Един от най-честите проблеми с качеството при заварените изделия е детайл, който се деформира след заваряване и не се вмества в размерите си. Деформацията не само разваля външния вид; тя води до пропуснати монтажни допуски, допълнителен труд за изправяне, а понякога и до повторно изработване на детайла. Затова предотвратяването на деформации при заваряване трябва да се разглежда още на етапа на проектиране и производствено планиране. В тази статия разглеждаме причините за деформациите, начините за контрол на топлинния внос, последователността на заваряване и методите за фиксиране.

Защо Възниква Деформация След Заваряване?

По време на заваряване зоната на шева достига много висока температура и се разширява, докато околният студен материал ограничава това разширение. При охлаждане заваръчният метал иска да се свие, но околният материал оказва съпротива. Това неравномерно свиване създава трайни напрежения и промяна на формата на детайла. Деформацията може да се проявява като надлъжно и напречно свиване, ъглова деформация, огъване и изкривяване. При тънка ламарина деформацията обикновено се вижда като вълнообразност, а при дебели сечения остатъчните напрежения са по-изразени.

Контрол на Топлинния Внос

Основният фактор за деформацията е количеството топлина, внесено на единица дължина. Токът, напрежението и скоростта на движение определят тази стойност. Прекалено висок ток или ниска скорост създават широка топлинно засегната зона, която увеличава деформацията. Когато е възможно, трябва да се избира по-малко сечение на шева, правилен ъгъл на скосяване и конструкция на съединението, която избягва ненужен добавъчен материал. Прекомерното заваряване увеличава както разходите, така и деформацията; оразмеряването на шева според изискваната натовареност често премахва значителна част от деформацията. Изборът на процеси, които не изискват висок топлинен внос, дава ясно предимство при тънки и средно дебели детайли.

Последователност и Посока на Заваряване

Редът, в който се изпълняват шевовете, пряко влияе на посоката и размера на деформацията. При симетрични детайли разпределянето на шевовете балансирано от двете страни позволява на силите на свиване да се уравновесят. При дълги шевове техниката на обратни стъпки или прекъснатото заваряване не позволява на топлината да се натрупва на едно място. Планирането на заваряването от центъра навън или от твърдата част към свободния край намалява натрупването на напрежения. При многопроходни шевове редуването на проходите също ограничава ъгловата деформация. Записването на тази последователност в технологичните карти и работните инструкции помага да се получават постоянни резултати дори при смяна на смените.

Прихващане и Приспособления

Прихващането и заваръчните приспособления играят ключова роля за предотвратяване на движението на детайла по време на заваряване. Достатъчен брой и правилно разположени прихващания запазват междината на съединението. Прекалено твърдото фиксиране обаче може да увеличи остатъчното напрежение вместо да предотврати деформацията, което може да доведе до пружиниране или дори пукнатини при освобождаване от приспособлението. Затова стратегията за фиксиране трябва да се избира според дебелината на материала и твърдостта на съединението. При серийно производство специалните заваръчни приспособления забележимо подобряват повторяемостта и размерната точност.

Предварителна Настройка и Обратна Деформация

Ако посоката и размерът на деформацията са предвидими, детайлът може да бъде леко настроен в обратна посока преди заваряване. Свиването на шева след това придърпва детайла в желаното крайно положение. Този метод се използва особено при дълги профили, греди и рамкови конструкции. Стойностите на предварителната настройка се определят от опит и резултатите от първия образец; когато подобни детайли се произвеждат отново, тези стойности се записват и прилагат директно при следващата серия.

Влиянието на Качеството на Подготовката

Част от намаляването на деформациите се извършва преди заваряването. Прецизно изрязаните детайли с чисти ръбове поддържат постоянна междина в съединението, докато широката или неравномерна междина означава повече добавъчен материал и повече топлина. Влиянието на качеството на рязане върху следващите операции разгледахме в статията за фибро лазерното рязане с азот на неръждаема стомана; чистият ръб без шлака улеснява и подготовката за заваряване. За последователността на повърхностните операции след заваряване вижте нашето ръководство за повърхностното качество и последователността на обработка при ламарина.

Методи за Изправяне След Заваряване

Деформацията, останала въпреки предпазните мерки, може да бъде отстранена с механични или термични методи. Изправянето с преса, студената корекция и пламъчното изправяне с локално нагряване са често използвани. Пламъчното изправяне изисква опит; при неправилно прилагане може да влоши свойствата на материала или да създаде нови напрежения. Затова корекцията трябва да бъде крайна мярка, а не планирана стъпка. Превенцията винаги е по-икономична от корекцията.

Снемане на Напрежения и Размерен Контрол

При детайли, които изискват висока точност или ще бъдат обработвани механично впоследствие, може да се обмисли термична обработка за снемане на напреженията. Така се предотвратяват размерни отклонения, причинени от освобождаването на скрити напрежения при обработката. Размерният контрол на всеки етап позволява отклоненията да бъдат забелязани рано и компенсирани в следващите стъпки. Записването на критичните размери преди, по време и след заваряването създава ценни данни за подобряване на процеса.

Подходът на DMK Makina към Заварените Изделия

Базирана в Люлебургаз, DMK Makina планира конструкцията на съединенията, последователността на заваряване и фиксирането преди старта на производството в проектите за заварени изделия за клиенти в регионите Тракия и Мармара. Така рискът от деформации се намалява от самото начало, размерната точност се запазва и се избягва ненужният труд по изправяне.

Заключение

Предотвратяването на деформации при заваряване е възможно чрез съчетаване на контрол на топлинния внос, правилна последователност на заваряване, подходящо фиксиране и добре подготвени съединения. Като споделите чертежа и очакванията си за качество, можем заедно да определим подходящата стратегия за заваряване на вашия детайл.