Deformarea sudării lanțului cu role: Cauze, efecte și soluții
I. Introducere
În procesul de fabricație a lanțurilor cu role, deformarea prin sudură este o problemă tehnică frecventă. Pentru stațiile independente de fabricație a lanțurilor cu role care se confruntă cu cumpărători angro internaționali, este de mare importanță să exploreze în profunzime această problemă. Cumpărătorii internaționali au cerințe stricte privind calitatea și precizia produselor. Aceștia trebuie să se asigure că lanțurile cu role pe care le achiziționează își mențin performanța excelentă și calitatea fiabilă în diverse scenarii de aplicare. Stăpânirea cunoștințelor relevante despre deformarea prin sudură a lanțurilor cu role va contribui la îmbunătățirea calității produselor, la creșterea competitivității pe piața internațională, la satisfacerea nevoilor cumpărătorilor și la extinderea afacerilor în străinătate.
II. Definiția și cauzele deformării prin sudură a lanțului cu role
(I) Definiție
Deformarea prin sudură se referă la fenomenul prin care forma și dimensiunea lanțului cu role deviază de la cerințele de proiectare din cauza expansiunii și contracției neuniforme a sudurii și a materialelor metalice înconjurătoare în timpul procesului de sudare a lanțului cu role, din cauza încălzirii locale la temperatură ridicată și a răcirii ulterioare. Această deformare va afecta performanța generală și efectul de utilizare al lanțului cu role.
(II) Cauze
Influența termică
În timpul sudării, temperatura ridicată generată de arc face ca metalul din sudură și din zona înconjurătoare să se încălzească rapid, iar proprietățile fizice ale materialului se modifică semnificativ. Cum ar fi rezistența redusă la curgere, creșterea coeficientului de dilatare termică etc. Metalele din diferite părți se încălzesc neuniform, se dilată în grade diferite și se contractă sincron după răcire, rezultând stres de sudare și deformare. De exemplu, la sudarea cu placă de lanț a lanțului cu role, zona apropiată de sudură se încălzește mai mult și se dilată mai mult, în timp ce zona îndepărtată de sudură se încălzește mai puțin și se dilată mai puțin, ceea ce va forma deformări după răcire.
Aranjament nerezonabil al sudurii
Dacă aranjamentul sudurii este asimetric sau distribuit neuniform, căldura se va concentra într-o singură direcție sau zonă locală în timpul procesului de sudare, ceea ce va face ca structura să suporte solicitări termice neuniforme, ceea ce va cauza deformări. De exemplu, sudurile din unele părți ale lanțului cu role sunt dense, în timp ce sudurile din alte părți sunt rare, ceea ce poate provoca cu ușurință deformări neuniforme după sudare.
Secvență de sudare necorespunzătoare
O secvență irațională de sudare va cauza un aport inegal de căldură la sudură. Când prima piesă sudată se răcește și se contractă, aceasta va constrânge piesa sudată ulterior, rezultând o solicitare și o deformare mai mare a sudurii. De exemplu, la sudarea lanțurilor cu role cu suduri multiple, dacă sudurile din zona de concentrare a solicitărilor sunt sudate mai întâi, sudarea ulterioară a sudurilor din alte piese va produce o deformare mai mare.
Rigiditate insuficientă a plăcii
Când placa lanțului cu role este subțire sau rigiditatea generală este scăzută, capacitatea de rezistență la deformarea prin sudură este slabă. Sub acțiunea solicitării termice de sudură, sunt predispuse la apariția deformărilor precum îndoirea și răsucirea. De exemplu, unele plăci subțiri utilizate în lanțurile cu role ușoare se deformează ușor dacă nu sunt susținute și fixate corespunzător în timpul procesului de sudare.
Parametrii nerezonabili ai procesului de sudare
Setarea incorectă a parametrilor de proces, cum ar fi curentul de sudare, tensiunea și viteza de sudare, va afecta aportul de căldură la sudare. Un curent și o tensiune excesive vor cauza căldură excesivă și vor crește deformarea sudurii; în timp ce o viteză de sudare prea mică va cauza, de asemenea, concentrarea locală a căldurii, agravând deformarea. De exemplu, utilizarea unui curent de sudare prea mare pentru a suda un lanț cu role va cauza supraîncălzirea sudurii și a metalului din jur, iar deformarea va fi semnificativă după răcire.
III. Impactul deformării prin sudarea lanțului cu role
(I) Impactul asupra performanței lanțului cu role
Durată de viață redusă la oboseală
Deformarea prin sudură va cauza tensiuni reziduale în interiorul lanțului cu role. Aceste tensiuni reziduale se suprapun peste tensiunea de lucru la care este supus lanțul cu role în timpul utilizării, accelerând deteriorarea prin oboseală a materialului. Durata de viață la oboseală a lanțului cu role în condiții normale de utilizare este scurtată, putând apărea probleme precum ruperea plăcii lanțului și desprinderea rolelor, afectând fiabilitatea și siguranța acestuia.
Capacitate portantă redusă
După deformare, geometria și dimensiunea părților cheie ale lanțului cu role, cum ar fi placa lanțului și axul știftului, se modifică, iar distribuția tensiunii este inegală. În timpul încărcării rulmentului, este probabil să apară o concentrare a tensiunii, reducând capacitatea portantă totală a lanțului cu role. Acest lucru poate duce la defectarea prematură a lanțului cu role în timpul funcționării și la neîndeplinirea capacității portante cerute de proiectare.
Afectarea preciziei transmisiei în lanț
Când lanțul cu role este utilizat în sistemul de transmisie, deformarea sudurii va reduce precizia de potrivire dintre zalele lanțului, iar angrenarea dintre lanț și pinion va fi inexactă. Acest lucru va duce la reducerea stabilității și preciziei transmisiei lanțului, zgomot, vibrații și alte probleme, afectând performanța și durata de viață a întregului sistem de transmisie.
(II) Impactul asupra producției
Costuri de producție crescute
După deformarea prin sudură, lanțul cu role trebuie corectat, reparat etc., ceea ce adaugă procese suplimentare și costuri suplimentare cu forța de muncă și materiale. În același timp, lanțurile cu role grav deformate pot fi direct casate, rezultând risipă de materii prime și creșterea costurilor de producție.
Eficiență redusă a producției
Întrucât lanțul cu role deformat trebuie prelucrat, acest lucru va afecta inevitabil progresul producției și va reduce eficiența acesteia. Mai mult, existența problemelor de deformare a sudurii poate duce la o creștere a ratei de produse defecte în timpul procesului de producție, necesitând opriri frecvente pentru a remedia problemele, afectând și mai mult eficiența producției.
Impactul asupra consecvenței calității produsului
Deformarea prin sudură este dificil de controlat, rezultând o calitate inegală și o consistență slabă a lanțurilor cu role produse. Acest lucru nu este propice asigurării calității produsului și a imaginii de marcă pentru companiile care produc lanțuri cu role la scară largă și, de asemenea, este dificil să se îndeplinească cerințele cumpărătorilor angro internaționali privind stabilitatea calității produsului.
IV. Metode de control al deformării sudării lanțurilor cu role
(I) Proiectare
Optimizați aspectul sudurii
În etapa de proiectare a lanțului cu role, sudurile trebuie aranjate cât mai simetric posibil, iar numărul și poziția sudurilor trebuie distribuite în mod rezonabil. Evitați concentrarea excesivă sau asimetria sudurilor pentru a reduce distribuția neuniformă a căldurii în timpul sudării și pentru a reduce stresul și deformarea sudurii. De exemplu, se utilizează un design simetric al structurii plăcii de lanț pentru a distribui uniform sudurile pe ambele părți ale plăcii de lanț, ceea ce poate reduce eficient deformarea sudurii.
Alegeți forma potrivită a canelurii
În funcție de structura și materialul lanțului cu role, alegeți forma și dimensiunea canelurii în mod rezonabil. Canelura adecvată poate reduce cantitatea de umplutură de metal de sudură, poate reduce aportul de căldură la sudură și, prin urmare, poate reduce deformarea sudurii. De exemplu, pentru plăci de lanț cu role mai groase, canelurile în formă de V sau în formă de U pot controla eficient deformarea sudurii.
Creșterea rigidității structurale
Având în vedere premisa îndeplinirii cerințelor de utilizare a lanțurilor cu role, se recomandă creșterea corespunzătoare a grosimii sau a secțiunii transversale a componentelor, cum ar fi plăcile de lanț și rolele, pentru a îmbunătăți rigiditatea structurii. Îmbunătățirea capacității acesteia de a rezista la deformarea prin sudură. De exemplu, adăugarea de nervuri de armare la piesele ușor deformabile poate reduce eficient deformarea prin sudură.
(II) Procedeul de sudare
Folosiți metode de sudare adecvate
Diferite metode de sudare generează diferite grade de căldură și deformare a sudurii. Pentru sudarea cu lanțuri cu role, pot fi selectate metode de sudare cu concentrație termică și ușor de controlat, cum ar fi sudarea cu gaz protector și sudarea cu laser. Sudarea cu gaz protector poate reduce eficient impactul aerului asupra zonei de sudură și poate asigura calitatea sudurii. În același timp, căldura este relativ concentrată, ceea ce poate reduce deformarea sudurii; sudarea cu laser are o densitate energetică mai mare, o viteză de sudare rapidă, o zonă mică afectată de căldură și poate reduce semnificativ deformarea sudurii.
Optimizați parametrii de sudură
În funcție de materialul, grosimea, structura și alți factori ai lanțului cu role, ajustați în mod rezonabil parametrii procesului, cum ar fi curentul de sudare, tensiunea și viteza de sudare. Evitați aportul excesiv sau insuficient de căldură din cauza setărilor necorespunzătoare ale parametrilor și controlați deformarea sudurii. De exemplu, pentru plăci de lanț cu role mai subțiri, utilizați un curent de sudare mai mic și o viteză de sudare mai mare pentru a reduce aportul de căldură și a reduce deformarea sudurii.
Aranjați secvența de sudare în mod rezonabil
Folosiți o secvență de sudare rezonabilă pentru a distribui uniform căldura de sudură și a reduce stresul și deformarea sudurii. De exemplu, pentru lanțurile cu role cu suduri multiple, utilizați sudură simetrică, sudură segmentată și alte secvențe, sudând mai întâi piesele cu stres mai mic și apoi sudând piesele cu stres mai mare, ceea ce poate controla eficient deformarea sudurii.
Utilizați măsuri de preîncălzire și răcire lentă
Preîncălzirea lanțului cu role înainte de sudare poate reduce gradientul de temperatură al îmbinării sudate și poate reduce stresul termic în timpul sudării. Răcirea lentă sau tratamentul termic adecvat după sudare poate elimina o parte din tensiunile reziduale de sudare și poate reduce deformarea sudurii. Temperatura de preîncălzire și metoda de răcire lentă trebuie determinate în funcție de cerințele materialului și ale procesului de sudare al lanțului cu role.
(III) Dispozitive de fixare a sculelor
Folosiți dispozitive de fixare rigide
În timpul procesului de sudare cu lanț cu role, se utilizează dispozitive de fixare rigide pentru a fixa ferm piesa sudată într-o poziție adecvată, limitând deformarea acesteia în timpul sudării. De exemplu, se utilizează o clemă pentru a fixa plăcile lanțului, rolele și alte părți ale lanțului cu role pe platforma de sudură, pentru a asigura stabilitatea și precizia piesei sudate în timpul sudării și a reduce deformarea acesteia.
Utilizarea sudării prin poziționare
Înainte de sudarea formală, efectuați sudarea de poziționare pentru a fixa temporar diferitele părți ale sudurii în poziția corectă. Lungimea și distanța dintre suduri trebuie stabilite în mod rezonabil pentru a asigura stabilitatea sudurii în timpul procesului de sudare. Materialele de sudură și parametrii procesului utilizați pentru sudarea de poziționare trebuie să fie în concordanță cu cei utilizați pentru sudarea formală, pentru a asigura calitatea și rezistența sudurii de poziționare.
Aplicați dispozitive de sudură răcite cu apă
Pentru unele lanțuri cu role cu cerințe ridicate de deformare a sudurii, se pot utiliza dispozitive de sudură răcite cu apă. În timpul procesului de sudare, dispozitivul elimină căldura prin circulația apei, reduce temperatura sudurii și reduce deformarea sudurii. De exemplu, la sudarea părților cheie ale lanțului cu role, utilizarea dispozitivelor de sudură răcite cu apă poate controla eficient deformarea sudurii.
V. Analiza cazului
Să luăm ca exemplu o companie producătoare de lanțuri cu role. Atunci când compania a produs un lot de lanțuri cu role de înaltă calitate pentru export pe piața internațională, s-a confruntat cu probleme serioase legate de deformarea prin sudură, ceea ce a dus la o rată scăzută de calificare a produselor, creșterea costurilor de producție, întârzierea livrării și riscul unor reclamații din partea clienților internaționali și anularea comenzilor.
Pentru a rezolva această problemă, compania a pornit de la aspectul proiectării, optimizând aspectul sudurii pentru a o face mai simetrică și mai rezonabilă; în același timp, a selectat forma adecvată a canelurii pentru a reduce cantitatea de metal de sudură. În ceea ce privește tehnologia de sudare, compania a adoptat metode avansate de sudare cu gaz protector, a optimizat parametrii de sudare și a aranjat în mod rezonabil secvența de sudare în funcție de caracteristicile materiale și structurale ale lanțului cu role. În plus, au fost fabricate dispozitive speciale de fixare rigidă și dispozitive de sudură răcite cu apă pentru a asigura stabilitatea în timpul sudării și a reduce deformarea sudurii.
După implementarea unei serii de măsuri, deformarea prin sudură a lanțului cu role a fost controlată eficient, rata de calificare a produsului a crescut de la 60%, valoarea inițială, la peste 95%, costul de producție a fost redus cu 30%, iar sarcina de livrare a comenzilor internaționale a fost finalizată la timp, câștigând satisfacția și încrederea clienților și consolidând în continuare poziția companiei pe piața internațională.
VI. Concluzie
Deformarea sudării lanțurilor cu role este o problemă complexă, dar rezolvabilă. Prin înțelegerea profundă a cauzelor și efectelor acesteia și prin adoptarea unor metode eficiente de control, deformarea sudării poate fi redusă semnificativ, calitatea produsului și performanța lanțurilor cu role pot fi îmbunătățite și se pot îndeplini cerințele stricte ale cumpărătorilor angro internaționali. În construcția și operarea stațiilor independente pentru lanțuri cu role, întreprinderile ar trebui să acorde atenție problemei deformării sudării, să optimizeze continuu procesele și tehnologiile de producție, să sporească competitivitatea internațională a produselor și să extindă cota de piață externă.
În dezvoltarea viitoare, odată cu avansarea continuă a tehnologiei de sudare și aplicarea de noi materiale, se așteaptă ca problema deformării sudării lanțurilor cu role să fie mai bine rezolvată. În același timp, întreprinderile ar trebui să consolideze cooperarea și schimburile cu clienții internaționali și instituțiile de cercetare științifică, să se țină la curent cu cele mai recente tendințe din industrie și cerințele pieței, să promoveze inovația tehnologică și dezvoltarea produselor de lanțuri cu role și să ofere produse de lanțuri cu role de înaltă calitate, eficiente și fiabile pentru piața globală.
Data publicării: 21 mai 2025