Заваривање је технологија обраде којом се постиже атомско везивање између површина два или више одвојених радних комада загревањем, применом притиска или комбинацијом оба, допуњена материјалима за пуњење. Као кључна компонента тешке грађевинске машине, квалитет носача за заваривање је директно повезан са безбедносним перформансама целе машине. За разлику од механичких веза, заваривање формира металуршку везу, чији основни услови укључују енергетске услове, услове околине и услове везивања. Према извору енергије, заваривање се може поделити у три категорије: фузионо заваривање, заваривање под притиском и лемљење. Међу њима, заваривање фузијом се највише користи упроизводња грана за заваривање, што чини више од 90% индустријских примена.
И. Принципи металургије заваривања и избор материјала за гране за заваривање
Металургија заваривања је кључна теорија која проучава законе формирања растопљеног базена, очвршћавања, фазне трансформације и промене хемијског састава током процеса заваривања, и игра одлучујућу улогу у перформансама носача за заваривање. Растопљени базен носача за заваривање карактерише мала запремина, висока температура, кратко време постојања и брза брзина хлађења, што доводи до брзог процеса кристализације. Стврдњавање метала шава се заснива на неотопљеним зрнцима основног метала у зони фузије и расте дуж правца дисипације топлоте, формирајући различите морфологије кристализације од равних зрна до стубастих зрна. Зона -захваћена топлотом (ХАЗ) је површина основног метала на коју утиче топлота заваривања, али није истопљена. Његове микроструктурне промене су заједно одређене температуром грејања и брзином хлађења, што резултира различитим регионима као што су зона фузије, зона прегревања и зона нормализације.
Гране за заваривање су углавном направљене од ниско{0}}легираног челика високе-челике, као што је плоча високе чврстоће БС700МЦК2-, која има границу течења већу од или једнаку 700 МПа и одличну заварљивост, могућност хладног обликовања и жилавост при ниским-температурама. Овај тип материјала је ниско-нискоугљенични-легирани конструкциони челик, који постиже одличне перформансе заваривања смањењем еквивалента угљеника и индекса осетљивости на пукотине завара. Током процеса заваривања одгране за заваривање, низ хемијских реакција као што су оксидација, редукција и нитридација се дешавају између растопљеног метала базена и околног медијума. Неопходно је обезбедити разуман хемијски састав шава и избегавати дефекте одговарајућим потрошним материјалом за заваривање и контролом процеса.
ИИ. Утицај закона термичког процеса заваривања на квалитет носача за заваривање
Термички процес заваривања је извор металуршких реакција заваривања, микроструктурних трансформација и деформација напона. -Дубинско проучавање закона стварања, преноса и дисипације топлоте је кључно за побољшање квалитета заваривачких носача. Различите методе заваривања имају значајне разлике у карактеристикама извора топлоте: електролучно заваривање заштићеног метала има релативно ниску густину енергије, расуту топлоту и велику зону{3}}захваћену топлотом; док ласерско заваривање и заваривање плазма луком имају концентрисану енергију и малу зону{4}}захваћену топлотом.
Уложена топлота заваривања се односи на топлоту добијену по јединици дужине шава, израчунату по формули Е=60ИУ/(вη), где је И струја заваривања, У је напон заваривања, в је брзина заваривања, а η је топлотна ефикасност. Током процеса заваривања носача за заваривање, прекомерни унос топлоте ће повећати вршну температуру, успорити брзину хлађења, проширити зону{2}}захваћену топлотом и груба зрна, чиме ће се смањити жилавост; недовољан унос топлоте ће убрзати брзину хлађења, лако довести до стварања очврслих структура и хладних пукотина.
У производњи одзаваривање боомс, неопходно је прецизно контролисати међупролазну температуру и усвојити одговарајуће процесе предгревања и после{0}}загревања. За дебеле челичне плоче, потребно је претходно загревање да се надокнади повећана стопа губитка топлоте и спречи стварање хладних пукотина. Окружење заваривања такође захтева строгу контролу, укључујући захтеве као што су интензитет осветљења у радном подручју, брзина ветра испод 2м/с и влажност испод 60%.
ИИИ. Контрола грешака у заваривању и стратегије гаранције перформанси гране за заваривање
Дефекти заваривања су у суштини манифестације-неконтролисаних-металуршких процеса или неуравнотежених термичких процеса. Уобичајени дефекти носача за заваривање укључују порозност, укључивање шљаке, пукотине и подрезивање. Порозност су рупе које настају када растворени гасови у растопљеном базену не успеју да побегну током хлађења и очвршћавања, док инклузија шљаке потиче од оксида и сулфида насталих металуршким реакцијама који не успевају да испливају на површину растопљеног базена на време.
Пукотине су подељене у две категорије: топле пукотине и хладне пукотине. Вруће пукотине су узроковане формирањем течних филмова услед обогаћивања елемената ниске{1}}тачке-тачке на границама зрна и пуцања под напоном заваривања; хладне пукотине настају услед формирања очврслих структура изазваних прекомерном брзином хлађења и акумулацијом дифузионог водоника. Да би се обезбедила поузданост перформансигране за заваривање, неопходно је систематски процењивати механичка својства спојева, укључујући чврстоћу, жилавост, пластичност и тврдоћу.
Заварени спој се састоји од три дела: метала шава, зоне фузије и зоне{0}}захваћене топлотом, а њен укупни учинак је свеобухватан одраз та три дела. Зона фузије је слаба карика споја, која је склона да постане место иницијације пукотине због неуједначене структуре и крупних зрна. Усвајањем разумних редоследа заваривања и параметара процеса, као што је оптимизован процес коришћења пет-повратног заваривања за заваривање корена и два-заваривања са централном симетријом са два дела за заваривање поклопцима, заостали напон и деформације заваривања могу се ефикасно смањити. Са технолошким напретком, ефикасност производње и стабилност квалитета производа заваривачких грана ће бити знатно побољшани.
