Silindir zincir kaynağı sırasında sıcaklık kontrolünün deformasyon üzerindeki etkisi

Silindir zincir kaynağı sırasında sıcaklık kontrolünün deformasyon üzerindeki etkisi

giriiş
Modern sanayide,makara zinciriMakaralı zincirler, iletim ve taşıma sistemlerinde yaygın olarak kullanılan mekanik bir bileşendir. Kalitesi ve performansı, mekanik ekipmanın çalışma verimliliğini ve güvenilirliğini doğrudan etkiler. Kaynak, makaralı zincirlerin üretim sürecindeki kilit aşamalardan biridir ve kaynak sırasında sıcaklık kontrolü, makaralı zincirlerin deformasyonunu önemli ölçüde etkiler. Bu makale, makaralı zincir kaynak işlemi sırasında sıcaklık kontrolünün deformasyon üzerindeki etki mekanizmasını, yaygın deformasyon türlerini ve kontrol önlemlerini derinlemesine inceleyerek, makaralı zincir üreticileri için teknik referanslar sağlamayı ve uluslararası toptan alıcılar için kalite kontrolüne temel oluşturmayı amaçlamaktadır.

Makaralı zincir kaynağı sırasında sıcaklık kontrolü
Kaynak işlemi esasen yerel ısıtma ve soğutma işlemidir. Makaralı zincir kaynağı, ark kaynağı, lazer kaynağı ve diğer kaynak teknolojileri genellikle kullanılır ve bu kaynak yöntemleri yüksek sıcaklıkta ısı kaynakları oluşturur. Kaynak sırasında, kaynak bölgesinin ve çevresindeki alanın sıcaklığı hızla yükselir ve ardından soğur; kaynak bölgesinden uzak alanın sıcaklık değişimi ise azdır. Bu düzensiz sıcaklık dağılımı, malzemenin düzensiz termal genleşmesine ve büzülmesine neden olarak deformasyona yol açar.
Kaynak sıcaklığının malzeme özelliklerine etkisi
Aşırı yüksek kaynak sıcaklığı, malzemenin aşırı ısınmasına, tanelerinin irileşmesine ve böylece mukavemet ve tokluk gibi mekanik özelliklerinin azalmasına neden olabilir. Aynı zamanda, aşırı yüksek sıcaklık, malzeme yüzeyinin oksidasyonuna veya karbonlaşmasına da yol açarak kaynak kalitesini ve sonraki yüzey işlemlerini etkileyebilir. Aksine, çok düşük kaynak sıcaklığı yetersiz kaynak, yetersiz kaynak mukavemeti ve hatta kaynaşmama gibi kusurlara yol açabilir.

Kaynak sıcaklığının kontrol yöntemi
Kaynak kalitesini sağlamak için kaynak sıcaklığı kesinlikle kontrol edilmelidir. Yaygın kontrol yöntemleri şunlardır:
Ön ısıtma: Kaynak işleminden önce makaralı zincirin kaynak yapılacak parçalarının önceden ısıtılması, kaynak sırasında sıcaklık farkını ve termal gerilimi azaltabilir.
Katmanlar arası sıcaklık kontrolü: Çok katmanlı kaynak işleminde, aşırı ısınmayı veya aşırı soğumayı önlemek için kaynak işleminden sonra her katmanın sıcaklığını sıkı bir şekilde kontrol edin.
Kaynak sonrası ısıl işlem: Kaynak işlemi tamamlandıktan sonra, kaynak sırasında oluşan artık gerilimi gidermek için kaynak parçaları tavlama veya normalleştirme gibi uygun bir ısıl işleme tabi tutulur.

Kaynak deformasyonunun türleri ve nedenleri
Kaynak deformasyonu, özellikle makaralı zincirler gibi nispeten karmaşık bileşenlerde, kaynak işleminde kaçınılmaz bir olgudur. Deformasyonun yönüne ve şekline göre, kaynak deformasyonu aşağıdaki tiplere ayrılabilir:
Boyuna ve enine büzülme deformasyonu
Kaynak işlemi sırasında, kaynak bölgesi ve çevresi ısıtıldığında genleşir ve soğutulduğunda büzülür. Kaynak yönündeki büzülme ve enine büzülme nedeniyle, kaynak parçası boyuna ve enine büzülme deformasyonuna uğrar. Bu deformasyon, kaynak sonrası en yaygın deformasyon türlerinden biridir ve genellikle onarılması zordur; bu nedenle, kaynak öncesinde hassas kesim ve büzülme payı bırakılarak kontrol edilmesi gerekir.
Eğilme deformasyonu
Eğilme deformasyonu, kaynağın boyuna ve enine büzülmesinden kaynaklanır. Kaynak bölgesinin bileşen üzerindeki dağılımı asimetrikse veya kaynak sırası mantıksızsa, kaynaklı parça soğuduktan sonra eğilebilir.
Açısal deformasyon
Açısal deformasyon, kaynağın asimetrik kesit şeklinden veya mantıksız kaynak katmanlarından kaynaklanır. Örneğin, T-birleştirme kaynağında, kaynağın bir tarafındaki büzülme, kaynak düzleminde kalınlık yönünde kaynak çevresinde enine büzülme deformasyonuna neden olabilir.
Dalga deformasyonu
Dalgalanma deformasyonu genellikle ince levha yapıların kaynaklanmasında meydana gelir. Kaynak iç geriliminin basınç gerilimi altında kaynaklı parça kararsız hale geldiğinde, kaynak sonrasında dalgalı bir görünüm alabilir. Bu deformasyon, makaralı zincirlerin ince levha bileşenlerinin kaynaklanmasında daha yaygındır.

Sıcaklık kontrolünün kaynak deformasyonuna olan etki mekanizması
Kaynak işleminde sıcaklık kontrolünün kaynak deformasyonuna etkisi esas olarak aşağıdaki yönlerde kendini gösterir:
Isıl genleşme ve büzülme
Kaynak işlemi sırasında, kaynak bölgesinin ve çevresindeki alanların sıcaklığı yükselir ve malzeme genleşir. Kaynak işlemi tamamlandığında, bu alanlar soğur ve büzülürken, kaynak bölgesinden uzaktaki alanın sıcaklık değişimi ve büzülmesi azdır. Bu dengesiz termal genleşme ve büzülme, kaynak parçasının deforme olmasına neden olur. Kaynak sıcaklığının kontrol edilmesiyle bu dengesizlik azaltılabilir ve böylece deformasyon derecesi düşürülebilir.
Termal stres
Kaynak işlemi sırasında düzensiz sıcaklık dağılımı termal gerilime neden olur. Termal gerilim, kaynak deformasyonunun başlıca nedenlerinden biridir. Kaynak sıcaklığı çok yüksek olduğunda veya soğutma hızı çok hızlı olduğunda, termal gerilim önemli ölçüde artar ve daha büyük deformasyona yol açar.
Artık stres
Kaynak işlemi tamamlandıktan sonra, kaynak bölgesinde belirli bir miktarda gerilim kalır; buna artık gerilim denir. Artık gerilim, kaynak deformasyonunun doğal faktörlerinden biridir. Makul sıcaklık kontrolü ile artık gerilimin oluşumu azaltılabilir ve böylece kaynak deformasyonu da azaltılabilir.

Kaynak deformasyonuna yönelik kontrol önlemleri
Kaynak deformasyonunu azaltmak için, kaynak sıcaklığının sıkı bir şekilde kontrol edilmesinin yanı sıra, aşağıdaki önlemler de alınabilir:
Kaynak sırasının makul tasarımı
Kaynak sırası, kaynak deformasyonunu büyük ölçüde etkiler. Makul bir kaynak sırası, kaynak deformasyonunu etkili bir şekilde azaltabilir. Örneğin, uzun kaynaklar için, kaynak sırasında ısı birikimini ve deformasyonu azaltmak amacıyla parçalı geri kaynak yöntemi veya atlamalı kaynak yöntemi kullanılabilir.
Sert sabitleme yöntemi
Kaynak işlemi sırasında, kaynak parçasının deformasyonunu sınırlamak için rijit sabitleme yöntemi kullanılabilir. Örneğin, kaynak sırasında kolayca deforme olmaması için kaynak parçasını yerinde sabitlemek amacıyla bir kelepçe veya destek kullanılır.
Deformasyon önleyici yöntem
Kaynak deformasyonunu önleme yöntemi, kaynak sırasında oluşan deformasyonu dengelemek için kaynak parçasına önceden kaynak deformasyonunun tersi yönde bir deformasyon uygulamaktır. Bu yöntem, kaynak deformasyonunun kanununa ve derecesine göre doğru tahmin ve ayarlama gerektirir.
Kaynak sonrası işlem
Kaynak işleminden sonra, kaynak sırasında oluşan artık gerilimi ve deformasyonu gidermek için kaynak parçasına çekiçleme, titreşim veya ısıl işlem gibi uygun son işlemler uygulanabilir.

Vaka analizi: Makaralı zincir kaynak sıcaklığı kontrolü ve deformasyon kontrolü
Aşağıda, sıcaklık kontrolü ve deformasyon kontrolü önlemleriyle makaralı zincirlerin kaynak kalitesinin nasıl iyileştirilebileceğini gösteren gerçek bir örnek verilmiştir.
Arka plan
Bir makaralı zincir imalat şirketi, taşıma sistemleri için yüksek kaynak kalitesi ve düşük kaynak deformasyonu gerektiren bir parti makaralı zincir üretmektedir. Üretimin ilk aşamalarında, kaynak sıcaklığının uygunsuz kontrolü nedeniyle bazı makaralı zincirler açılı olarak bükülmüş ve deforme olmuş, bu da ürünün kalitesini ve kullanım ömrünü etkilemiştir.

Çözüm
Sıcaklık kontrolü optimizasyonu:
Kaynak işleminden önce, kaynak yapılacak makaralı zincir önceden ısıtılır ve ön ısıtma sıcaklığı, malzemenin termal genleşme katsayısı ve kaynak işlemi gerekliliklerine göre 150℃ olarak belirlenir.
Kaynak işlemi sırasında, kaynak sıcaklığının uygun aralıkta kalmasını sağlamak için kaynak akımı ve kaynak hızı sıkı bir şekilde kontrol edilir.
Kaynak işleminden sonra, kaynak yapılan bölgeye ısıl işlem uygulanır ve tavlama işlemi yapılır. Sıcaklık 650℃'de sabit tutulur ve yalıtım süresi, makara zincirinin kalınlığına göre 1 saat olarak belirlenir.
Deformasyon kontrol önlemleri:
Kaynak işleminde parçalı arka kaynak yöntemi kullanılır ve kaynak sırasında ısı birikimini azaltmak için her bir kaynak bölümünün uzunluğu 100 mm içinde kontrol edilir.
Kaynak işlemi sırasında, kaynak deformasyonunu önlemek için makaralı zincir bir kelepçe ile sabitlenir.
Kaynak işleminden sonra, kaynak sırasında oluşan artık gerilimi gidermek için kaynak yapılan bölgeye çekiçle vurulur.

Sonuç
Yukarıdaki önlemler sayesinde, makaralı zincirin kaynak kalitesi önemli ölçüde iyileştirilmiştir. Kaynak deformasyonu etkin bir şekilde kontrol altına alınmış ve eğilme deformasyonu ile açısal deformasyonun görülme sıklığı %80'den fazla azaltılmıştır. Aynı zamanda, kaynak parçalarının mukavemeti ve tokluğu garanti altına alınmış ve ürünün kullanım ömrü %30 uzatılmıştır.
Çözüm
Makaralı zincir kaynağı sırasında sıcaklık kontrolünün deformasyon üzerindeki etkisi çok yönlüdür. Kaynak sıcaklığının makul bir şekilde kontrol edilmesiyle, kaynak deformasyonu etkili bir şekilde azaltılabilir ve kaynak kalitesi iyileştirilebilir. Aynı zamanda, makul kaynak sırası, sağlam sabitleme yöntemi, deformasyon önleme yöntemi ve kaynak sonrası işlem önlemleriyle birlikte, makaralı zincirin kaynak etkisi daha da optimize edilebilir.