Temperatūras kontroles ietekme uz deformāciju rullīšu ķēdes metināšanas laikā

Temperatūras kontroles ietekme uz deformāciju rullīšu ķēdes metināšanas laikā

Ievads
Mūsdienu rūpniecībā,rullīšu ķēdeir mehāniska sastāvdaļa, ko plaši izmanto transmisijas un transportēšanas sistēmās. Tās kvalitāte un veiktspēja tieši ietekmē mehānisko iekārtu darbības efektivitāti un uzticamību. Metināšana ir viena no galvenajām saitēm rullīšu ķēžu ražošanas procesā, un temperatūras kontrolei metināšanas laikā ir būtiska ietekme uz rullīšu ķēžu deformāciju. Šajā rakstā tiks padziļināti izpētīts temperatūras kontroles ietekmes mehānisms uz deformāciju rullīšu ķēžu metināšanas laikā, izplatītākie deformācijas veidi un to kontroles pasākumi, cenšoties sniegt tehniskas atsauces rullīšu ķēžu ražotājiem, kā arī nodrošināt pamatu kvalitātes kontrolei starptautiskajiem vairumtirgotājiem.

Temperatūras kontrole rullīšu ķēdes metināšanas laikā
Metināšanas process būtībā ir lokālas sildīšanas un dzesēšanas process. Rullīšu ķēdes metināšanā parasti tiek izmantota loka metināšana, lāzera metināšana un citas metināšanas tehnoloģijas, un šīs metināšanas metodes rada augstas temperatūras siltuma avotus. Metināšanas laikā metinājuma un apkārtējās zonas temperatūra strauji paaugstinās un pēc tam atdziest, savukārt temperatūras izmaiņas zonā, kas atrodas ārpus metinājuma, ir nelielas. Šis nevienmērīgais temperatūras sadalījums izraisīs materiāla nevienmērīgu termisko izplešanos un saraušanos, tādējādi izraisot deformāciju.
Metināšanas temperatūras ietekme uz materiāla īpašībām
Pārāk augsta metināšanas temperatūra var izraisīt materiāla pārkaršanu, padarot tā graudus rupjus, tādējādi samazinot materiāla mehāniskās īpašības, piemēram, izturību un sīkstumu. Vienlaikus pārāk augsta temperatūra var izraisīt arī materiāla virsmas oksidēšanos vai karbonizāciju, ietekmējot metināšanas kvalitāti un sekojošo virsmas apstrādi. Turpretī pārāk zema metināšanas temperatūra var izraisīt nepietiekamu metināšanu, nepietiekamu metināšanas stiprību un pat tādus defektus kā nesaplūšana.

Metināšanas temperatūras kontroles metode
Lai nodrošinātu metināšanas kvalitāti, metināšanas temperatūra ir stingri jākontrolē. Izplatītākās kontroles metodes ietver:
Priekšsildīšana: Rullīšu ķēdes metināmo daļu priekšsildīšana pirms metināšanas var samazināt temperatūras gradientu metināšanas laikā un samazināt termisko spriegumu.
Starpslāņu temperatūras kontrole: Daudzslāņu metināšanas procesā stingri kontrolējiet katra slāņa temperatūru pēc metināšanas, lai izvairītos no pārkaršanas vai pārmērīgas atdzesēšanas.
Pēctermiskā apstrāde: Pēc metināšanas pabeigšanas metināšanas detaļas tiek pakļautas atbilstošai termiskai apstrādei, piemēram, atkvēlināšanai vai normalizēšanai, lai novērstu metināšanas laikā radušos atlikušo spriegumu.

Metināšanas deformācijas veidi un cēloņi
Metināšanas deformācija ir neizbēgama parādība metināšanas procesā, īpaši relatīvi sarežģītās detaļās, piemēram, rullīšu ķēdēs. Atkarībā no deformācijas virziena un formas metināšanas deformāciju var iedalīt šādos veidos:
Gareniskā un šķērsvirziena saraušanās deformācija
Metināšanas procesa laikā metinājuma šuve un tās apkārtējās zonas karsējot izplešas un atdziestot saraujas. Saraušanās metināšanas virzienā un šķērsvirziena saraušanās dēļ metinātajā šuvē rodas gareniska un šķērsvirziena saraušanās deformācija. Šī deformācija ir viens no visizplatītākajiem deformācijas veidiem pēc metināšanas, un to parasti ir grūti labot, tāpēc tā ir jākontrolē ar precīzu sašaurināšanu un saraušanās pielaides rezervēšanu pirms metināšanas.
Liekšanas deformācija
Lieces deformāciju izraisa metinājuma gareniskā un šķērsvirziena saraušanās. Ja metinājuma sadalījums uz detaļas ir asimetrisks vai metināšanas secība nav pamatota, metinājums pēc atdzišanas var saliekties.
Leņķiskā deformācija
Leņķisko deformāciju izraisa metinājuma asimetriskā šķērsgriezuma forma vai nepamatoti daudz metināšanas slāņu. Piemēram, T veida metināšanā saraušanās vienā metinājuma pusē var izraisīt metinājuma plaknes šķērsvirziena saraušanās deformāciju ap metinājumu biezuma virzienā.
Viļņu deformācija
Viļņveida deformācija parasti rodas plānu plākšņu konstrukciju metināšanā. Ja metinājums ir nestabils metināšanas iekšējā sprieguma radītā spiedes sprieguma ietekmē, tas pēc metināšanas var izskatīties viļņains. Šī deformācija biežāk sastopama rullīšu ķēžu plānu plākšņu komponentu metināšanā.

Temperatūras kontroles ietekmes mehānisms uz metināšanas deformāciju
Temperatūras kontroles ietekme uz metināšanas deformāciju metināšanas procesā galvenokārt atspoguļojas šādos aspektos:
Termiskā izplešanās un saraušanās
Metināšanas laikā metinājuma un apkārtējo virsmu temperatūra paaugstinās, un materiāls izplešas. Pēc metināšanas pabeigšanas šīs virsmas atdziest un saraujas, savukārt virsmas temperatūras izmaiņas tālāk no metinājuma ir nelielas, un arī saraušanās ir neliela. Šī nevienmērīgā termiskā izplešanās un saraušanās izraisīs metinājuma deformāciju. Kontrolējot metināšanas temperatūru, šo nevienmērību var samazināt, tādējādi samazinot deformācijas pakāpi.
Termiskā spriedze
Nevienmērīgs temperatūras sadalījums metināšanas laikā radīs termisko spriegumu. Termiskais spriegums ir viens no galvenajiem metināšanas deformācijas cēloņiem. Ja metināšanas temperatūra ir pārāk augsta vai dzesēšanas ātrums ir pārāk liels, termiskais spriegums ievērojami palielināsies, kā rezultātā deformācija būs vēl lielāka.
Atlikušais spriegums
Pēc metināšanas pabeigšanas metinājuma iekšpusē saglabājas noteikts spriegums, ko sauc par atlikušo spriegumu. Atlikušais spriegums ir viens no metināšanas deformācijas faktoriem. Ar saprātīgu temperatūras kontroli var samazināt atlikušā sprieguma veidošanos, tādējādi samazinot metināšanas deformāciju.

Metināšanas deformācijas kontroles pasākumi
Lai samazinātu metināšanas deformāciju, papildus stingrai metināšanas temperatūras kontrolei var veikt arī šādus pasākumus:
Saprātīga metināšanas secības izstrāde
Metināšanas secībai ir liela ietekme uz metināšanas deformāciju. Saprātīga metināšanas secība var efektīvi samazināt metināšanas deformāciju. Piemēram, garām metinājuma šuvēm segmentētās aizmugures metināšanas metode vai metināšanas ar izlaišanas metodi var izmantot, lai samazinātu siltuma uzkrāšanos un deformāciju metināšanas laikā.
Stingras fiksācijas metode
Metināšanas procesā stingrās fiksācijas metodi var izmantot, lai ierobežotu metinājuma deformāciju. Piemēram, metinājuma nostiprināšanai vietā izmanto skavu vai balstu, lai metināšanas laikā tas viegli nedeformētos.
Antideformācijas metode
Antideformācijas metode ir iepriekš uz metinājuma šuves pielietot deformāciju, kas ir pretēja metināšanas deformācijai, lai kompensētu metināšanas laikā radušos deformāciju. Šī metode prasa precīzu novērtējumu un pielāgošanu atbilstoši metināšanas deformācijas likumam un pakāpei.
Pēcmetināšanas apstrāde
Pēc metināšanas metinājumu var pienācīgi apstrādāt, piemēram, ar āmuru, vibrāciju vai termisko apstrādi, lai novērstu metināšanas laikā radušos atlikušo spriegumu un deformāciju.

Gadījuma analīze: rullīšu ķēdes metināšanas temperatūras kontrole un deformācijas kontrole
Šis ir reāls gadījums, kas parāda, kā uzlabot rullīšu ķēžu metināšanas kvalitāti, izmantojot temperatūras kontroles un deformācijas kontroles pasākumus.
Fons
Rullīšu ķēžu ražošanas uzņēmums ražo rullīšu ķēžu partiju transportēšanas sistēmām, kurām nepieciešama augsta metināšanas kvalitāte un neliela metināšanas deformācija. Ražošanas sākumposmā nepareizas metināšanas temperatūras kontroles dēļ dažas rullīšu ķēdes bija saliektas un deformētas leņķī, kas ietekmēja produkta kvalitāti un kalpošanas laiku.

Risinājums
Temperatūras kontroles optimizācija:
Pirms metināšanas metināmā veltņu ķēde tiek iepriekš uzkarsēta, un priekšsildīšanas temperatūra tiek noteikta 150 ℃ atbilstoši materiāla termiskās izplešanās koeficientam un metināšanas procesa prasībām.
Metināšanas procesa laikā metināšanas strāva un metināšanas ātrums tiek stingri kontrolēti, lai nodrošinātu, ka metināšanas temperatūra ir atbilstošā diapazonā.
Pēc metināšanas metināšanas detaļa tiek pakļauta termiskai apstrādei un tiek izmantots atkvēlināšanas process. Temperatūra tiek kontrolēta 650 ℃, un izolācijas laiks tiek noteikts 1 stunda atkarībā no veltņu ķēdes biezuma.
Deformācijas kontroles pasākumi:
Metināšanai tiek izmantota segmentētā atpakaļmetināšanas metode, un katras metināšanas sekcijas garums tiek kontrolēts 100 mm robežās, lai samazinātu siltuma uzkrāšanos metināšanas laikā.
Metināšanas procesa laikā veltņu ķēde tiek fiksēta ar skavu, lai novērstu metināšanas deformāciju.
Pēc metināšanas metināšanas daļa tiek kalta, lai novērstu metināšanas laikā radušos atlikušo spriegumu.

Rezultāts
Pateicoties iepriekšminētajiem pasākumiem, ir ievērojami uzlabota veltņu ķēdes metināšanas kvalitāte. Metināšanas deformācija ir efektīvi kontrolēta, un lieces deformācijas un leņķiskās deformācijas biežums ir samazināts par vairāk nekā 80%. Vienlaikus ir garantēta metināšanas detaļu izturība un stingrība, un produkta kalpošanas laiks ir pagarināts par 30%.
Secinājums
Temperatūras kontroles ietekme uz deformāciju rullīšu ķēdes metināšanas laikā ir daudzpusīga. Saprātīgi kontrolējot metināšanas temperatūru, var efektīvi samazināt metināšanas deformāciju un uzlabot metināšanas kvalitāti. Vienlaikus, apvienojumā ar saprātīgu metināšanas secību, stingru fiksācijas metodi, pretdeformācijas metodi un pēcmetināšanas apstrādes pasākumiem, var vēl vairāk optimizēt rullīšu ķēdes metināšanas efektu.