Утицај контроле температуре на деформацију током заваривања ваљкастих ланаца
Увод
У савременој индустрији,ваљкасти ланацје механичка компонента која се широко користи у системима за пренос и транспорт. Њен квалитет и перформансе директно утичу на ефикасност рада и поузданост машинске опреме. Заваривање је једна од кључних карика у процесу производње ваљкастих ланаца, а контрола температуре током заваривања има виталан утицај на деформацију ваљкастих ланаца. Овај чланак ће детаљно истражити механизам утицаја контроле температуре на деформацију током заваривања ваљкастих ланаца, уобичајене типове деформација и њихове мере контроле, са циљем да пружи техничке референце произвођачима ваљкастих ланаца, а такође и да пружи основу за контролу квалитета за међународне велепродајне купце.
Контрола температуре током заваривања ваљкастих ланаца
Процес заваривања је у суштини процес локалног загревања и хлађења. Код заваривања ваљкастим ланцима обично се користе електролучно заваривање, ласерско заваривање и друге технологије заваривања, а ове методе заваривања генеришу изворе топлоте високе температуре. Током заваривања, температура завара и околног подручја ће брзо расти, а затим се хладити, док је промена температуре подручја даље од завара мала. Ова неравномерна расподела температуре ће изазвати неравномерно термичко ширење и скупљање материјала, што ће довести до деформације.
Утицај температуре заваривања на својства материјала
Прекомерно висока температура заваривања може проузроковати прегревање материјала, чинећи његова зрна грубим, чиме се смањују механичка својства материјала, као што су чврстоћа и жилавост. Истовремено, претерано висока температура може такође изазвати оксидацију или карбонизацију површине материјала, што утиче на квалитет заваривања и накнадну обраду површине. Напротив, прениска температура заваривања може довести до недовољног заваривања, недовољне чврстоће завара, па чак и до дефеката као што је нестајање.
Метода контроле температуре заваривања
Да би се осигурао квалитет заваривања, температура заваривања мора бити строго контролисана. Уобичајене методе контроле укључују:
Предгревање: Предгревање делова ваљкастог ланца који се заварују пре заваривања може смањити температурни градијент током заваривања и смањити термичко напрезање.
Контрола температуре између слојева: У процесу вишеслојног заваривања, строго контролишите температуру сваког слоја након заваривања како бисте избегли прегревање или прекомерно хлађење.
Накнадна термичка обрада: Након завршетка заваривања, делови за заваривање се подвргавају одговарајућој термичкој обради, као што је жарење или нормализација, како би се елиминисао заостали напон настао током заваривања.
Врсте и узроци деформације заваривања
Деформација заваривања је неизбежна појава у процесу заваривања, посебно код релативно сложених компоненти као што су ваљкасти ланци. Према правцу и облику деформације, деформација заваривања може се поделити на следеће типове:
Уздужна и попречна деформација скупљања
Током процеса заваривања, завар и његова околна подручја се шире када се загревају, а скупљају када се хладе. Због скупљања у правцу заваривања и попречног скупљања, заварени спој ће произвести уздужну и попречну деформацију скупљања. Ова деформација је једна од најчешћих врста деформације након заваривања и обично је тешка за поправку, па је потребно контролисати је прецизним обрађивањем и резервисаним дозволом за скупљање пре заваривања.
Деформација савијања
Деформација савијања је узрокована уздужним и попречним скупљањем завара. Ако је расподела завара на компоненти асиметрична или је редослед заваривања неразуман, заварени спој се може савити након хлађења.
Угаона деформација
Угаона деформација је узрокована асиметричним обликом попречног пресека завара или неразумним слојевима завара. На пример, код Т-спојног заваривања, скупљање на једној страни завара може проузроковати да раван завара створи попречну деформацију скупљања око завара у правцу дебљине.
Деформација таласа
Таласна деформација се обично јавља код заваривања танких плочастих структура. Када је заварени спој нестабилан под компресивним напоном унутрашњег напрезања заваривања, може изгледати таласасто након заваривања. Ова деформација је чешћа код заваривања танких плочастих компоненти ваљкастих ланаца.
Механизам утицаја контроле температуре на деформацију заваривања
Утицај контроле температуре у процесу заваривања на деформацију заваривања углавном се огледа у следећим аспектима:
Термичко ширење и скупљање
Током заваривања, температура завара и околних подручја расте, а материјал се шири. Када је заваривање завршено, ова подручја се хладе и скупљају, док је промена температуре подручја далеко од завара мала, а и скупљање је мало. Ово неравномерно термичко ширење и скупљање ће узроковати деформацију завара. Контролисањем температуре заваривања, ова неравномерност се може смањити, чиме се смањује степен деформације.
Термички стрес
Неравномерна расподела температуре током заваривања произвешће термички напон. Термички напон је један од главних узрока деформације заваривања. Када је температура заваривања превисока или је брзина хлађења пребрза, термички напон ће се значајно повећати, што ће резултирати већом деформацијом.
Заостали напон
Након завршетка заваривања, унутар завареног споја остаће одређена количина напрезања, која се назива заостали напон. Заостали напон је један од инхерентних фактора деформације заваривања. Разумном контролом температуре може се смањити стварање заосталог напона, чиме се смањује деформација заваривања.
Контролне мере за деформацију заваривања
Да би се смањила деформација заваривања, поред строге контроле температуре заваривања, могу се предузети и следеће мере:
Разуман дизајн секвенце заваривања
Редослед заваривања има велики утицај на деформацију заваривања. Разуман редослед заваривања може ефикасно смањити деформацију заваривања. На пример, за дугачке заварене спојеве, може се користити метод сегментираног заваривања са задње стране или метод заваривања са прескоком како би се смањило акумулирање топлоте и деформација током заваривања.
Метода круте фиксације
Током процеса заваривања, метод круте фиксације може се користити за ограничавање деформације завареног дела. На пример, стезаљка или носач се користе за фиксирање завареног дела на месту тако да се не деформише лако током заваривања.
Метода против деформације
Метода против деформације је да се на заварени спој унапред примени деформација супротна деформацији заваривања како би се надокнадила деформација настала током заваривања. Ова метода захтева прецизну процену и подешавање према закону и степену деформације заваривања.
Обрада након заваривања
Након заваривања, заварени спој може бити правилно накнадно обрађен, као што је куцање чекићем, вибрација или термичка обрада, како би се елиминисали заостали напони и деформације настали током заваривања.
Анализа случаја: контрола температуре и контрола деформације заваривања ваљкастих ланаца
Следи стварни случај који показује како побољшати квалитет заваривања ваљкастих ланаца контролом температуре и мерама контроле деформације.
Позадина
Компанија за производњу ваљкастих ланаца производи серију ваљкастих ланаца за транспортне системе, захтевајући висок квалитет заваривања и малу деформацију заваривања. У раној производњи, због неправилне контроле температуре заваривања, неки ваљкасти ланци су били савијени и деформисани под углом, што је утицало на квалитет и век трајања производа.
Решење
Оптимизација контроле температуре:
Пре заваривања, ваљкасти ланац који се заварује се претходно загрева, а температура претходног загревања се одређује на 150 ℃ према коефицијенту термичког ширења материјала и захтевима процеса заваривања.
Током процеса заваривања, струја заваривања и брзина заваривања се строго контролишу како би се осигурало да је температура заваривања у одговарајућем опсегу.
Након заваривања, део за заваривање се накнадно термички обрађује и усваја се процес жарења. Температура се контролише на 650℃, а време изолације је одређено на 1 сат у зависности од дебљине ваљкастог ланца.
Мере контроле деформације:
За заваривање се користи метод сегментираног заваривања са задње стране, а дужина сваког дела заваривања је контролисана унутар 100 мм како би се смањило накупљање топлоте током заваривања.
Током процеса заваривања, ланац ваљка је фиксиран на месту стезаљком како би се спречила деформација заваривања.
Након заваривања, део за заваривање се чекиће како би се елиминисао заостали напон настао током заваривања.
Резултат
Захваљујући горе наведеним мерама, квалитет заваривања ваљкастог ланца је значајно побољшан. Деформација заваривања је ефикасно контролисана, а појава деформације савијања и угаоне деформације је смањена за више од 80%. Истовремено, чврстоћа и жилавост заварених делова су загарантоване, а век трајања производа је продужен за 30%.
Закључак
Утицај контроле температуре на деформацију током заваривања ваљкастих ланаца је вишеструк. Разумном контролом температуре заваривања, деформација заваривања може се ефикасно смањити, а квалитет заваривања побољшати. Истовремено, у комбинацији са разумним редоследом заваривања, методом чврстог фиксирања, методом спречавања деформације и мерама третмана након заваривања, ефекат заваривања ваљкастог ланца може се додатно оптимизовати.
Време објаве: 09.07.2025.