El término "componente de placa delgada" generalmente se refiere a piezas fabricadas soldando placas de acero de menos de 4 mm de espesor, incluidos acero inoxidable, láminas de metal galvanizado y estaño. Ejemplos de dichos componentes producidos en nuestra fábrica incluyen hangares de rodillos, cámaras de transmisión y cámaras de transmisión de excavadoras.
Controlar y prevenir distorsiones de soldadura en compuestos de láminas delgadas requiere habilidades técnicas avanzadas. Las siguientes discusiones se basan en nuestro consenso y están destinadas únicamente a fines de referencia.
Causas de la distorsión de la soldadura
La soldadura por arco es un proceso que implica un calentamiento y enfriamiento rápidos, lo que puede provocar una distorsión desigual durante o después de la soldadura.
Los principales factores que afectan la distorsión de la soldadura son la distorsión térmica y la rigidez del componente soldado. La distorsión térmica durante la soldadura está controlada por la rigidez del componente, lo que provoca una distorsión plástica por compresión y una distorsión residual de la soldadura.
1) Factores que afectan la distorsión térmica de la soldadura.
- Método de soldadura.
Los diferentes métodos de soldadura producen campos de temperatura variables, lo que da como resultado diferentes distorsiones térmicas.
En términos generales, la soldadura automática está más enfocada en comparación con la soldadura manual, lo que produce un resultado más estrecho y menos distorsionado. Cuando se utiliza alambre de soldadura delgado y alta densidad de corriente con protección de gas CO2, la concentración de calor resultante en la soldadura protegida con gas CO2 causa menos distorsión.
- Parámetros de soldadura
Los factores que influyen en la distorsión de la soldadura incluyen la corriente de soldadura, el voltaje del arco y la velocidad de soldadura.
La cantidad de distorsión de la soldadura aumenta al aumentar la potencia de la línea. Una corriente de soldadura y un voltaje de arco más altos dan como resultado una mayor distorsión de la soldadura, mientras que el aumento de la velocidad de soldadura reduce la distorsión de la soldadura.
De los tres parámetros, el voltaje del arco tiene un impacto significativo en la distorsión de la soldadura. Por lo tanto, el uso de bajo voltaje, alta velocidad y alta densidad de corriente en la soldadura automática da como resultado una menor distorsión de la soldadura.
- Cantidad de cordones de soldadura y tamaño de la sección transversal.
Cuanto mayor sea el número de cordones de soldadura y mayor sea el tamaño de la sección transversal, mayor será la distorsión de la soldadura.
- Método de operación.
La soldadura continua y la soldadura intermitente dan como resultado diferentes campos de temperatura, lo que genera diferentes distorsiones térmicas.
Normalmente, la soldadura continua produce mayores distorsiones, mientras que la soldadura discontinua produce distorsiones mínimas.
- Propiedades físicas térmicas de los materiales.
Los diferentes materiales tienen diferentes conductividades térmicas, calor específico y coeficientes de expansión, lo que resulta en diferentes distorsiones térmicas y de soldadura.
2) Factores que afectan el coeficiente de rigidez de los componentes soldados.
El tamaño y la forma de los componentes.
A medida que aumenta la rigidez de un componente, disminuye su distorsión de soldadura.
Aplicación de abrazaderas para neumáticos.
Se pueden utilizar abrazaderas para neumáticos para aumentar la rigidez de un componente, lo que reduce la distorsión de la soldadura.
Procedimiento de soldadura de montaje
El proceso de soldadura de ensamblaje puede cambiar la rigidez y la posición del centro de gravedad de los componentes durante las diferentes etapas del ensamblaje, lo que afecta significativamente la distorsión de la soldadura de los componentes de control.
En general, los componentes tienden a experimentar una mayor distorsión de soldadura en condiciones relajadas y menos distorsión de soldadura en condiciones estrechas.
Tipos de distorsión de soldadura de láminas de acero estructural
La deformación por soldadura de cualquier estructura de acero se puede clasificar en dos tipos: deformación general y deformación parcial.
La distorsión general se refiere a cambios en el tamaño o la forma de un componente después de la soldadura, incluida la contracción longitudinal y transversal, que resulta en una reducción del tamaño total, distorsión por flexión (como hundimiento y hundimiento) y otros tipos de distorsión.
La distorsión parcial se refiere a la distorsión que ocurre en áreas específicas después de la soldadura, incluida la distorsión angular y la distorsión ondulatoria.
Principios y métodos para controlar la distorsión de la soldadura en placas de acero estructural
Los dos factores principales que afectan la distorsión residual de la soldadura son la distorsión térmica y la rigidez del componente durante el proceso de soldadura. Como resultado, no es posible eliminar completamente la distorsión de la soldadura.
Para controlar la distorsión residual de la soldadura, se deben considerar tanto el diseño de componentes de placa delgada como las técnicas de construcción. El diseño de componentes de placa delgada no sólo debe cumplir con los requisitos de resistencia y rendimiento, sino también minimizar la distorsión de la soldadura y las horas de trabajo.
Optimizar el diseño de las juntas de losas es crucial para reducir la distorsión de la soldadura. Las propiedades técnicas de las uniones también deben tenerse en cuenta durante el diseño, ya que ignorar estas propiedades puede provocar fácilmente distorsiones en la soldadura.
El proceso de soldadura es un aspecto importante de la construcción de estructuras de acero y un proceso de soldadura bien planificado puede reducir eficazmente la distorsión de la soldadura y la concentración de tensiones.
Para controlar la distorsión de la soldadura se deben tomar las siguientes medidas:
- Dividir los componentes en secciones más pequeñas puede distribuir la distorsión de la soldadura y facilitar su control y corrección.
- La disposición del eje simétrico o casi neutro de las costuras de soldadura puede reducir la distorsión y la distorsión excesiva por flexión después de la soldadura.
- Usar un pie de soldadura pequeño y soldaduras cortas para cada costura de soldadura principal puede ayudar a controlar la distorsión.
- Evitar la concentración excesiva y la disposición cruzada de las costuras de soldadura puede reducir la distorsión.
- Usar placas de acero anchas y largas tanto como sea posible o reducir el número de cordones de soldadura también puede ayudar a controlar la distorsión de la soldadura.
Los métodos para controlar la distorsión de la soldadura de componentes de placas delgadas son:
- Montaje de componentes sin esfuerzo de montaje.
- Utilizando soldadura automática y otras tecnologías de soldadura con protección de gas, como la soldadura con protección MAG avanzada con mezcla de gas Ar + CO2.
- Seleccionar los parámetros de especificación de soldadura apropiados y la secuencia de soldadura del ensamblaje, reducir el suministro de alambre de soldadura y ajustar la corriente, el voltaje y la polaridad (generalmente usando polaridad inversa de CC o polaridad positiva de CC). Suelde primero las costuras cortas y luego las largas, soldando paso a paso de adentro hacia afuera.
- Implementación de métodos de fijación rígida adecuados y métodos antidistorsión para reducir la distorsión.
Rectificación de distorsiones de soldadura de piezas estructurales delgadas.
En la fabricación de estructuras de acero, incluso con medidas tomadas para controlar la distorsión de la soldadura mediante técnicas de diseño y construcción de componentes, la distorsión de la soldadura sigue siendo inevitable. Se debe corregir cualquier distorsión de soldadura que exceda los requisitos de diseño.
La corrección se limita a corregir distorsiones específicas como la distorsión angular, la distorsión por flexión y la distorsión de onda. Las deformaciones generales, como por ejemplo la contracción longitudinal y transversal, sólo pueden compensarse mediante piezas brutas o tolerancias de montaje.
La corrección mecánica de estructuras de acero puede provocar el endurecimiento del metal y consumir reservas de material, por lo que sólo es adecuada para materiales con buena plasticidad. En la práctica, para la corrección mecánica se pueden utilizar prensas hidráulicas y de fricción a gran escala.
La corrección de llama puede corregir la distorsión general del componente, provocando una compresión irreversible y una distorsión plástica en la pieza metálica soldada enfriada. Sin embargo, este método también consume plasticidad, por lo que debe usarse con precaución en materiales quebradizos o plásticos.
La temperatura de calentamiento de la llama debe controlarse adecuadamente. Una temperatura demasiado alta reducirá las propiedades mecánicas del material, mientras que una temperatura demasiado baja disminuirá la eficiencia de la corrección.
La velocidad de enfriamiento no afecta la eficiencia de corrección, por lo tanto, se puede rociar agua durante el calentamiento para mejorar la eficiencia de trabajo y aumentar el efecto de corrección.
En conclusión, la distorsión de la soldadura es inevitable en la fabricación de estructuras de acero y sólo puede controlarse mediante métodos y medidas eficaces y corregirse si supera los requisitos de tolerancia. Esto garantiza la calidad de la estructura de acero y la eficiencia económica.
