Kā samazināt veltņu ķēdes atlikušo spriegumu pēc metināšanas
Rullīšu ķēžu ražošanas un izgatavošanas procesā metināšana ir galvenais process. Tomēr pēc metināšanas rullīšu ķēdē bieži vien paliek atlikušais spriegums. Ja netiks veikti efektīvi pasākumi, lai to samazinātu, tam būs daudz negatīvu ietekmju uz ķēdes kvalitāti un veiktspēju.rullīšu ķēde, piemēram, samazinot tās noguruma izturību, izraisot deformāciju un pat lūzumu, tādējādi ietekmējot veltņu ķēdes normālu lietošanu un kalpošanas laiku dažādās mehāniskās iekārtās. Tāpēc ir ļoti svarīgi padziļināti izpētīt un apgūt metodes, kā samazināt veltņu ķēdes metināšanas atlikušo spriegumu.
1. Atlikušā sprieguma cēloņi
Metināšanas procesa laikā rullīšu ķēdes metināšanas daļa tiks pakļauta nevienmērīgai uzkaršanai un dzesēšanai. Metināšanas laikā metinājuma un apkārtējās zonas temperatūra strauji paaugstinās, un metāla materiāls izplešas; un dzesēšanas procesā metāla saraušanos šajās vietās ierobežo apkārtējais neuzkarsētais metāls, tādējādi radot metināšanas atlikumu spriegumu.
Ierobežojošie apstākļi metināšanas laikā ietekmēs arī atlikušā sprieguma lielumu un sadalījumu. Ja veltņu ķēde metināšanas laikā ir ļoti ierobežota, t. i., fiksētās vai ierobežotās deformācijas pakāpe ir liela, tad dzesēšanas procesā pēc metināšanas attiecīgi palielināsies arī atlikušais spriegums, ko rada nespēja brīvi sarauties.
Nevar ignorēt arī paša metāla materiāla faktorus. Dažādiem materiāliem ir atšķirīgas termiskās fizikālās un mehāniskās īpašības, kas metināšanas laikā noved pie atšķirīgas materiālu termiskās izplešanās, saraušanās un tecēšanas robežas, tādējādi ietekmējot atlikušā sprieguma veidošanos. Piemēram, dažiem augstas stiprības leģētajiem tēraudiem ir augsta tecēšanas robeža, un tie metināšanas laikā mēdz radīt lielus atlikušos spriegumus.
2. Metodes atlikušā sprieguma samazināšanai rullīšu ķēdes metināšanā
(I) Optimizēt metināšanas procesu
Saprātīgi sakārtot metināšanas secību: Rullīšu ķēdes metināšanā vispirms jāmetina šuves ar lielu saraušanos, bet vēlāk - šuves ar mazu saraušanos. Tas ļauj metinājumam metināšanas laikā brīvāk sarauties, samazinot atlikušo spriegumu, ko rada metinājuma ierobežotā saraušanās. Piemēram, metinot rullīšu ķēdes iekšējo un ārējo ķēdes plāksni, vispirms tiek metināta iekšējā ķēdes plāksne, un pēc tam, kad tā ir atdzisusi, tiek metināta ārējā ķēdes plāksne, lai saraušanās laikā iekšējās ķēdes plāksnes metinājuma šuve pārāk neierobežotos ar ārējo ķēdes plāksni.
Izmantojiet atbilstošas metināšanas metodes un parametrus: Dažādām metināšanas metodēm ir atšķirīgi atlikušie spriegumi uz veltņu ķēdēm. Piemēram, metināšana ar gāzi var zināmā mērā samazināt karstuma ietekmēto zonu salīdzinājumā ar dažām tradicionālajām metināšanas metodēm, pateicoties koncentrētam loka siltumam un augstajai termiskajai efektivitātei, tādējādi samazinot atlikušo spriegumu. Vienlaikus ir svarīgi arī saprātīgi izvēlēties tādus parametrus kā metināšanas strāva, spriegums un metināšanas ātrums. Pārmērīga metināšanas strāva novedīs pie pārmērīgas metināšanas caursišanas un pārmērīgas siltuma padeves, kas izraisīs metinājuma pārkaršanu un palielinās atlikušo spriegumu; savukārt atbilstoši metināšanas parametri var padarīt metināšanas procesu stabilāku, samazināt metināšanas defektus un tādējādi samazināt atlikušo spriegumu.
Starpslāņa temperatūras kontrole: Metinot veltņu ķēdes vairākos slāņos un vairākos gājienos, starpslāņa temperatūras kontrole ir efektīvs līdzeklis atlikušā sprieguma samazināšanai. Atbilstoša starpslāņa temperatūra metināšanas procesa laikā var uzturēt metinājuma metāla un termiski ietekmētās zonas labu plastiskumu, kas veicina metinājuma saraušanos un sprieguma atbrīvošanos. Parasti starpslāņa temperatūra jānosaka atbilstoši veltņu ķēdē izmantoto materiālu īpašībām un metināšanas procesa prasībām, un metināšanas procesa laikā temperatūra jāmēra un jākontrolē, lai nodrošinātu, ka starpslāņa temperatūra ir atbilstošā diapazonā.
(II) Veikt atbilstošus metināšanas priekšsildīšanas un pēcsildīšanas pasākumus
Priekšsildīšana: Pirms rullīšu ķēdes metināšanas metinājuma priekšsildīšana var efektīvi samazināt metināšanas atlikušo spriegumu. Priekšsildīšana var samazināt metinājuma šuves temperatūras starpību un padarīt metinājuma temperatūras sadalījumu vienmērīgāku metināšanas laikā, tādējādi samazinot temperatūras gradienta radīto termisko spriegumu. Turklāt priekšsildīšana var arī palielināt metinājuma sākotnējo temperatūru, samazināt temperatūras starpību starp metinājuma metālu un pamatmateriālu, uzlabot metinātā savienojuma veiktspēju, samazināt metināšanas defektu rašanos un tādējādi samazināt atlikušo spriegumu. Priekšsildīšanas temperatūra jānosaka, pamatojoties uz rullīšu ķēdes materiāla sastāvu, biezumu, metināšanas metodi un apkārtējās vides temperatūru.
Pēcsildīšana: Pēcmetināšanas pēctermiskā apstrāde, t. i., dehidrogenēšanas apstrāde, ir arī viens no svarīgākajiem līdzekļiem, lai samazinātu veltņu ķēžu metināšanas atlikušo spriegumu. Pēctermiskās apstrādes laikā metinājums parasti tiek uzkarsēts līdz aptuveni 250–350 ℃ tūlīt pēc metināšanas pabeigšanas un atdzesēts līdz noteiktai temperatūrai, un pēc tam, noteiktu laiku turot siltumā, lēnām atdzesēts. Pēcsildīšanas galvenā funkcija ir paātrināt ūdeņraža atomu difūziju un izkļūšanu metinājuma un termiski ietekmētajā zonā, samazināt ūdeņraža saturu metinājumā, tādējādi samazinot ūdeņraža izraisītas sprieguma korozijas plaisāšanas iespējamību, kā arī palīdzēt mazināt metināšanas atlikušo spriegumu. Pēctermiskā apstrāde ir īpaši svarīga dažu augstas stiprības tēraudu un biezsienu veltņu ķēžu metināšanai.
(III) Veikt termisko apstrādi pēc metināšanas
Vispārēja augstas temperatūras atlaidīšana: visu veltņu ķēdi ievieto karsēšanas krāsnī, lēnām uzkarsē līdz aptuveni 600–700 ℃, noteiktu laiku uztur siltumā un pēc tam atdzesē krāsnī līdz istabas temperatūrai. Šī vispārējā augstas temperatūras atlaidināšanas apstrāde var efektīvi novērst veltņu ķēdes atlikušo spriegumu, parasti var novērst 80–90% no atlikušā sprieguma. Augstas temperatūras atlaidināšanas temperatūra un laiks ir precīzi jākontrolē atbilstoši tādiem faktoriem kā veltņu ķēdes materiāls, izmērs un veiktspējas prasības, lai nodrošinātu termiskās apstrādes efektu un kvalitāti. Tomēr vispārējai augstas temperatūras atlaidināšanas apstrādei ir nepieciešams lielāks termiskās apstrādes aprīkojums, un apstrādes izmaksas ir samērā augstas, taču dažiem veltņu ķēžu izstrādājumiem ar stingrām prasībām attiecībā uz atlikušo spriegumu tā ir ideāla metode atlikušā sprieguma novēršanai.
Vietēja augstas temperatūras atlaidīšana: Ja veltņu ķēde ir liela izmēra vai sarežģītas formas un kopējā augstas temperatūras atlaidīšana ir sarežģīta, var izmantot lokālu augstas temperatūras atlaidināšanu. Vietējā augstas temperatūras atlaidīšana ir tikai veltņu ķēdes metinājuma un tās apkārtnes zonas sildīšana, lai novērstu atlikušo spriegumu šajā zonā. Salīdzinot ar kopējo augstas temperatūras atlaidināšanu, lokālai augstas temperatūras atlaidināšanai ir salīdzinoši zemākas aprīkojuma prasības un apstrādes izmaksas, taču tās ietekme uz atlikušā sprieguma novēršanu nav tik pilnīga kā kopējā augstas temperatūras atlaidināšana. Veicot lokālu augstas temperatūras atlaidināšanu, uzmanība jāpievērš sildīšanas zonas vienmērīgumam un sildīšanas temperatūras kontrolei, lai izvairītos no jauna sprieguma koncentrācijas vai citām kvalitātes problēmām, ko izraisa lokāla pārkaršana vai nevienmērīga temperatūra.
(IV) Mehāniskā stiepšanas metode
Mehāniskā stiepšanas metode ir stiepes spēka pielietošana veltņu ķēdei pēc metināšanas, lai izraisītu plastisku deformāciju, tādējādi kompensējot metināšanas procesā radušos saspiešanas atlikušo deformāciju un sasniedzot mērķi samazināt atlikušo spriegumu. Faktiskajā darbībā var izmantot speciālu stiepšanas aprīkojumu, lai iestatītu atbilstošu stiepes spēku un stiepšanas ātrumu atbilstoši veltņu ķēdes specifikācijām un veiktspējas prasībām, lai vienmērīgi izstieptu veltņu ķēdi. Šai metodei ir laba ietekme uz dažiem veltņu ķēžu izstrādājumiem, kuriem nepieciešama precīza izmēru kontrole un atlikušā sprieguma novēršana, taču tai jābūt aprīkotai ar atbilstošu stiepšanas aprīkojumu un profesionāliem operatoriem, kā arī tai ir noteiktas prasības ražošanas vietām un procesa apstākļiem.
(V) Temperatūras starpības stiepšanas metode
Temperatūras starpības stiepšanas metodes pamatprincips ir izmantot lokālās sildīšanas radīto temperatūras starpību, lai radītu stiepes deformāciju metināšanas zonā, tādējādi samazinot atlikušo spriegumu. Konkrētā darbība ir izmantot oksiacetilēna degli, lai uzsildītu katru veltņu ķēdes metinājuma pusi, un vienlaikus izmantot ūdens cauruli ar caurumu rindu, lai izsmidzinātu ūdeni dzesēšanai noteiktā attālumā aiz degļa. Tādā veidā abās metinājuma pusēs veidojas augstas temperatūras zona, bet metināšanas zonas temperatūra ir zema. Metāls abās pusēs izplešas karstuma ietekmē un stiepj metinājuma zonu ar zemāku temperatūru, tādējādi panākot mērķi novērst daļu metināšanas atlikušā sprieguma. Temperatūras starpības stiepšanas metodes aprīkojums ir salīdzinoši vienkāršs un viegli lietojams. To var elastīgi pielietot būvlaukumā vai ražošanas vietā, taču tās ietekmi uz atlikušā sprieguma novēršanu lielā mērā ietekmē tādi parametri kā sildīšanas temperatūra, dzesēšanas ātrums un ūdens izsmidzināšanas attālums. Tas ir precīzi jākontrolē un jāpielāgo atbilstoši faktiskajiem apstākļiem.
(VI) Vibrācijas novecošanas apstrāde
Vibrācijas novecošanas apstrādē tiek izmantota vibrācijas mehāniskās enerģijas ietekme, lai radītu veltņu ķēdes rezonāciju, tādējādi homogenizējot un samazinot atlikušo spriegumu sagataves iekšpusē. Veltņu ķēde tiek novietota uz īpašas vibrācijas novecošanas iekārtas, un ierosinātāja frekvence un amplitūda tiek noregulēta tā, lai veltņu ķēde noteiktā laika periodā rezonētu. Rezonanses procesa laikā metāla graudi veltņu ķēdes iekšpusē slīd un pārkārtojas, uzlabojas mikrostruktūra un pakāpeniski samazinās atlikušais spriegums. Vibrācijas novecošanas apstrādei ir tādas priekšrocības kā vienkāršs aprīkojums, īss apstrādes laiks, zemas izmaksas, augsta efektivitāte utt., un tā neietekmē veltņu ķēdes virsmas kvalitāti. Tāpēc tā ir plaši izmantota veltņu ķēžu ražošanā. Kopumā vibrācijas novecošanas apstrāde var novērst aptuveni 30% - 50% no veltņu ķēdes metināšanas atlikušā sprieguma. Dažiem veltņu ķēžu izstrādājumiem, kuriem nav nepieciešams īpaši liels atlikušais spriegums, vibrācijas novecošanas apstrāde ir ekonomiska un efektīva metode atlikušā sprieguma novēršanai.
(VII) Kalšanas metode
Kalšanas metode ir vienkārša un bieži izmantota metode metināšanas atlikušā sprieguma samazināšanai. Pēc rullīšu ķēdes sametināšanas, kad metināšanas temperatūra ir 100–150 ℃ vai augstāka par 400 ℃, ar nelielu āmuru vienmērīgi uzsit pa metinājuma šuvi un tās blakus esošajām zonām, lai izraisītu metāla lokālu plastisku deformāciju un tādējādi samazinātu atlikušo spriegumu. Jāatzīmē, ka kalšanas procesā jāizvairās no temperatūras diapazona 200–300 ℃, jo metāls šajā laikā ir trausls, un kalšana var viegli izraisīt metinājuma plaisāšanu. Turklāt kalšanas spēkam un biežumam jābūt mērenam, un tie jāpielāgo atbilstoši tādiem faktoriem kā rullīšu ķēdes biezums un metinājuma izmērs, lai nodrošinātu kalšanas efektu un kvalitāti. Kalšanas metode parasti ir piemērota dažām mazām, vienkāršām rullīšu ķēžu metinājuma konstrukcijām. Lielām vai sarežģītām rullīšu ķēžu metinājuma konstrukcijām kalšanas metodes ietekme var būt ierobežota, un tā jāizmanto kombinācijā ar citām metodēm.
3. Kā izvēlēties piemērotu atlikušā sprieguma samazināšanas metodi
Faktiskajā ražošanā, atkarībā no dažādām situācijām un veltņu ķēdes prasībām, ir vispusīgi jāapsver dažādu atlikušā sprieguma samazināšanas metožu priekšrocības un trūkumi, pielietojuma joma, izmaksas un citi faktori, lai izvēlētos piemērotu apstrādes metodi. Piemēram, dažām augstas precizitātes, augstas stiprības, biezsienu veltņu ķēdēm labākā izvēle var būt vispārējā augstās temperatūras atlaidināšana; savukārt dažām lielām partijām un vienkāršām veltņu ķēžu formām vibrācijas novecošanas apstrāde vai āmurēšanas metode var efektīvi samazināt ražošanas izmaksas un uzlabot ražošanas efektivitāti. Vienlaikus, izvēloties atlikušā sprieguma samazināšanas metodi, ir pilnībā jāņem vērā arī veltņu ķēdes lietošanas vide un darba apstākļi, lai nodrošinātu, ka izvēlētā metode atbilst veltņu ķēdes veiktspējas prasībām un kvalitātes standartiem faktiskajā lietošanā.
4. Atlikušā sprieguma samazināšanas loma rullīšu ķēžu kvalitātes un veiktspējas uzlabošanā
Metināšanas atlikušā sprieguma samazināšana var ievērojami uzlabot rullīšu ķēžu noguruma izturību. Kad rullīšu ķēdes atlikušais stiepes spriegums tiek samazināts vai novērsts, attiecīgi samazinās arī faktiskais sprieguma līmenis, ko tā piedzīvo darbības laikā, tādējādi samazinot lūzuma risku, ko izraisa noguruma plaisu veidošanās un paplašināšanās, un pagarinot rullīšu ķēdes kalpošanas laiku.
Tas palīdz uzlabot veltņu ķēdes izmēru stabilitāti un formas precizitāti. Pārmērīgs atlikušais spriegums var izraisīt veltņu ķēdes deformāciju lietošanas laikā, ietekmējot tās atbilstības precizitāti ar zobratiem un citām sastāvdaļām un tādējādi ietekmējot mehānisko iekārtu normālu darbību. Samazinot atlikušo spriegumu, veltņu ķēde var saglabāt labu izmēru stabilitāti un formas precizitāti lietošanas laikā, kā arī uzlabot pārraides uzticamību un precizitāti.
Tas var samazināt veltņu ķēžu sprieguma korozijas plaisāšanas tendenci korozīvā vidē. Atlikušais stiepes spriegums palielinās veltņu ķēžu jutību pret sprieguma korozijas plaisāšanu korozīvā vidē, un atlikušā sprieguma samazināšana var efektīvi samazināt šo risku, uzlabot veltņu ķēžu korozijas izturību skarbos apstākļos un paplašināt to pielietojuma klāstu.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 30. jūnijs