กระบวนการเชื่อมเพื่อลดการเสียรูปของแนวเชื่อม

วิธีการป้องกันและลดการเปลี่ยนรูปแนวเชื่อมต้องคำนึงถึงการออกแบบกระบวนการเชื่อมและเอาชนะการเปลี่ยนแปลงของวงจรร้อนและเย็นระหว่างการเชื่อมไม่สามารถกำจัดการหดตัวได้ แต่สามารถควบคุมได้มีหลายวิธีในการลดการเสียรูปจากการหดตัว

1 อย่าเชื่อมมากเกินไป

ยิ่งเติมโลหะในแนวเชื่อมมากเท่าไหร่ แรงเสียรูปก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นขนาดรอยเชื่อมที่ถูกต้องไม่เพียงแต่จะทำให้รอยเชื่อมเสียรูปน้อยลงเท่านั้น แต่ยังช่วยประหยัดวัสดุและเวลาในการเชื่อมอีกด้วยปริมาณโลหะเชื่อมที่จะเติมเต็มรอยเชื่อมควรน้อยที่สุด และรอยเชื่อมควรเรียบหรือนูนเล็กน้อยโลหะเชื่อมที่มากเกินไปจะไม่เพิ่มความแข็งแรงตรงกันข้ามจะเพิ่มแรงหดตัวและเพิ่มการเสียรูปในการเชื่อม

2 การเชื่อมที่ไม่ต่อเนื่อง

อีกวิธีหนึ่งในการลดปริมาณการเติมรอยเชื่อมคือการใช้การเชื่อมแบบไม่ต่อเนื่องมากขึ้นตัวอย่างเช่น เมื่อเชื่อมแผ่นเสริมแรง การเชื่อมเป็นระยะสามารถลดปริมาณการเติมรอยเชื่อมได้ 75% ในขณะที่ยังมั่นใจได้ถึงความแข็งแรงที่ต้องการ

3. ลดรอยเชื่อม

การเชื่อมด้วยลวดหยาบและรอบการผ่านน้อยกว่าจะมีการเสียรูปน้อยกว่าการเชื่อมด้วยลวดบางและรอบการผ่านที่มากกว่าในกรณีของการผ่านหลายครั้ง การหดตัวที่เกิดจากการผ่านแต่ละครั้งจะสะสมเพิ่มการหดตัวของรอยเชื่อมทั้งหมดดังที่เห็นได้จากรูป กระบวนการเชื่อมที่มีรอบผ่านน้อยกว่าและอิเล็กโทรดหนาจะให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าการเชื่อมหลายรอบและอิเล็กโทรดบาง

หมายเหตุ: กระบวนการเชื่อมของลวดหยาบ การเชื่อมผ่านน้อย หรือลวดละเอียด การเชื่อมหลายรอบขึ้นอยู่กับวัสดุโดยทั่วไปแล้ว เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ 16Mn และวัสดุอื่นๆ เหมาะสำหรับลวดหยาบและการเชื่อมผ่านน้อยเหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กกล้าคาร์บอนสูง และวัสดุอื่นๆ เหมาะสำหรับการเชื่อมลวดละเอียดและการเชื่อมแบบมัลติพาส

4. เทคโนโลยีป้องกันการเสียรูป

งอหรือเอียงชิ้นส่วนในทิศทางตรงกันข้ามกับการเปลี่ยนรูปแนวเชื่อมก่อนการเชื่อม (ยกเว้นการเชื่อมกลับด้านหรือการเชื่อมแนวตั้ง)ควรกำหนดจำนวนการเสียรูปย้อนกลับที่ตั้งไว้ล่วงหน้าโดยการทดสอบการดัดล่วงหน้า การตั้งค่าล่วงหน้า หรือการเตรียมชิ้นส่วนเชื่อมเป็นวิธีง่ายๆ ในการชดเชยความเครียดในการเชื่อมโดยใช้แรงทางกลย้อนกลับเมื่อชิ้นงานถูกตั้งค่าล่วงหน้า จะเกิดการเสียรูปซึ่งทำให้ชิ้นงานตรงข้ามกับความเค้นหดตัวของรอยเชื่อมการเสียรูปที่กำหนดไว้ล่วงหน้าก่อนการเชื่อมจะยกเลิกการเสียรูปหลังจากการเชื่อม ทำให้ชิ้นงานเชื่อมมีระนาบที่เหมาะสม

วิธีทั่วไปอีกวิธีหนึ่งในการสร้างสมดุลของแรงหดตัวคือการวางเครื่องเชื่อมเดียวกันเข้าหากันและยึดเข้าด้วยกันวิธีนี้สามารถใช้สำหรับการดัดล่วงหน้า โดยวางลิ่มไว้ในตำแหน่งที่เหมาะสมของชิ้นงานก่อนทำการจับยึด

ช่างเชื่อมสำหรับงานหนักพิเศษสามารถสร้างแรงสมดุลที่ต้องการได้เนื่องจากความแข็งแกร่งหรือตำแหน่งของชิ้นส่วนซึ่งกันและกันหากไม่มีการสร้างแรงสมดุลเหล่านี้ จำเป็นต้องใช้วิธีอื่นในการปรับสมดุลแรงหดตัวของวัสดุเชื่อมเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการยกเลิกร่วมกันแรงสมดุลอาจเป็นแรงหดตัวแบบอื่นๆ แรงยึดเหนี่ยวเชิงกลที่เกิดจากฟิกซ์เจอร์ แรงยึดเหนี่ยวของการประกอบและลำดับการเชื่อมของส่วนประกอบ แรงยึดเหนี่ยวที่เกิดจากแรงโน้มถ่วง

5 ลำดับการเชื่อม

ตามโครงสร้างของชิ้นงานเพื่อกำหนดลำดับการประกอบที่เหมาะสมเพื่อให้โครงสร้างของชิ้นงานในตำแหน่งเดียวกันหดตัวร่องสองด้านถูกเปิดในชิ้นงานและเพลา ใช้การเชื่อมหลายชั้น และกำหนดลำดับการเชื่อมสองด้านการเชื่อมแบบไม่ต่อเนื่องจะใช้ในรอยเชื่อมเนื้อ และการหดตัวในรอยเชื่อมแรกจะสมดุลกับการหดตัวในรอยเชื่อมที่สองฟิกซ์เจอร์สามารถยึดชิ้นงานในตำแหน่งที่ต้องการ เพิ่มความแข็งแกร่งและลดการเสียรูปในการเชื่อมวิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมชิ้นงานขนาดเล็กหรือชิ้นส่วนขนาดเล็ก เนื่องจากความเครียดในการเชื่อมเพิ่มขึ้น เหมาะสำหรับโครงสร้างพลาสติกของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำเท่านั้น

6 ลบแรงหดตัวหลังจากการเชื่อม

การกระแทกเป็นวิธีหนึ่งในการต่อต้านการหดตัวของรอยเชื่อม เช่นเดียวกับการทำให้เย็นลงของรอยเชื่อมการกรีดจะทำให้แนวเชื่อมขยายและบางลง ซึ่งจะเป็นการขจัดความเครียด (การเสียรูปแบบยืดหยุ่น)อย่างไรก็ตามเมื่อใช้วิธีนี้จะต้องสังเกตว่าไม่สามารถเคาะรากของรอยเชื่อมได้ซึ่งอาจทำให้เกิดรอยร้าวได้โดยทั่วไปแล้ว ไม่สามารถใช้เครื่องกระทบกับรอยเชื่อมได้

เนื่องจากชั้นเคลือบอาจมีรอยแตกร้าว ส่งผลต่อการตรวจจับรอยเชื่อม ผลการชุบแข็งดังนั้น การใช้เทคโนโลยีจึงมีจำกัด และมีบางกรณีที่ต้องใช้การต๊าปในการผ่านหลายชั้นเท่านั้น (ยกเว้นการเชื่อมด้านล่างและการเชื่อมแบบปิด) เพื่อแก้ปัญหาการเสียรูปหรือรอยร้าวการอบชุบด้วยความร้อนเป็นวิธีการหนึ่งในการขจัดแรงหดตัว ควบคุมอุณหภูมิที่สูงและความเย็นของชิ้นงานบางครั้งชิ้นงานเดียวกันกลับไปกลับมาหนีบเชื่อมกับเงื่อนไขการจัดตำแหน่งนี้เพื่อขจัดความเค้นเพื่อให้ความเค้นตกค้างของชิ้นงานน้อยที่สุด

6. ลดเวลาในการเชื่อม

การเชื่อมทำให้เกิดความร้อนและความเย็น และต้องใช้เวลาในการถ่ายเทความร้อนดังนั้นปัจจัยด้านเวลาจึงส่งผลต่อการเสียรูปด้วยโดยทั่วไป เป็นที่พึงปรารถนาที่จะเสร็จสิ้นการเชื่อมโดยเร็วที่สุดก่อนที่ชิ้นงานจำนวนมากจะถูกทำให้ร้อนและขยายตัวกระบวนการเชื่อม เช่น ชนิดและขนาดของอิเล็กโทรด กระแสเชื่อม ความเร็วในการเชื่อม และอื่นๆ ส่งผลต่อระดับการหดตัวและการเสียรูปของชิ้นงานเชื่อมการใช้อุปกรณ์เชื่อมแบบกลไกช่วยลดเวลาในการเชื่อมและปริมาณการเสียรูปที่เกิดจากความร้อน

ประการที่สอง วิธีอื่นๆ เพื่อลดการเปลี่ยนรูปในการเชื่อม

1 บล็อกระบายความร้อนด้วยน้ำ

สามารถใช้เทคนิคต่างๆ มากมายเพื่อควบคุมการเปลี่ยนรูปแนวเชื่อมของช่างเชื่อมพิเศษตัวอย่างเช่น ในการเชื่อมแผ่นบาง การใช้บล็อคระบายความร้อนด้วยน้ำสามารถดึงความร้อนของชิ้นงานที่เชื่อมออกไปได้ท่อทองแดงถูกเชื่อมเข้ากับฟิกซ์เจอร์ทองแดงโดยการประสานหรือบัดกรี และท่อจะถูกทำให้เย็นลงในการไหลเวียนเพื่อลดการเสียรูปในการเชื่อม

2 แผ่นตำแหน่งบล็อกลิ่ม

“แผ่นกำหนดตำแหน่ง” เป็นการควบคุมการเสียรูปของการเชื่อมของเทคโนโลยีการเชื่อมชนแผ่นเหล็กอย่างมีประสิทธิภาพ ดังแสดงในรูปปลายด้านหนึ่งของแผ่นกำหนดตำแหน่งถูกเชื่อมบนแผ่นของชิ้นงาน และปลายอีกด้านของบล็อกลิ่มจะถูกตรึงเข้ากับแผ่นกดสามารถจัดเรียงแผ่นตำแหน่งหลายตำแหน่งเพื่อรักษาตำแหน่งและการยึดแผ่นเหล็กเชื่อมระหว่างการเชื่อม

3. ขจัดความเครียดจากความร้อน

ยกเว้นในกรณีพิเศษ การใช้ความร้อนเพื่อขจัดความเครียดไม่ใช่วิธีการที่ถูกต้อง ควรทำก่อนการเชื่อมชิ้นงานเพื่อป้องกันหรือลดการเสียรูปในการเชื่อม

Tเฮิร์ต, บทสรุป

เพื่อลดอิทธิพลของการเสียรูปในการเชื่อมและความเค้นตกค้าง ควรให้ความสนใจกับประเด็นต่อไปนี้เมื่อออกแบบและเชื่อมชิ้นงาน:

(1) ไม่มีการเชื่อมมากเกินไป(2) ควบคุมการวางตำแหน่งของชิ้นงาน(3) ใช้การเชื่อมที่ไม่ต่อเนื่องเท่าที่เป็นไปได้ แต่ควรเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบ(4) ขนาดเท้าเชื่อมที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้(5) สำหรับการเชื่อมแบบร่องเปิด ควรลดปริมาณการเชื่อมของข้อต่อ และควรพิจารณาร่องทวิภาคีเพื่อแทนที่ข้อต่อแบบร่องเดี่ยว(6) ควรใช้การเชื่อมแบบหลายชั้นและหลายชั้นเท่าที่เป็นไปได้เพื่อแทนที่การเชื่อมแบบชั้นเดียวและทวิภาคีเปิดการเชื่อมร่องสองด้านที่ชิ้นงานและเพลา ใช้การเชื่อมหลายชั้น และกำหนดลำดับการเชื่อมสองด้าน(7) การเชื่อมผ่านน้อยกว่าหลายชั้น(8) ใช้กระบวนการเชื่อมความร้อนต่ำซึ่งหมายถึงอัตราการหลอมที่สูงขึ้นและความเร็วในการเชื่อมที่เร็วขึ้น(9) ตัวกำหนดตำแหน่งใช้เพื่อทำให้ชิ้นงานอยู่ในตำแหน่งเชื่อมรูปเรือตำแหน่งเชื่อมรูปเรือสามารถใช้เส้นลวดขนาดใหญ่และกระบวนการเชื่อมที่มีอัตราการหลอมรวมสูง(10) เท่าที่เป็นไปได้ในการเชื่อมชุดเพลาการวางตัวเป็นกลางและการเชื่อมแบบสมมาตร(11) เท่าที่เป็นไปได้ผ่านลำดับการเชื่อมและตำแหน่งการเชื่อมเพื่อให้ความร้อนในการเชื่อมกระจายอย่างสม่ำเสมอ(12) การเชื่อมไปยังทิศทางที่ไม่มีข้อจำกัดของชิ้นงาน(13) ใช้ฟิกซ์เจอร์ เครื่องมือ และแผ่นกำหนดตำแหน่งสำหรับการปรับและกำหนดตำแหน่ง(14) งอชิ้นงานหรือวางตำแหน่งรอยเชื่อมในทิศทางตรงกันข้ามกับการหดตัว(15) แยกการเชื่อมและการเชื่อมทั้งหมดตามลำดับ การเชื่อมสามารถรักษาสมดุลรอบเพลาการวางตัวเป็นกลาง