10 kritiskas tērauda konstrukciju metināšanas problēmas un pilnīga traucējummeklēšana

1. Metināto tērauda savienojumu priekšrocības un trūkumi

Metināšanas savienojums ir visplašāk izmantotā savienojuma forma mūsdienu tērauda konstrukcijām, taču tam ir raksturīgi plusi un mīnusi, kas pilnībā jāņem vērā projektēšanā:

Galvenās priekšrocības

1. Vienkāršs konstrukcijas izkārtojums, bez skrūvju caurumu griešanas, pilnīga šķērsgriezuma saglabāšana, augstāks tērauda izmantošanas līmenis

2. Augsta vispārējā stingrība un laba hermētiskā veiktspēja, piemērota konteineriem, cauruļvadiem un noslēgtām konstrukcijas daļām

3. Daudzveidīgi metināšanas procesi, tostarp SAW, MIG/MAG un MMA, viegli realizējama automātiska robotizēta metināšana masveida ražošanai

4. Elastīga savienojuma forma, kas spēj veikt sarežģītu neregulāru strukturālu savienošanu

Galvenie trūkumi un slēptie riski

1. Nevienmērīga karsēšana veido karstuma skartās zonas (HAZ), mainot metāla graudu struktūru un radot lokālu trauslumu

2. Liels atlikušais stiepes spriegums un paliekoša deformācija pēc dzesēšanas, samazinot kompresijas elementu nestspēju

3. Augsta plaisu jutība; mazas iekšējās plaisas viegli izplešas zem slodzes, izraisot vispārēju konstrukcijas bojājumu

4. Acīmredzams zemas temperatūras aukstuma trausluma risks, nav piemērots īpaši zemas temperatūras āra konstrukcijām bez procesa optimizācijas

2. Tērauda metināmības un oglekļa ekvivalenta novērtēšanas standarts

Tērauda metināmība nosaka, vai normālos būvniecības apstākļos var iegūt augstas kvalitātes bezdefektu metināšanas šuves, ko galvenokārt ietekmē ķīmiskais sastāvs, velmēšanas tehnoloģija un plāksnes biezums.

Oglekļa ekvivalents (Ceq) ir galvenais novērtējuma indekss:

• Zema Ceq vērtība: zema sacietēšanas tendence, lieliska metināmība, plānām plāksnēm nav nepieciešama iepriekšēja uzsildīšana

• Augsta Ceq vērtība: nopietns sacietēšanas risks, nosliece uz aukstām plaisām; obligāta priekšsildīšana un lēna dzesēšana, kas nepieciešama biezām plāksnēm

Projektētājiem ir jāaprēķina oglekļa ekvivalents pirms metināšanas procedūru formulēšanas, lai tā atbilstu atbilstošajai priekšsildīšanas temperatūrai, metināšanas stieplei un plūsmas materiāliem.

3. Metināšanas atlikušais spriegums un deformācija: ģenerēšanas mehānisms un kontroles pasākumi

Metināšana ir nevienmērīgs ātrs sildīšanas-dzesēšanas cikls: metināšanas zona strauji izplešas augstā temperatūrā, kamēr parastais metāls paliek auksts, dzesēšanas laikā to ierobežo apkārtējais tērauds, veidojot garenvirziena un šķērsvirziena atlikušo saraušanās spriegumu un struktūras lieces/vērpšanas deformāciju.

Dizaina optimizācijas pasākumi

1. Izkliedējiet metināšanas šuvju izkārtojumu, izvairieties no vairāku metināšanas šuvju trīsdimensiju krustošanās, lai novērstu stresa koncentrāciju

2. Samaziniet lieko metinājuma izmēru, saprātīgi kontrolējiet metināšanas slodzi

3. Iestatiet reljefa caurumus stingrības krustošanās pozīcijās, lai atvienotu sekundārās metināšanas šuves un izvairītos no saraušanās stresa.

Procesu kontroles metodes uz vietas

1. Optimizējiet metināšanas secību: metināšanas izlaišana, segmentētā aizmugures metināšana, slāņainā daudzkārtu metināšana, lai līdzsvarotu saraušanās spēku

2. Iepriekš iestatīta apgrieztās deformācijas nobīde, lai novērstu dabisko metināšanas saraušanos

3. Ieviesiet priekšsildīšanu pirms metināšanas un pēckarsēšanas rūdīšanu, lai atbrīvotu iekšējo atlikušo spriegumu

4. Trīs galvenie metināšanas procesi tērauda konstrukciju izgatavošanai

1) Manuālā metāla loka metināšana (MMA)

Zemas aprīkojuma izmaksas, elastīga pilnas pozīcijas darbība sarežģītiem maziem komponentiem. Metināšanas stieņa pārklājums rada aizsargājošus izdedžus un gāzi, lai izolētu gaisu. Trūkumi: zema efektivitāte, nestabila manuāla formēšana, galvenokārt tiek izmantota montāžas un remonta metināšanai uz vietas.

2) Iegremdētā loka metināšana (SAW)

Loka apdegumi granulu plūsmas ietekmē, koncentrēts karstums, dziļa iespiešanās, minimāla deformācija, īpaši augsta efektivitāte biezām taisnām un garām šuvēm. Plaši izmanto H-siju, lielu tērauda plākšņu savienošanai rūpnīcās, piemērota tikai plakanai/horizontālai metināšanai ar palīgierīcēm.

3) Gāzes metāla loka metināšana (GMAW/MIG/MAG)

Aizsarggāze izolē izkusušo baseinu, stabilu loku, gludu metinājuma virsmu, atbalsta visu pozīciju metināšanu. Divi darbības režīmi:

• Spiedmetināšana (uz priekšu): sekla iespiešanās, plata plakana sloksne, skaista veidne

• Vilces metināšana (atpakaļ): dziļa iespiešanās, šaurs augsts pastiprinājums, biezu plākšņu sakņu metināšanai

5. Standarta metināšanas simboli un savienojuma/kabatas koda noteikumi

Vienoti starptautiski metināšanas simboli apvieno saziņu starp dizaineriem, tehniķiem un inspektoriem, aptverot metināšanas pozīciju, savienojuma formu un rievas veidu:

1. Metināšanas pozīcijas kods: F (plakans), H (horizontāls), V (vertikāls), O (virs galvas)

2. Galvenais savienojuma kods: B (sastāvs), T (T veida locītava), C (stūris), L (aplis), X (krusts)

3. Rievas kods: I, V, X, K, U, J (U/J rieva plāksnēm, kuru biezums pārsniedz 50 mm)

6. Sešas galvenās tērauda metināšanas defektu kategorijas, cēloņi un labošanas risinājumi

Visi metināšanas defekti tieši samazina konstrukcijas drošību; Tālāk ir norādīti visbiežāk sastopamie defekti tērauda darbnīcās:

1) Plaisas (karstā plaisa un aukstā plaisa)

• Karsta plaisa: pārmērīgs metināšanas karstums, augsts piemaisījumu saturs, koncentrēts saraušanās spriegums

• Aukstā plaisa: Tērauds ar augstu oglekļa ekvivalentu, nepietiekama priekšsildīšana, ātrs dzesēšanas ātrums

• Remonts: Abos galos izurbiet plaisu atdures caurumus, pilnībā noņemiet saplaisājušo metālu un pēc tam atkal metiniet

2) Tukšumi (porainība un krātera saraušanās dobums)

Izraisa rūsa/eļļa uz sagataves virsmas, mitri metināšanas palīgmateriāli, pārmērīgs braukšanas ātrums. Noņemiet poraino slāni un veiciet plākstera metināšanu.

3) Cietie ieslēgumi (izdedžu iekļaušana un volframa iekļaušana)

Daudzslāņu metināšana bez izdedžu tīrīšanas, pārāk maza metināšanas strāva. Pirms atkārtotas metināšanas izrakt iekļaušanas zonu.

4) Kodolsintēzes / caurlaidības trūkums

Pārāk liels braukšanas ātrums, šaura rievu sprauga, zema metināšanas siltuma padeve. Aizmugures griešana un abpusējā metināšana kritiskiem savienojumiem.

5) Formas defekti (pazemināts griezums, pārklāšanās, neatbilstība)

Nepareizs pistoles leņķis, neatbilstoša strāva/spriegums. Noslīpēt defektīvās vietas un kosmētiskā remonta metināšanu.

6) Izdegt, metināšanas lodītes pārplūde

Pārmērīga metināšanas strāva, plāna pamatplāksne, pārāk mazs kustības ātrums. Pēc liekā metāla noņemšanas uzpildiet un pulējiet.

7. Profilakses pasākumi biezu tērauda plākšņu plīsumiem

Slāņu plīsums notiek uz T/šķērssavienojumiem ar plāksnes biezumu ≥20 mm, ko rada stiepes saraušanās spriegums biezuma virzienā. Standarta optimizācijas shēmas:

1. Izmantojiet šauru V/K rievu, lai samazinātu metinājuma uzpildes tilpumu un saraušanās spēku

2. Vienpusējas asimetriskas rievas vietā izmantojiet simetrisku abpusēju rievu

3. Izvelciet nospriegotā tērauda galu ārpus metināšanas zonas, lai pārnestu stiepes spriegumu

4. Nomainiet šķērssavienojumus ar lieta tērauda pārejas segmentiem, lai izvairītos no vairāku virzienu sprieguma superpozīcijas

8. Divas galvenās metināšanas kvalitātes pārbaudes tehnoloģijas

1) Vizuālā pārbaude (VT)

Pirmā pārbaude: ar neapbruņotu aci vai palielināmo stiklu pārbaudiet metinājuma izmēru, virsmas griezumu, plaisas, porainību, novirzi. Visiem projektiem ir jābūt izturētiem pirms iekšējo defektu noteikšanas.

2) Nesagraujošā pārbaude (NDT)

1. Ultraskaņas testēšana (UT): vispārēja iekšējo defektu pārbaude, ātra noteikšana, zemas izmaksas, nosaka defekta atrašanās vietu un dziļumu, izmantojot viļņu formu, plaši izmanto tērauda konstrukciju pārbaudei uz vietas.

2. Radiogrāfiskā pārbaude (RT): X/γ stari iekļūst metinātajā šuvē, veidojot defektu attēlus uz filmas, precīza defekta veida identificēšana. Rentgens plāksnēm līdz 30 mm; γ-stars īpaši biezām sastāvdaļām.

9. Pieņemšanas standarts izlases veida metinājuma paraugu ņemšanai

Tērauda konstrukciju inženierija ievēro vienotus paraugu ņemšanas sprieduma noteikumus:

1. Nekvalificēta likme ＜2%: tiek pieņemta visa partija

2. Nekvalificēta likme ＞5%: visa partija ir noraidīta, nepieciešama pilnīga pārbaude

3. Nekvalificēta likme 2% ~ 5%: dubultā izlases pārbaude; kopējais nekvalificēto piespēļu skaits ≤3%, pretējā gadījumā noraidīt

4. Jebkura plaisa atklāta: dubultā atkārtota pārbaude; atrasta sekundārā plaisa → visu metināto šuvju pilna pārbaude

10. Secinājums

Tērauda konstrukciju metināšana ietver sistemātisku kontroli no projekta rasēšanas, materiālu izvēles, metināšanas procesa līdz pēcpārbaudei. Mērķtiecīga metināšanas šuvju izkārtojuma, priekšsildīšanas parametru, metināšanas secības un pārbaudes standartu optimizācija var novērst vairāk nekā 95% izplatīto defektu, tostarp deformācijas, plaisas un plaisu plīsumus. Standartizētas būvniecības procedūras ir galvenā konstrukciju ilgtermiņa drošības garantija.

Ja jums ir nepieciešamas pielāgotas metināšanas procesa shēmas, defektu novēršana vai robotizēta metināšanas pārveidošana tērauda ražošanai, sazinieties ar profesionāliem inženieriem pa Heavth.com pilna procesa tehniskajam atbalstam.