de zgură, accelerând uzura sudurii, ducând la alungirea pasului lanțului, afectând precizia transmisiei și chiar provocând o angrenare deficitară cu pinionul.

II. Urmărirea cauzei: Analizarea cauzelor principale ale defectelor de sudură ale lanțurilor cu role

Defectele de sudură ale lanțurilor cu role nu sunt accidentale, ci rezultatul mai multor factori, inclusiv selecția materialelor, controlul procesului și starea echipamentului. Mai ales în producția de masă, chiar și mici abateri ale parametrilor pot duce la probleme de calitate pe scară largă.

(I) Factori materiali: „Prima linie de apărare” a controlului la sursă

Calitate inferioară a materialului de bază: Pentru a reduce costurile, unii producători aleg oțel cu un conținut excesiv de ridicat de carbon sau impurități ca material de bază pentru lanțurile cu role. Acest tip de oțel are o sudabilitate slabă, este predispus la fisuri și porozitate în timpul sudării și nu are o rezistență suficientă la legătură între sudură și materialul de bază. Compatibilitate slabă a materialelor de sudură: O problemă frecventă este nepotrivirea dintre compoziția tijei sau a sârmei de sudură și materialul de bază. De exemplu, utilizarea sârmei de oțel obișnuite cu conținut scăzut de carbon la sudarea lanțului din oțel aliat de înaltă rezistență poate duce la o sudură cu o rezistență mai mică decât materialul de bază, creând o „legătură slabă”. Umiditatea din materialul de sudură (de exemplu, umiditatea absorbită de tija de sudură) poate elibera hidrogen în timpul sudării, provocând porozitate și fisuri la rece.

(II) Factorii de proces: „Variabilele cheie” ale procesului de producție

Parametrii de sudare necontrolați: Curentul, tensiunea și viteza de sudare sunt parametrii principali care determină calitatea sudurii. Un curent prea mic duce la o căldură insuficientă, ceea ce poate duce cu ușurință la penetrare incompletă și la lipsa fuziunii. Un curent prea mare supraîncălzește materialul de bază, provocând granulație grosieră și fisuri termice. Viteza excesivă de sudare scurtează timpul de răcire al băii de sudură, împiedicând ieșirea gazelor și a zgurii, rezultând porozitate și incluziuni de zgură. Canalizare și curățare necorespunzătoare: Un unghi prea mic al canalizării și golurile neuniforme pot reduce penetrarea sudurii, rezultând o penetrare incompletă. Necurățarea temeinică a suprafeței canalizării de ulei, rugină și crustă poate genera gaze și impurități în timpul sudării, ducând la porozitate și incluziuni de zgură.
Secvență de sudare necorespunzătoare: În producția de masă, nerespectarea principiilor secvenței de sudare „sudură simetrică” și „sudură în trepte” poate duce la tensiuni reziduale ridicate în lanțul de sudură, ceea ce poate provoca fisuri la rece și deformare.

(III) Echipamente și factori de mediu: „Impacturi ascunse” ușor de trecut cu vederea

Precizie inadecvată a echipamentelor de sudură: Aparatele de sudură mai vechi pot produce ieșiri instabile de curent și tensiune, ceea ce duce la o formare inconsistentă a sudurii și la creșterea probabilității de defecte. Defectarea mecanismului de reglare a unghiului pistoletului de sudură poate afecta precizia poziției sudurii, rezultând o fuziune incompletă.

Interferențe de mediu: Sudarea într-un mediu umed (umiditate relativă >80%), cu vânt sau praf poate provoca pătrunderea umezelii din aer în baia de sudură, creând pori de hidrogen. Vântul poate dispersa arcul, ducând la pierderi de căldură. Praful poate pătrunde în sudură, formând incluziuni de zgură.

III. Inspecție precisă: Metode profesionale de detectare a defectelor de sudură ale lanțurilor cu role

Pentru cumpărători, detectarea precisă a defectelor de sudură este esențială pentru atenuarea riscurilor de achiziții; pentru producători, testarea eficientă este un mijloc esențial de asigurare a calității în fabrică. În continuare, se prezintă o analiză a scenariilor de aplicare și a avantajelor a două metode de inspecție convenționale.

(I) Testare nedistructivă (NDT): „Diagnostic precis” fără distrugerea produsului

NDT detectează defectele interne și de suprafață ale sudurilor fără a deteriora structura lanțului cu role, ceea ce o face metoda preferată pentru inspecția calității în comerțul exterior și eșantionarea producției pe loturi.

Testare cu ultrasunete (UT): Potrivită pentru detectarea defectelor interne ale sudurii, cum ar fi fisurile, penetrarea incompletă și incluziunile de zgură. Adâncimea sa de detectare poate ajunge de la câțiva milimetri la zeci de milimetri, cu rezoluție ridicată, permițând localizarea și dimensiunea precisă a defectelor. Este potrivită în special pentru inspectarea sudurilor în lanțurile cu role pentru sarcini grele, detectând eficient defectele interne ascunse. Testare cu penetrare (PT): Testarea cu penetrare se efectuează prin aplicarea unui penetrant pe suprafața sudurii, utilizând efectul de capilaritate pentru a dezvălui defectele de deschidere a suprafeței (cum ar fi fisurile și porii). Este simplu de utilizat și ieftin, ceea ce o face potrivită pentru inspectarea sudurilor lanțurilor cu role cu un finisaj de suprafață ridicat.
Testare radiografică (RT): Razele X sau razele gamma sunt utilizate pentru a penetra sudura, dezvăluind defectele interne prin imagistica peliculă. Această metodă poate demonstra vizual forma și distribuția defectelor și este adesea utilizată pentru inspecția completă a loturilor critice de lanțuri cu role. Cu toate acestea, această metodă este costisitoare și necesită o protecție adecvată împotriva radiațiilor.

(II) Testarea distructivă: „Testul suprem” pentru verificarea performanței finale

Testarea distructivă implică testarea mecanică a probelor. Deși această metodă distruge produsul, ea poate dezvălui direct capacitatea portantă reală a sudurii și este utilizată în mod obișnuit pentru testarea tipului în timpul dezvoltării de produse noi și al producției de masă.

Testarea la tracțiune: Probele de zale metalice care conțin suduri sunt întinse pentru a măsura rezistența la tracțiune și locația fracturii sudurii, determinând direct dacă sudura prezintă deficiențe de rezistență. Testarea la îndoire: Prin îndoirea repetată a sudurii pentru a observa dacă apar fisuri superficiale, se evaluează tenacitatea și ductilitatea sudurii, detectând eficient microfisurile ascunse și defectele de casare.
Examinare macrometalografică: După lustruirea și gravarea secțiunii transversale a sudurii, microstructura este observată la microscop. Aceasta poate identifica defecte precum penetrarea incompletă, incluziunile de zgură și granulele grosiere și poate analiza raționalitatea procesului de sudare.

IV. Măsuri preventive: Strategii de prevenire și reparare a defectelor de sudură ale lanțurilor cu role

Pentru a controla defectele de sudură ale lanțurilor cu role, este necesar să se respecte principiul „prevenirea mai întâi, repararea a doua”. Ar trebui stabilit un sistem de control al calității care să integreze materialele, procesele și testarea pe parcursul întregului proces, oferind în același timp cumpărătorilor sfaturi practice privind selecția și acceptarea.

(I) Producător: Stabilirea unui sistem complet de control al calității procesului

Selecție strictă a materialelor la sursă: Selectați oțel de înaltă calitate care îndeplinește standardele internaționale (cum ar fi ISO 606) ca material de bază, asigurându-vă că conținutul de carbon și conținutul de impurități se încadrează în intervalul de sudabilitate. Materialele de sudură trebuie să fie compatibile cu materialul de bază și depozitate într-un mod rezistent la umiditate și rugină, uscându-le înainte de utilizare. Optimizați procesele de sudare: Pe baza specificațiilor materialului de bază și a lanțului, determinați parametrii optimi de sudare (curent, tensiune și viteză) prin testarea procesului și creați fișe de proces pentru o implementare strictă. Utilizați caneluri prelucrate pentru a asigura dimensiunile canelurilor și curățenia suprafeței. Promovați procese de sudare simetrice pentru a reduce tensiunea reziduală.

Consolidarea inspecțiilor de proces: În timpul producției de masă, prelevați probe a 5%-10% din fiecare lot pentru teste nedistructive (de preferință o combinație de teste cu ultrasunete și cu penetrare), fiind necesară o inspecție de 100% pentru produsele critice. Calibrați periodic echipamentele de sudură pentru a asigura un rezultat stabil al parametrilor. Stabiliți un sistem de instruire și evaluare pentru operatorii de sudură pentru a îmbunătăți standardele operaționale.

(II) Partea cumpărătorului: Tehnici de selecție și acceptare pentru evitarea riscurilor

Standarde clare de calitate: Specificați în contractul de achiziție că sudurile lanțurilor cu role trebuie să respecte standardele internaționale (cum ar fi ANSI B29.1 sau ISO 606), specificați metoda de inspecție (de exemplu, testare cu ultrasunete pentru defecte interne, testare cu penetrare pentru defecte de suprafață) și solicitați furnizorilor să furnizeze rapoarte de inspecție a calității. Puncte cheie pentru acceptarea la fața locului: Inspecțiile vizuale ar trebui să se concentreze pe asigurarea faptului că sudurile sunt netede, fără depresiuni și proeminențe evidente și fără defecte vizibile, cum ar fi fisuri și pori. Probele pot fi selectate aleatoriu pentru teste simple de îndoire pentru a observa anomalii de sudură. Pentru lanțurile utilizate în echipamente critice, se recomandă încredințarea unei agenții de testare terțe pentru testarea nedistructivă.

Alegerea unui furnizor de încredere: Prioritizați furnizorii certificați conform sistemului de management al calității ISO 9001. Investigați echipamentele avansate de producție și capacitățile de testare. Dacă este necesar, efectuați un audit la fața locului al fabricii pentru a confirma integritatea proceselor de sudare și a procedurilor de control al calității.

(III) Repararea defectelor: Planuri de intervenție în caz de urgență pentru reducerea pierderilor

Pentru defectele minore descoperite în timpul inspecției, se pot implementa măsuri de reparare specifice, dar este important de reținut că este necesară o nouă inspecție după reparație:

Porozitate și incluziuni de zgură: Pentru defecte superficiale superficiale, utilizați o polizor unghiular pentru a îndepărta zona defectă înainte de repararea sudurii. Defectele interne mai profunde necesită localizarea și îndepărtarea cu ultrasunete înainte de repararea sudurii. Lipsă minoră de fuziune: Canalul trebuie lărgit, iar crusta și impuritățile din zona lipsă de fuziune trebuie îndepărtate. Sudarea de reparare trebuie apoi efectuată utilizând parametrii de sudare corespunzători. Testarea la tracțiune este necesară pentru a verifica rezistența după sudarea de reparare.
Fisuri: Fisurile sunt mai dificil de reparat. Fisurile superficiale minore pot fi îndepărtate prin șlefuire și apoi reparate prin sudare. Dacă adâncimea fisurii depășește 1/3 din grosimea sudurii sau dacă există o fisură transversală, se recomandă îndepărtarea imediată a sudurii pentru a evita pericolele de siguranță după reparare.