Kaynak işleminden sonra makaralı zincirdeki artık gerilimi nasıl azaltabiliriz?

Kaynak işleminden sonra makaralı zincirdeki artık gerilimi nasıl azaltabiliriz?
Makaralı zincirlerin üretim ve imalat sürecinde kaynaklama önemli bir işlemdir. Ancak, kaynaklamadan sonra makaralı zincirlerde genellikle artık gerilim oluşur. Bu gerilimi azaltmak için etkili önlemler alınmazsa, zincirin kalitesi ve performansı üzerinde birçok olumsuz etkiye sahip olacaktır.makara zinciriÖrneğin, yorulma dayanımını azaltarak deformasyona ve hatta kırılmaya neden olabilir; bu da çeşitli mekanik ekipmanlarda makaralı zincirin normal kullanımını ve ömrünü etkiler. Bu nedenle, makaralı zincir kaynak işleminde artık gerilimi azaltma yöntemlerini derinlemesine incelemek ve öğrenmek çok önemlidir.

1. Artık gerilmenin nedenleri
Kaynak işlemi sırasında, makaralı zincirin kaynak yapılan kısmı düzensiz ısınma ve soğumaya maruz kalır. Kaynak sırasında, kaynak bölgesinin ve çevresindeki alanın sıcaklığı hızla yükselir ve metal malzeme genleşir; soğuma sürecinde ise bu bölgelerdeki metal büzülmesi, çevredeki ısınmamış metal tarafından sınırlandırılır ve böylece kaynak artık gerilimi oluşur.
Kaynak işlemi sırasındaki kısıtlama koşulları, artık gerilmenin boyutunu ve dağılımını da etkileyecektir. Kaynak sırasında makaralı zincir yüksek derecede kısıtlanırsa, yani sabitlenme veya sınırlı deformasyon derecesi büyükse, kaynak sonrası soğuma sürecinde, serbestçe büzülememe nedeniyle oluşan artık gerilme de buna bağlı olarak artacaktır.
Metal malzemenin kendi özelliklerinin de göz ardı edilemeyeceği unutulmamalıdır. Farklı malzemelerin farklı termal, fiziksel ve mekanik özellikleri vardır; bu da kaynak sırasında malzemelerin farklı termal genleşme, büzülme ve akma dayanımına yol açarak artık gerilme oluşumunu etkiler. Örneğin, bazı yüksek mukavemetli alaşımlı çelikler yüksek akma dayanımına sahiptir ve kaynak sırasında büyük artık gerilme oluşturma eğilimindedir.

2. Makaralı zincir kaynaklarında artık gerilimi azaltma yöntemleri

(I) Kaynak işlemini optimize edin

Kaynak sırasını mantıklı bir şekilde düzenleyin: Makaralı zincir kaynağında, büyük büzülme gösteren kaynaklar önce, küçük büzülme gösteren kaynaklar ise sonra kaynaklanmalıdır. Bu, kaynak sırasında kaynağın daha serbestçe büzülmesini sağlayarak, kaynağın kısıtlı büzülmesinden kaynaklanan artık gerilimi azaltır. Örneğin, bir makaralı zincirin iç ve dış zincir plakalarını kaynaklarken, önce iç zincir plakası kaynaklanır ve daha sonra soğuduktan sonra dış zincir plakası kaynaklanır; böylece iç zincir plakasının kaynağı, büzülme sırasında dış zincir plakası tarafından çok fazla kısıtlanmaz.

Uygun kaynak yöntemleri ve parametreleri kullanın: Farklı kaynak yöntemleri, makaralı zincirlerde farklı artık gerilmelere neden olur. Örneğin, gaz korumalı kaynak, yoğunlaştırılmış ark ısısı ve yüksek termal verimliliği sayesinde bazı geleneksel kaynak yöntemlerine kıyasla ısıdan etkilenen bölgeyi belirli ölçüde azaltabilir ve böylece artık gerilmeyi düşürebilir. Aynı zamanda, kaynak akımı, voltaj ve kaynak hızı gibi parametrelerin makul bir şekilde seçilmesi de çok önemlidir. Aşırı kaynak akımı, aşırı kaynak penetrasyonuna ve aşırı ısı girdisine yol açarak kaynak ekleminin aşırı ısınmasına ve artık gerilmenin artmasına neden olur; uygun kaynak parametreleri ise kaynak işlemini daha kararlı hale getirebilir, kaynak hatalarını azaltabilir ve böylece artık gerilmeyi düşürebilir.
Katmanlar arası sıcaklığın kontrolü: Çok katmanlı ve çok geçişli kaynak işlemlerinde, katmanlar arası sıcaklığın kontrolü artık gerilimi azaltmak için etkili bir önlemdir. Uygun katmanlar arası sıcaklık, kaynak işlemi sırasında kaynak metalinin ve ısıdan etkilenen bölgenin iyi bir plastiklik içinde kalmasını sağlar; bu da kaynağın büzülmesine ve gerilimin giderilmesine yardımcı olur. Genellikle, katmanlar arası sıcaklık, makaralı zincirde kullanılan malzemelerin özelliklerine ve kaynak işlemi gereksinimlerine göre belirlenmeli ve kaynak işlemi sırasında sıcaklık ölçülerek kontrol edilmeli, böylece katmanlar arası sıcaklığın uygun aralıkta olması sağlanmalıdır.
(II) Uygun kaynak ön ısıtma ve son ısıtma önlemleri alınmalıdır.
Ön Isıtma: Makaralı zincirin kaynaklanmasından önce, kaynak yapılacak bölgenin ön ısıtılması, kaynak artık gerilimini etkili bir şekilde azaltabilir. Ön ısıtma, kaynak ekleminin sıcaklık farkını azaltabilir ve kaynak sırasında kaynak yapılacak bölgenin sıcaklık dağılımını daha homojen hale getirerek, sıcaklık gradyanından kaynaklanan termal gerilimi azaltabilir. Ayrıca, ön ısıtma kaynak yapılacak bölgenin başlangıç ​​sıcaklığını artırabilir, kaynak metali ile ana malzeme arasındaki sıcaklık farkını azaltabilir, kaynaklı eklemin performansını iyileştirebilir, kaynak kusurlarının oluşumunu azaltabilir ve böylece artık gerilimi azaltabilir. Ön ısıtma sıcaklığının belirlenmesi, makaralı zincir malzemesinin bileşimine, kalınlığına, kaynak yöntemine ve ortam sıcaklığına bağlı olmalıdır.
Kaynak sonrası ısıl işlem: Kaynak sonrası ısıl işlem, yani hidrojen giderme işlemi, makaralı zincir kaynağındaki artık gerilimi azaltmanın önemli yollarından biridir. Kaynak sonrası ısıl işlem genellikle kaynak işlemi tamamlandıktan hemen sonra kaynak bölgesini yaklaşık 250-350℃'ye kadar ısıtıp belirli bir sıcaklığa kadar soğutmayı ve ardından belirli bir süre sıcak tuttuktan sonra yavaşça soğutmayı içerir. Kaynak sonrası ısıl işlemin temel işlevi, kaynak ve ısıdan etkilenen bölgedeki hidrojen atomlarının difüzyonunu ve kaçışını hızlandırmak, kaynak bölgesindeki hidrojen içeriğini azaltmak, böylece hidrojen kaynaklı gerilim korozyonu çatlaması olasılığını azaltmak ve ayrıca kaynak artık gerilimini gidermeye yardımcı olmaktır. Kaynak sonrası ısıl işlem, bazı yüksek mukavemetli çeliklerin ve kalın duvarlı makaralı zincirlerin kaynağı için özellikle önemlidir.
(III) Kaynak sonrası ısıl işlem gerçekleştirin
Genel yüksek sıcaklıkta temperleme: Tüm makaralı zincir bir ısıtma fırınına yerleştirilir, yavaşça yaklaşık 600-700℃'ye kadar ısıtılır, belirli bir süre sıcak tutulur ve ardından fırınla ​​birlikte oda sıcaklığına soğutulur. Bu genel yüksek sıcaklıkta temperleme işlemi, makaralı zincirdeki artık gerilimi etkili bir şekilde ortadan kaldırabilir; genellikle artık gerilimin %80-90'ı giderilebilir. Isıl işlem etkisini ve kalitesini sağlamak için, yüksek sıcaklıkta temperlemenin sıcaklığı ve süresi, malzeme, boyut ve performans gereksinimleri gibi faktörlere göre hassas bir şekilde kontrol edilmelidir. Bununla birlikte, genel yüksek sıcaklıkta temperleme işlemi daha büyük ısıl işlem ekipmanı gerektirir ve işlem maliyeti nispeten yüksektir, ancak artık gerilim konusunda katı gereksinimleri olan bazı makaralı zincir ürünleri için artık gerilimi gidermek için ideal bir yöntemdir.
Lokal yüksek sıcaklıkta temperleme: Makaralı zincir büyük boyutlu veya karmaşık şekilli olduğunda ve genel yüksek sıcaklıkta temperleme zor olduğunda, lokal yüksek sıcaklıkta temperleme kullanılabilir. Lokal yüksek sıcaklıkta temperleme, makaralı zincirin sadece kaynak yerini ve yakınındaki lokal alanı ısıtarak bu alandaki artık gerilimi ortadan kaldırmayı amaçlar. Genel yüksek sıcaklıkta temperlemeye kıyasla, lokal yüksek sıcaklıkta temperlemenin ekipman gereksinimleri ve işlem maliyetleri nispeten daha düşüktür, ancak artık gerilimi ortadan kaldırma etkisi genel yüksek sıcaklıkta temperleme kadar kapsamlı değildir. Lokal yüksek sıcaklıkta temperleme yapılırken, yerel aşırı ısınma veya düzensiz sıcaklıktan kaynaklanan yeni gerilim yoğunlaşması veya diğer kalite sorunlarını önlemek için ısıtma alanının homojenliğine ve ısıtma sıcaklığının kontrolüne dikkat edilmelidir.
(IV) Mekanik germe yöntemi
Mekanik germe yöntemi, kaynak işleminden sonra makaralı zincire çekme kuvveti uygulayarak plastik deformasyona neden olmak ve böylece kaynak işlemi sırasında oluşan sıkıştırma kaynaklı artık deformasyonu dengeleyerek artık gerilimi azaltma amacına ulaşmaktır. Gerçek uygulamada, makaralı zincirin özelliklerine ve performans gereksinimlerine göre uygun çekme kuvveti ve germe hızı ayarlanarak makaralı zincirin eşit şekilde gerilmesi için özel germe ekipmanı kullanılabilir. Bu yöntem, hassas boyut kontrolü ve artık gerilim giderme gerektiren bazı makaralı zincir ürünlerinde iyi sonuç verir, ancak ilgili germe ekipmanına ve profesyonel operatörlere ihtiyaç duyar ve üretim yerleri ve işlem koşulları için belirli gereksinimleri vardır.
(V) Sıcaklık farkı germe yöntemi
Sıcaklık farkı germe yönteminin temel prensibi, yerel ısıtma ile oluşturulan sıcaklık farkını kullanarak kaynak bölgesinde çekme deformasyonuna neden olmak ve böylece artık gerilimi azaltmaktır. Özel işlem, kaynak teli kaynağının her iki tarafını oksiasetilen torcu ile ısıtmak ve aynı zamanda torcun arkasında belirli bir mesafeden bir sıra delikli su borusu kullanarak soğutmaktır. Bu şekilde, kaynak bölgesinin sıcaklığı düşük kalırken, kaynağın her iki tarafında yüksek sıcaklık bölgesi oluşur. Her iki taraftaki metal ısı nedeniyle genleşir ve daha düşük sıcaklıktaki kaynak bölgesini gerer, böylece kaynak artık geriliminin bir kısmını ortadan kaldırma amacı gerçekleştirilir. Sıcaklık farkı germe yönteminin ekipmanı nispeten basit ve kullanımı kolaydır. Şantiye veya üretim sahasında esnek bir şekilde uygulanabilir, ancak artık gerilimi ortadan kaldırma etkisi, ısıtma sıcaklığı, soğutma hızı ve su püskürtme mesafesi gibi parametrelerden büyük ölçüde etkilenir. Gerçek koşullara göre doğru bir şekilde kontrol edilmeli ve ayarlanmalıdır.
(VI) Titreşimle yaşlandırma tedavisi
Titreşimli yaşlandırma işlemi, titreşim mekanik enerjisinin etkisini kullanarak makaralı zincirin rezonansa girmesini sağlar, böylece iş parçasının içindeki artık gerilim homojenleştirilir ve azaltılır. Makaralı zincir özel bir titreşimli yaşlandırma ekipmanına yerleştirilir ve uyarıcının frekansı ve genliği ayarlanarak makaralı zincirin belirli bir süre içinde rezonansa girmesi sağlanır. Rezonans işlemi sırasında, makaralı zincirin içindeki metal tanecikleri kayar ve yeniden düzenlenir, mikro yapı iyileşir ve artık gerilim kademeli olarak azalır. Titreşimli yaşlandırma işlemi, basit ekipman, kısa işlem süresi, düşük maliyet, yüksek verimlilik vb. avantajlara sahiptir ve makaralı zincirin yüzey kalitesini etkilemez. Bu nedenle, makaralı zincir üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Genel olarak, titreşimli yaşlandırma işlemi, makaralı zincir kaynağının artık geriliminin yaklaşık %30-50'sini ortadan kaldırabilir. Özellikle yüksek artık gerilim gerektirmeyen bazı makaralı zincir ürünleri için, titreşimli yaşlandırma işlemi artık gerilimi ortadan kaldırmak için ekonomik ve etkili bir yöntemdir.
(VII) Çekiçleme yöntemi
Çekiçleme yöntemi, kaynak artık gerilimini azaltmak için kullanılan basit ve yaygın bir yöntemdir. Makaralı zincir kaynaklandıktan sonra, kaynak sıcaklığı 100-150℃ veya 400℃'nin üzerinde olduğunda, metalde lokal plastik deformasyona neden olmak ve böylece artık gerilimi azaltmak için kaynak bölgesine ve bitişik alanlara küçük bir çekiçle eşit şekilde vurulur. Çekiçleme işlemi sırasında, metalin bu aşamada kırılgan bir durumda olması ve çekiçlemenin kaynağın çatlamasına kolayca neden olabileceği için 200-300℃ sıcaklık aralığından kaçınılması gerektiği unutulmamalıdır. Ayrıca, çekiçleme kuvveti ve sıklığı orta düzeyde olmalı ve çekiçleme etkisinin ve kalitesinin sağlanması için makaralı zincirin kalınlığı ve kaynak boyutu gibi faktörlere göre ayarlanmalıdır. Çekiçleme yöntemi genellikle bazı küçük, basit makaralı zincir kaynakları için uygundur. Büyük veya karmaşık makaralı zincir kaynaklarında, çekiçleme yönteminin etkisi sınırlı olabilir ve diğer yöntemlerle birlikte kullanılması gerekir.

3. Uygun artık gerilme azaltma yöntemi nasıl seçilir?
Gerçek üretimde, makaralı zincirin farklı durum ve gereksinimlerine göre, uygun bir işlem yöntemi seçmek için çeşitli artık gerilim azaltma yöntemlerinin avantaj ve dezavantajları, uygulama kapsamı, maliyet ve diğer faktörleri kapsamlı bir şekilde değerlendirilmelidir. Örneğin, bazı yüksek hassasiyetli, yüksek mukavemetli, kalın duvarlı makaralı zincirler için, genel yüksek sıcaklıkta temperleme en iyi seçenek olabilir; bazı büyük partiler ve basit şekilli makaralı zincirler için ise titreşimli yaşlandırma işlemi veya çekiçleme yöntemi üretim maliyetlerini etkili bir şekilde düşürebilir ve üretim verimliliğini artırabilir. Aynı zamanda, artık gerilimi azaltma yöntemi seçilirken, benimsenen yöntemin gerçek kullanımda makaralı zincirin performans gereksinimlerini ve kalite standartlarını karşılayabilmesini sağlamak için makaralı zincirin kullanım ortamı ve çalışma koşulları da tam olarak dikkate alınmalıdır.
4. Makaralı zincirlerin kalitesini ve performansını iyileştirmede artık gerilimin azaltılmasının rolü
Kaynak artık geriliminin azaltılması, makaralı zincirlerin yorulma dayanımını önemli ölçüde artırabilir. Makaralı zincirdeki artık çekme gerilimi azaltıldığında veya ortadan kaldırıldığında, çalışma sırasında taşıdığı gerçek gerilim seviyesi de buna bağlı olarak azalır; böylece yorulma çatlaklarının oluşumu ve genişlemesinden kaynaklanan kırılma riski azalır ve makaralı zincirin hizmet ömrü uzar.
Bu, makaralı zincirin boyutsal kararlılığını ve şekil doğruluğunu iyileştirmeye yardımcı olur. Aşırı artık gerilim, makaralı zincirin kullanım sırasında deforme olmasına, dişliler ve diğer bileşenlerle eşleşme doğruluğunu etkilemesine ve dolayısıyla mekanik ekipmanın normal çalışmasını etkilemesine neden olabilir. Artık gerilimi azaltarak, makaralı zincir kullanım sırasında iyi bir boyutsal kararlılık ve şekil doğruluğu koruyabilir ve iletimin güvenilirliğini ve doğruluğunu artırabilir.
Bu işlem, aşındırıcı ortamlarda makaralı zincirlerin gerilme korozyonu çatlaması eğilimini azaltabilir. Artık çekme gerilimi, makaralı zincirlerin aşındırıcı ortamlarda gerilme korozyonu çatlamasına karşı hassasiyetini artırır ve artık gerilimin azaltılması bu riski etkili bir şekilde azaltabilir, makaralı zincirlerin zorlu ortamlardaki korozyon direncini artırabilir ve uygulama alanlarını genişletebilir.