Деформација заваривања ваљкастих ланаца: Узроци, последице и решења
I. Увод
У процесу производње ваљкастих ланаца, деформација заваривања је чест технички проблем. За независне станице за ваљкасте ланце које се суочавају са међународним велепродајним купцима, од великог је значаја детаљно истражити ово питање. Међународни купци имају строге захтеве у погледу квалитета производа и прецизности. Морају да осигурају да ваљкасти ланци које купују могу да одрже одличне перформансе и поуздан квалитет у различитим сценаријима примене. Савладавање релевантног знања о деформацији заваривања ваљкастих ланаца помоћи ће у побољшању квалитета производа, повећању конкурентности на међународном тржишту, задовољавању потреба купаца и проширењу пословања у иностранству.
II. Дефиниција и узроци деформације заваривања ваљкастих ланаца
(I) Дефиниција
Деформација заваривања односи се на појаву одступања облика и величине ваљкастог ланца од захтева дизајна због неравномерног ширења и скупљања завара и околних металних материјала током процеса заваривања ваљкастог ланца услед локалног загревања на високој температури и накнадног хлађења. Ова деформација ће утицати на укупне перформансе и ефекат употребе ваљкастог ланца.
(II) Узроци
Термички утицај
Током заваривања, висока температура коју ствара лук узрокује брзо загревање метала у завареном споју и околном подручју, а физичка својства материјала се значајно мењају. Као што су смањена граница течења, повећан коефицијент термичког ширења итд. Метали у различитим деловима се загревају неравномерно, шире се у различитим степенима и синхроно се скупљају након хлађења, што резултира напрезањем и деформацијом заваривања. На пример, код заваривања ланчаних плоча ваљкастог ланца, подручје близу завара се више загрева и више се шири, док се подручје далеко од завара мање загрева и мање се шири, што ће довести до деформације након хлађења.
Неразуман распоред заваривања
Ако је распоред завара асиметричан или неравномерно распоређен, топлота ће бити концентрисана у једном правцу или локалном подручју током процеса заваривања, што ће узроковати да структура носи неравномерно термичко напрезање, што ће изазвати деформацију. На пример, завари у неким деловима ваљкастог ланца су густи, док су завари у другим деловима ретки, што може лако изазвати неравномерну деформацију након заваривања.
Неправилан редослед заваривања
Нерационалан редослед заваривања ће узроковати неравномерни унос топлоте при заваривању. Када се први заварени део охлади и скупи, то ће ограничити касније заварени део, што ће резултирати већим напоном и деформацијом заваривања. На пример, код заваривања ваљкастих ланаца са више завара, ако се прво заваре завари у подручју концентрације напона, накнадно заваривање завара на другим деловима ће произвести већу деформацију.
Недовољна крутост плоче
Када је плоча ваљкастог ланца танка или је укупна крутост ниска, способност отпора деформацијама при заваривању је слаба. Под дејством термичког напрезања при заваривању, склоне су деформацијама попут савијања и увијања. На пример, неке танке плоче које се користе у лаким ваљкастим ланцима се лако деформишу ако нису правилно подупрте и фиксиране током процеса заваривања.
Неразумни параметри процеса заваривања
Неправилно подешавање параметара процеса као што су струја заваривања, напон и брзина заваривања утицаће на унос топлоте при заваривању. Прекомерна струја и напон ће изазвати прекомерно загревање и повећати деформацију заваривања; док ће преспора брзина заваривања такође узроковати локалну концентрацију топлоте, погоршавајући деформацију. На пример, коришћење превелике струје заваривања за заваривање ваљкастог ланца ће узроковати прегревање завара и околног метала, а деформација ће бити озбиљна након хлађења.
III. Утицај деформације заваривања ваљкастих ланаца
(I) Утицај на перформансе ваљкастог ланца
Смањени век трајања од замора
Деформација заваривања ће изазвати заостале напоне унутар ваљкастог ланца. Ови заостали напони се суперпонирају на радни напон којем је ваљкасти ланац изложен током употребе, убрзавајући оштећење материјала услед замора. Век трајања ваљкастог ланца у нормалним условима употребе је скраћен, а проблеми попут ломљења плоче ланца и отпадања ваљка су склони појави, што утиче на његову поузданост и безбедност.
Смањена носивост
Након деформације, геометрија и величина кључних делова ваљкастог ланца, као што су плоча ланца и осовина клина, мењају се, а расподела напона је неравномерна. Приликом оптерећења, склона је концентрацији напона, што смањује укупну носивост ваљкастог ланца. То може довести до превременог отказа ваљкастог ланца током рада и немогућности испуњавања носивости коју захтева дизајн.
Утицај на тачност ланчаног преноса
Када се ваљкасти ланац користи у систему преноса, деформација заваривања ће смањити тачност подударања између карика ланца, а спој између ланца и ланчаника ће бити нетачан. То ће довести до смањене стабилности и тачности ланчаног преноса, буке, вибрација и других проблема, што ће утицати на перформансе и век трајања целог система преноса.
(II) Утицај на производњу
Повећани трошкови производње
Након деформације заваривања, ваљкасти ланац је потребно исправити, поправити итд., што додаје додатне процесе и трошкове радне снаге и материјала. Истовремено, јако деформисани ваљкасти ланци могу бити директно одбачени, што доводи до расипања сировина и повећања трошкова производње.
Смањена ефикасност производње
Пошто деформисани ваљкасти ланац треба обрађивати, то ће неизбежно утицати на напредак производње и смањити ефикасност производње. Штавише, постојање проблема са деформацијом заваривања може довести до повећања стопе неисправних производа током производног процеса, што захтева честе прекиде рада ради решавања проблема, што додатно утиче на ефикасност производње.
Утицај на доследност квалитета производа
Деформацију заваривања је тешко контролисати, што резултира неуједначеним квалитетом и лошом конзистентношћу произведених ваљкастих ланаца. Ово не доприноси обезбеђивању квалитета производа и имиџа бренда за компаније које производе ваљкасте ланце у великим размерама, а такође је тешко испунити захтеве међународних велепродајних купаца за стабилношћу квалитета производа.
IV. Методе контроле деформације заваривања ваљкастих ланаца
(I) Дизајн
Оптимизујте распоред завара
У фази пројектовања ваљкастог ланца, завари треба да буду распоређени што је више могуће симетрично, а број и положај завара треба да буду разумно распоређени. Избегавајте прекомерну концентрацију или асиметрију завара како бисте смањили неравномерну расподелу топлоте током заваривања и смањили напрезање и деформацију заваривања. На пример, симетрични дизајн ланчане плоче се користи за равномерну расподелу завара на обе стране ланчане плоче, што може ефикасно смањити деформацију заваривања.
Изаберите одговарајући облик жлеба
У складу са структуром и материјалом ваљкастог ланца, разумно изаберите облик и величину жлеба. Одговарајући жлеб може смањити количину испуњења металом завара, смањити унос топлоте заваривања и тиме смањити деформацију заваривања. На пример, за дебље плоче ваљкастог ланца, жлебови у облику слова V или жлебови у облику слова U могу ефикасно контролисати деформацију заваривања.
Повећајте структурну крутост
Да би се испунили захтеви за употребу ваљкастих ланаца, потребно је на одговарајући начин повећати дебљину или површину попречног пресека компоненти као што су ланчане плоче и ваљци како би се побољшала крутост конструкције. Побољшати њену способност да се одупре деформацијама заваривања. На пример, додавање ојачавајућих ребара лако деформишућим деловима може ефикасно смањити деформације заваривања.
(II) Процес заваривања
Користите одговарајуће методе заваривања
Различите методе заваривања генеришу различите степене топлоте и деформације заваривања. За заваривање ваљкастих ланаца могу се одабрати методе заваривања концентрисане топлоте и лако контролисане методе заваривања, као што су заваривање у заштитној гасној струји и ласерско заваривање. Заваривање у заштитној гасној струји може ефикасно смањити утицај ваздуха на подручје заваривања и осигурати квалитет заваривања. Истовремено, топлота је релативно концентрисана, што може смањити деформацију заваривања; ласерско заваривање има већу густину енергије, велику брзину заваривања, малу зону утицаја топлоте и може значајно смањити деформацију заваривања.
Оптимизујте параметре заваривања
У складу са материјалом, дебљином, структуром и другим факторима ваљкастог ланца, разумно подесите параметре процеса као што су струја заваривања, напон и брзина заваривања. Избегавајте прекомерни или недовољни унос топлоте због неправилног подешавања параметара и контролишите деформацију заваривања. На пример, за тање плоче ваљкастог ланца, користите мању струју заваривања и већу брзину заваривања како бисте смањили унос топлоте и смањили деформацију заваривања.
Рационално распоредите редослед заваривања
Користите разуман редослед заваривања како бисте равномерно распоредили топлоту заваривања и смањили напрезање и деформацију заваривања. На пример, за ваљкасте ланце са вишеструким заварима, користите симетрично заваривање, сегментно заваривање и друге редоследе, прво заварите делове са мањим напоном, а затим заварите делове са већим напоном, што може ефикасно контролисати деформацију заваривања.
Користите мере претходног загревања и спорог хлађења
Предгревање ваљкастог ланца пре заваривања може смањити температурни градијент завареног споја и смањити термички напон током заваривања. Споро хлађење или одговарајућа термичка обрада након заваривања могу елиминисати део заосталог напона заваривања и смањити деформацију заваривања. Температура предгревања и метод спорог хлађења треба да се одреде према материјалу и захтевима процеса заваривања ваљкастог ланца.
(III) Прибор за алате
Користите чврсте елементе за причвршћивање
Током процеса заваривања ваљкастим ланцем, крути причвршћивачи се користе за чврсто фиксирање завареног дела у одговарајућем положају како би се ограничила његова деформација током заваривања. На пример, користите стезаљку за фиксирање ланчаних плоча, ваљака и других делова ваљкастог ланца на платформи за заваривање како бисте осигурали стабилност и тачност завара током заваривања и смањили деформацију заваривања.
Користите позиционо заваривање
Пре формалног заваривања, извршите позиционо заваривање како бисте привремено фиксирали различите делове завара у исправном положају. Дужина завара и размак позиционог завара треба да буду разумно подешени како би се осигурала стабилност завара током процеса заваривања. Материјали за заваривање и параметри процеса који се користе за позиционо заваривање треба да буду у складу са онима за формално заваривање како би се осигурао квалитет и чврстоћа позиционог завара.
Примена уређаја за заваривање са воденим хлађењем
За неке ваљкасте ланце са високим захтевима за деформацију заваривања, могу се користити уређаји за заваривање са воденим хлађењем. Током процеса заваривања, уређај одводи топлоту кроз циркулишућу воду, смањује температуру завара и смањује деформацију заваривања. На пример, приликом заваривања кључних делова ваљкастог ланца, употреба уређаја са воденим хлађењем може ефикасно контролисати деформацију заваривања.
V. Анализа случаја
Узмимо за пример компанију за производњу ваљкастих ланаца. Када је компанија произвела серију висококвалитетних ваљкастих ланаца за извоз на међународно тржиште, наишла је на озбиљне проблеме са деформацијом заваривања, што је резултирало ниском стопом квалификације производа, повећаним трошковима производње, кашњењем у испоруци и суочила се са ризиком од жалби међународних купаца и отказивања поруџбина.
Да би решила овај проблем, компанија је прво кренула од аспекта дизајна, оптимизовала распоред завара како би завар био симетричнији и разумнији; истовремено, одабрала је одговарајући облик жлеба како би смањила количину испуњења металом завара. Што се тиче технологије заваривања, компанија је усвојила напредне методе заваривања у заштитној гасовој индустрији, оптимизовала параметре заваривања и разумно распоредила редослед заваривања у складу са материјалним и структурним карактеристикама ваљкастог ланца. Поред тога, направљени су специјални крути причвршћивачи и причвршћивачи за заваривање са воденим хлађењем како би се осигурала стабилност током заваривања и смањиле деформације при заваривању.
Након што је спроведен низ мера, деформација заваривања ваљкастог ланца је ефикасно контролисана, стопа квалификације производа је повећана са првобитних 60% на више од 95%, трошкови производње су смањени за 30%, а задатак испоруке међународних поруџбина је завршен на време, чиме је задобијено задовољство и поверење купаца и додатно учвршћена позиција на међународном тржишту.
VI. Закључак
Деформација заваривања ваљкастих ланаца је сложен, али решив проблем. Дубоким разумевањем његових узрока и последица и применом ефикасних метода контроле, деформација заваривања може се значајно смањити, квалитет производа и перформансе ваљкастих ланаца могу се побољшати, а могу се испунити и строги захтеви међународних велепродајних купаца. Приликом изградње и рада независних станица за ваљкасте ланце, предузећа треба да обрате пажњу на проблем деформације заваривања, континуирано оптимизују производне процесе и технологије, побољшавају међународну конкурентност производа и проширују удео на прекоморском тржишту.
У будућем развоју, са континуираним напретком технологије заваривања и применом нових материјала, очекује се да ће проблем деформације ваљкастих ланаца при заваривању бити боље решен. Истовремено, предузећа би требало да ојачају сарадњу и размену са међународним купцима и научноистраживачким институцијама, да буду у току са најновијим трендовима у индустрији и захтевима тржишта, да промовишу технолошке иновације и развој производа ваљкастих ланаца и да обезбеде више квалитетних, ефикасних и поузданих производа ваљкастих ланаца за глобално тржиште.
Време објаве: 21. мај 2025.