No serviço completo de soldagem de equipamentos de estrutura de aço, como controlar a deformação da soldagem e a tensão residual?
No serviço completo de equipamentos de soldagem de estrutura de aço , controlar a deformação da soldagem e a tensão residual é o elo principal para garantir a qualidade do produto, o que afeta diretamente a precisão dimensional, a capacidade de carga e a vida útil da estrutura. Isto requer controle total do processo, desde a otimização do projeto, controle do processo, meios técnicos até a inspeção de qualidade, combinado com equipamentos avançados e experiência profissional para obter um gerenciamento preciso do processo de soldagem.
1. Controle de origem na fase de design
O link de projeto é a primeira linha de defesa para evitar deformação na soldagem e tensão residual. O projeto estrutural científico pode reduzir fundamentalmente a ocorrência de defeitos de soldagem.
Layout estrutural razoável: Ao projetar desenhos, evite concentração excessiva ou interseção de soldas e tente usar estruturas simétricas para distribuir uniformemente o calor da soldagem. Por exemplo, para estruturas de aço de equipamentos grandes, componentes complexos podem ser decompostos em pequenas unidades e a deformação geral pode ser reduzida por soldagem passo a passo. Jiaxing Dingshi Machinery Manufacturing Co., Ltd possui 20 designers técnicos de fábrica profissionais com fortes capacidades de conversão de design de desenho. Eles podem combinar as necessidades do cliente na fase de projeto, otimizar o layout da solda e reduzir os riscos de deformação desde a origem.
Otimize a forma e o tamanho da solda: Selecione a forma de solda apropriada (como solda de filete, solda de topo) e controle o tamanho da solda. Sob a premissa de atender aos requisitos de resistência, evite soldas espessas desnecessárias, pois quanto maior o enchimento do metal de solda, maior será o calor e a tensão gerados durante a soldagem e mais grave será a deformação. A equipe técnica calculará com precisão os parâmetros de soldagem de acordo com as propriedades do material e condições de tensão para equilibrar a resistência e o controle de deformação.
Reserve a quantidade de deformação reversa: De acordo com a experiência ou análise de simulação, a quantidade de deformação na direção oposta é pré-definida durante o processamento do componente para compensar a deformação após a soldagem. Por exemplo, para a deformação por flexão que pode ocorrer após a soldagem, o componente é pré-dobrado na direção oposta em um determinado ângulo durante a fase de corte ou dobra para garantir que o tamanho atenda aos requisitos após a soldagem.
2. Seleção de materiais e pré-tratamento
As características do material e a qualidade do pré-tratamento afetam diretamente a distribuição de tensões e o grau de deformação durante a soldagem.
Selecione materiais de baixa tensão: Dê prioridade aos aços com bom desempenho de soldagem, como aço de baixo carbono ou aço de baixa liga. Esses materiais possuem uma pequena zona afetada pelo calor de soldagem e baixa tendência de endurecimento, o que pode reduzir a geração de tensões de soldagem. No processo de seleção de materiais, fornecemos recomendações profissionais de materiais com base nas necessidades do cliente e nas características do projeto para garantir a adaptabilidade do material.
Pré-tratamento rigoroso do material: Antes da soldagem, o aço é nivelado, enferrujado e aliviado de tensões. Por exemplo, a incrustação de óxido e a ferrugem na superfície do aço são removidas por uma máquina de jateamento para garantir a qualidade da soldagem; para chapas grossas ou materiais com tensões internas durante a laminação, o recozimento pode ser realizado para eliminar tensões internas e evitar deformações causadas pela superposição de tensões durante a soldagem.
3. Controle preciso dos parâmetros do processo de soldagem
Os parâmetros do processo de soldagem são a chave para controlar a deformação e a tensão e precisam ser definidos com precisão de acordo com o material, tamanho do componente e forma da solda.
Seleção da fonte de calor e controle de energia: Diferentes métodos de soldagem (como soldagem a arco, soldagem a arco submerso e soldagem a laser) geram diferentes concentrações de calor e energia de entrada. Para placas finas ou componentes facilmente deformáveis, a soldagem a laser pode ser usada para reduzir a zona afetada pelo calor, concentrando a fonte de calor; para soldagem de placas espessas, a soldagem multicamadas e multipassagens é usada para controlar a entrada de calor de cada camada de soldagem para evitar deformação causada por aquecimento único excessivo.
Otimização da sequência de soldagem: Uma sequência de soldagem razoável pode dispersar efetivamente a tensão e reduzir a deformação. Por exemplo, para estruturas simétricas, o método de soldagem simétrica é usado para soldar alternadamente do meio para ambos os lados para equilibrar as forças em ambos os lados do componente; para componentes complexos, as soldas com grande encolhimento são soldadas primeiro e, em seguida, as soldas com pequeno encolhimento são soldadas para liberar gradualmente a tensão. Jiaxing Dingshi Machinery Manufacturing Co., Ltd possui 60 soldadores certificados, dos quais 6 líderes de equipe têm mais de 8 anos de experiência e podem formular a sequência de soldagem ideal de acordo com as características dos componentes para garantir a padronização da execução do processo.
Combinar a velocidade de soldagem com a corrente e a tensão: Uma velocidade de soldagem muito rápida levará a uma penetração insuficiente, enquanto uma velocidade muito lenta aumentará a entrada de calor; corrente e tensão muito altas causarão facilmente respingos e queimaduras, enquanto corrente e tensão muito baixas tornarão a soldagem instável. A equipe técnica determinará os melhores parâmetros por meio de soldagem experimental, e os soldadores os implementarão estritamente na soldagem real, enquanto usam o sistema de controle digital do equipamento de soldagem para obter uma saída estável dos parâmetros.
4. Uso razoável de luminárias
O acessório é um importante meio auxiliar para controlar a deformação da soldagem. Restringe a deformação livre durante a soldagem, fixando à força a posição do componente.
Método de fixação rígida: Use um acessório, braçadeira ou suporte rígido para fixar firmemente o componente durante a soldagem e remova-o após a soldagem ser concluída e resfriada a uma determinada temperatura. Este método é adequado para placas finas ou componentes com baixa rigidez e pode controlar efetivamente a deformação angular e a deformação por flexão. Jiaxing Dingshi Machinery Manufacturing Co., Ltd possui 25 guindastes e um grande espaço de produção para atender às necessidades de montagem de ferramentas de grandes componentes e garantir a estabilidade da instalação de acessórios.
Projeto de gabarito especial: Para a estrutura de aço de equipamentos personalizados não padronizados, um gabarito especial é projetado para posicionar com precisão o componente de acordo com o formato para garantir que a posição relativa de cada peça permaneça inalterada durante a soldagem. Por exemplo, para componentes de estrutura, um gabarito composto por pinos de posicionamento e defletores é utilizado para garantir a verticalidade e a precisão do espaçamento de cada haste.
5. Alívio de tensão pós-solda e tratamento de correção
Mesmo que sejam tomadas medidas de controle durante o processo de soldagem, ainda pode haver tensões residuais e leves deformações, que precisam ser eliminadas e corrigidas através do tratamento pós-soldagem.
Método de tratamento térmico: Realize o tratamento térmico geral ou parcial (como recozimento) nos componentes soldados, aqueça os componentes a uma determinada temperatura (geralmente 600-650 ℃), mantenha-os aquecidos por um período de tempo e, em seguida, resfrie-os lentamente para liberar a tensão dentro do material. A sala de cura (70 metros quadrados) pode ser utilizada para tratamento térmico de pequenos componentes. Para componentes grandes, o aquecimento local por chama pode ser usado para eliminar o estresse local, controlando a temperatura e a faixa de aquecimento.
Método de correção mecânica: Para pequenas deformações causadas pela soldagem, a força mecânica é utilizada para correção. Por exemplo, uma máquina de dobra é usada para dobrar reversamente os componentes dobrados e deformados, ou um dispositivo de nivelamento é usado para nivelar a placa fina. Seus centros de usinagem de pórtico de 4 e 6 metros também podem auxiliar na correção mecânica de alta precisão para garantir que o tamanho do componente atenda ao padrão.
Tratamento de envelhecimento por vibração: A vibração periódica é aplicada aos componentes por meio de equipamentos vibratórios para liberar gradativamente a tensão interna, o que é adequado para estruturas grandes ou complexas. Este método possui baixo consumo de energia, alta eficiência e não causará danos térmicos aos componentes. O método adequado de tratamento do envelhecimento pode ser selecionado de acordo com as características dos componentes.
6. Inspeção de qualidade e otimização de feedback
Através de rigorosa inspeção de qualidade, problemas de deformação e tensão são descobertos a tempo e realimentados nos links anteriores para otimização contínua.
Detecção de deformação: Após a conclusão da soldagem, equipamentos de alta precisão, como medidores de diâmetro a laser e estações totais, são usados para medir o desvio dimensional dos componentes e determinar se está dentro da faixa permitida. Para componentes fora da tolerância, a causa da deformação é analisada e a correção secundária é realizada.
Detecção de tensão: Tecnologia de testes não destrutivos (como analisador de tensão de raios X) é usada para detectar a distribuição de tensão residual dentro do componente para avaliar se o nível de tensão atende aos requisitos do projeto. Se a concentração de estresse for grave, será necessário um tratamento secundário de alívio do estresse.
Mecanismo de melhoria contínua: Através da certificação do sistema de gestão da qualidade, foi estabelecido um sistema completo de rastreabilidade da qualidade para arquivar os dados de deformação e parâmetros do processo de cada soldagem. A equipe técnica analisa e resume regularmente, otimiza o plano de processo e melhora continuamente a capacidade de controle de deformação.
