فرآیند جوشکاری برای کاهش تغییر شکل جوش

روش های جلوگیری و کاهش تغییر شکل جوشکاری باید طراحی فرآیند جوشکاری را در نظر گرفته و بر تغییرات چرخه های سرد و گرم در حین جوشکاری غلبه کند.انقباض را نمی توان از بین برد، اما می توان آن را کنترل کرد.راه های مختلفی برای کاهش تغییر شکل انقباض وجود دارد.

1 بیش از حد جوش نزنید

هرچه فلز بیشتری در جوش پر شود، نیروی تغییر شکل بیشتری ایجاد خواهد شد.اندازه صحیح جوش نه تنها می تواند تغییر شکل جوش کوچکتر را ایجاد کند، بلکه باعث صرفه جویی در مواد و زمان جوش می شود.مقدار فلز جوش برای پر کردن جوش باید حداقل باشد و جوش باید صاف یا کمی محدب باشد.جوشکاری بیش از حد فلز استحکام را افزایش نمی دهد.برعکس، باعث افزایش نیروی انقباض و افزایش تغییر شکل جوش می شود.

2 جوش ناپیوسته

راه دیگر برای کاهش میزان پر شدن جوش استفاده بیشتر از جوش متناوب است.به عنوان مثال، هنگام جوشکاری صفحات تقویت شده، جوشکاری متناوب می تواند میزان پر شدن جوش را تا 75% کاهش دهد و در عین حال استحکام مورد نیاز را نیز تضمین کند.

3. عبور جوش را کاهش دهید

جوشکاری با سیم درشت و پاس های کمتر نسبت به جوش با سیم نازک و تعداد پاس های بیشتر تغییر شکل کمتری دارد.در مورد عبور های متعدد، انقباض ناشی از هر عبور به طور انباشته ای باعث افزایش جمع شدگی کل جوش می شود.همانطور که از شکل مشخص است، فرآیند جوشکاری با پاس های کمتر و الکترود ضخیم، نتایج بهتری نسبت به چندین پاس و الکترود نازک دارد.

توجه: فرآیند جوش سیم درشت، جوش کمتر پاس یا سیم ریز، جوش چند پاس به مواد بستگی دارد.به طور کلی، فولاد کم کربن، 16Mn و مواد دیگر برای سیم خشن و جوشکاری کمتر مناسب هستند.فولاد ضد زنگ، فولاد کربن بالا و سایر مواد برای جوشکاری سیم ریز و چند پاس مناسب هستند

4. فن آوری ضد تغییر شکل

قبل از جوشکاری قطعات را در جهت مخالف تغییر شکل جوش خم یا کج کنید (به استثنای جوشکاری معکوس یا جوشکاری عمودی).مقدار از پیش تعیین شده تغییر شکل معکوس باید با آزمایش تعیین شود.پیش خم شدن، پیش تنظیم یا آماده سازی قطعات جوش داده شده یک راه ساده برای جبران تنش های جوشکاری با استفاده از نیروهای مکانیکی معکوس است.هنگامی که قطعه کار از پیش تنظیم شده است، تغییر شکلی رخ می دهد که باعث می شود قطعه کار مخالف تنش انقباض جوش باشد.تغییر شکل از پیش تعیین شده قبل از جوشکاری با تغییر شکل پس از جوشکاری خنثی می شود و قطعه کار جوشکاری را به یک صفحه ایده آل تبدیل می کند.

یکی دیگر از راه های متداول برای متعادل کردن نیروی انقباض، قرار دادن همان جوشکارها در مقابل یکدیگر و بستن آنها به یکدیگر است.از این روش می توان برای پیش خمکاری نیز استفاده کرد، جایی که گوه قبل از گیره در موقعیت مناسب قطعه کار قرار می گیرد.

جوشکارهای سنگین مخصوص می توانند نیروی تعادل مورد نیاز را به دلیل صلبیت خود یا موقعیت قطعات نسبت به یکدیگر تولید کنند.اگر این نیروهای تعادلی تولید نشوند، روش های دیگری برای متعادل کردن نیروی انقباض مواد جوشکاری برای دستیابی به هدف لغو متقابل مورد نیاز است.نیروی تعادل می تواند نیروی انقباض دیگر، نیروی اتصال مکانیکی تشکیل شده توسط فیکسچر، نیروی اتصال مونتاژ و توالی جوش اجزا، نیروی اتصال تشکیل شده توسط گرانش باشد.

5 توالی جوش

با توجه به ساختار قطعه کار برای تعیین یک توالی مونتاژ معقول، به طوری که ساختار قطعه کار در همان موقعیت کوچک شود.شیار دو طرفه در قطعه کار باز می شود و شفت، جوش چند لایه اتخاذ می شود و دنباله جوش دو طرفه تعیین می شود.جوش متناوب در جوش های فیله ای استفاده می شود و انقباض در جوش اول با انقباض در جوش دوم متعادل می شود.فیکسچر می تواند قطعه کار را در موقعیت مورد نظر نگه دارد، استحکام را افزایش داده و تغییر شکل جوش را کاهش می دهد.این روش به طور گسترده در جوشکاری قطعه کار کوچک یا اجزای کوچک استفاده می شود، به دلیل افزایش تنش جوش، تنها برای ساختار پلاستیکی فولاد کم کربن مناسب است.

6 نیروی انقباض را پس از جوشکاری حذف کنید

کوبه ای روشی برای مقابله با انقباض جوش است، همانطور که خنک کننده جوش است.ضربه زدن باعث گسترش و نازک شدن جوش می شود و در نتیجه تنش (تغییر شکل الاستیک) از بین می رود.اما هنگام استفاده از این روش باید توجه داشت که ریشه جوش نمی تواند کوبیده شود که ممکن است باعث ایجاد ترک شود.به طور کلی در جوش های پوششی نمی توان از پرکاشن استفاده کرد.

از آنجا که لایه پوشش ممکن است ترک های جوش داشته باشد، بر تشخیص جوش، اثر سخت شدن تأثیر بگذارد.بنابراین، استفاده از فناوری محدود است و حتی مواردی وجود دارد که برای حل مشکل تغییر شکل یا ترک، نیاز به ضربه زدن فقط در پاس چند لایه (به جز جوش پایین و جوش پوشش) وجود دارد.عملیات حرارتی نیز یکی از روش های حذف نیروی انقباض، کنترل دمای بالا و خنک شدن قطعه کار است.گاهی اوقات همان قطعه کار پشت به پشت بستن، جوشکاری، با این شرایط تراز برای از بین بردن تنش، به طوری که تنش باقی مانده قطعه کار حداقل است.

6. زمان جوش را کاهش دهید

جوشکاری گرما و سرمایش ایجاد می کند و انتقال گرما به زمان نیاز دارد.بنابراین عامل زمان نیز بر تغییر شکل تاثیر می گذارد.به طور کلی، مطلوب است که جوشکاری در اسرع وقت قبل از گرم شدن و انبساط قسمت عمده قطعه کار به پایان برسد.فرآیند جوشکاری مانند نوع و اندازه الکترود، جریان جوشکاری، سرعت جوشکاری و غیره بر میزان انقباض و تغییر شکل قطعه کار جوشکاری تاثیر می گذارد.استفاده از تجهیزات جوشکاری مکانیزه باعث کاهش زمان جوش و میزان تغییر شکل ناشی از حرارت می شود.

دوم، روش های دیگر برای کاهش تغییر شکل جوش

1 بلوک خنک کننده آب

برای کنترل تغییر شکل جوش جوشکارهای خاص می توان از تکنیک های زیادی استفاده کرد.به عنوان مثال، در جوشکاری ورق نازک، استفاده از بلوک های آب خنک می تواند گرمای قطعه کار جوش داده شده را از بین ببرد.لوله مسی با لحیم کاری یا لحیم کاری به فیکسچر مسی جوش داده می شود و لوله در گردش خنک می شود تا تغییر شکل جوش کاهش یابد.

2 صفحه تعیین موقعیت بلوک گوه

همانطور که در شکل نشان داده شده است "صفحه موقعیت" کنترل موثر تغییر شکل جوشکاری فناوری جوش لب به لب ورق فولادی است.یک سر صفحه موقعیت یابی روی صفحه قطعه کار جوش داده می شود و انتهای دیگر بلوک گوه در صفحه پرس قرار می گیرد.حتی می توان صفحات موقعیت یابی متعددی را برای حفظ موقعیت و تثبیت ورق فولادی جوش در حین جوش ترتیب داد.

3. استرس حرارتی را از بین ببرید

بجز در موارد خاص، استفاده از گرمایش برای حذف تنش روش صحیحی نیست، باید قبل از جوشکاری قطعه کار انجام شود تا از تغییر شکل جوش جلوگیری یا کاهش یابد.

Tهیرد, نتیجه

به منظور کاهش تأثیر تغییر شکل جوش و تنش پسماند، هنگام طراحی و جوشکاری قطعه کار باید به نکات زیر توجه کرد:

(1) بدون جوشکاری بیش از حد؛(2) موقعیت قطعه کار را کنترل کنید.(3) تا حد امکان از جوشکاری ناپیوسته استفاده کنید، اما باید الزامات طراحی را برآورده کند.(4) اندازه پای جوش تا حد امکان کوچک.(5) برای جوشکاری شیار باز، مقدار جوش اتصال باید به حداقل برسد و شیار دو طرفه باید برای جایگزینی اتصال شیار تک در نظر گرفته شود.(6) جوشکاری چند لایه و چند پاس باید تا آنجا که ممکن است برای جایگزینی جوشکاری تک لایه و دو طرفه اتخاذ شود.جوش شیار دو طرفه را در قطعه کار و شفت باز کنید، جوشکاری چند لایه را اتخاذ کنید و دنباله جوش دو طرفه را تعیین کنید.(7) جوشکاری چند لایه کمتر پاس؛(8) فرآیند جوشکاری ورودی حرارتی کم را اتخاذ کنید، که به معنای نرخ ذوب بالاتر و سرعت جوشکاری سریعتر است.(9) پوزیشنر برای ساخت قطعه کار در موقعیت جوشکاری کشتی شکل استفاده می شود.موقعیت جوشکاری کشتی شکل می تواند از سیم با قطر بزرگ و فرآیند جوشکاری با سرعت ذوب بالا استفاده کند.(10) تا آنجا که ممکن است در قطعه کار خنثی شفت مجموعه جوش، و جوش متقارن.(11) تا آنجا که ممکن است از طریق توالی جوش و موقعیت جوشکاری برای پخش یکنواخت گرمای جوشکاری.(12) جوشکاری در جهت نامحدود قطعه کار.(13) از فیکسچر، ابزار و صفحه تعیین موقعیت برای تنظیم و موقعیت یابی استفاده کنید.(14) قطعه کار را از قبل خم کنید یا محل اتصال جوش را در جهت مخالف انقباض قرار دهید.(15) جوشکاری و کل جوشکاری را طبق ترتیب جدا کنید، جوشکاری می تواند تعادل را در اطراف شفت خنثی سازی حفظ کند.