O termo “componente de chapa fina” normalmente se refere a peças fabricadas por soldagem de placas de aço com espessura inferior a 4 mm, incluindo aço inoxidável, chapa galvanizada e estanho. Exemplos de tais componentes produzidos por nossa fábrica incluem hangares de rolos, câmaras de acionamento e câmaras de acionamento de escavadeiras.
Controlar e evitar distorções de soldagem em compósitos de chapas finas requer habilidades técnicas avançadas. As discussões a seguir baseiam-se em nosso consenso e destinam-se apenas para fins de referência.
Causas de distorção de soldagem
A soldagem a arco é um processo que envolve rápido aquecimento e resfriamento, o que pode resultar em distorção irregular durante ou após a soldagem.
Os principais fatores que afetam a distorção da soldagem são a distorção térmica e a rigidez do componente soldado. A distorção térmica durante a soldagem é controlada pela rigidez do componente, levando à distorção plástica compressiva e à distorção residual da soldagem.
1) Fatores que afetam a distorção térmica da soldagem.
- Método de soldagem.
Diferentes métodos de soldagem produzem campos de temperatura variados, resultando em diferentes distorções térmicas.
De modo geral, a soldagem automática é mais focada em comparação com a soldagem manual, produzindo um resultado mais estreito e menos distorcido. Ao usar um fio de soldagem fino e alta densidade de corrente com proteção de gás CO2, a concentração de calor resultante na soldagem protegida com gás CO2 causa menos distorção.
- Parâmetros de soldagem
Os fatores que influenciam a distorção da soldagem incluem corrente de soldagem, tensão do arco e velocidade de soldagem.
A quantidade de distorção de soldagem aumenta com o aumento da energia da linha. Uma corrente de soldagem e uma tensão de arco mais altas resultam em maior distorção de soldagem, enquanto o aumento da velocidade de soldagem reduz a distorção de soldagem.
Dos três parâmetros, a tensão do arco tem um impacto significativo na distorção da soldagem. Portanto, o uso de baixa tensão, alta velocidade e alta densidade de corrente na soldagem automática resulta em menor distorção de soldagem.
- Quantidade da costura de soldagem e tamanho da seção transversal.
Quanto maior o número de costuras de soldagem e maior o tamanho da seção transversal, maior será a distorção da soldagem.
- Método de operação.
A soldagem contínua e a soldagem intermitente resultam em diferentes campos de temperatura, levando a diferentes distorções térmicas.
Normalmente, a soldagem contínua resulta em distorções maiores, enquanto a soldagem descontínua produz distorções mínimas.
- Propriedades físicas térmicas dos materiais.
Diferentes materiais têm condutividade térmica, calor específico e coeficientes de expansão variados, o que resulta em diferentes distorções térmicas e de soldagem.
2) Fatores que afetam o coeficiente de rigidez de componentes soldados
O tamanho e a forma dos componentes
À medida que a rigidez de um componente aumenta, a sua distorção de soldadura diminui.
Aplicação de braçadeiras para pneus
As braçadeiras para pneus podem ser usadas para aumentar a rigidez de um componente, resultando na redução da distorção de soldagem.
Procedimento de soldagem de montagem
O processo de soldagem de montagem pode alterar a rigidez e a posição do centro de gravidade dos componentes durante os diferentes estágios da montagem, o que impacta significativamente a distorção de soldagem dos componentes de controle.
Em geral, os componentes tendem a sofrer maior distorção de soldagem sob condições relaxadas e menor distorção de soldagem sob condições apertadas.
Tipos de distorção de soldagem de chapa de aço estrutural
A distorção de soldagem de qualquer estrutura de aço pode ser classificada em dois tipos: distorção geral e distorção parcial.
A distorção geral refere-se a alterações no tamanho ou forma de um componente após a soldagem, incluindo encolhimento longitudinal e transversal, o que resulta em uma redução do tamanho total, distorção de flexão (como curvatura e flacidez) e outros tipos de distorção.
Distorção parcial refere-se à distorção que ocorre em áreas específicas após a soldagem, incluindo distorção angular e distorção de onda.
Princípios e métodos para controlar a distorção de soldagem em chapas de aço estruturais
Os dois principais fatores que afetam a distorção residual da soldagem são a distorção térmica e a rigidez dos componentes durante o processo de soldagem. Como resultado, não é possível eliminar completamente a distorção da soldagem.
Para controlar a distorção residual da soldagem, tanto o projeto dos componentes de chapa fina quanto as técnicas de construção devem ser considerados. O projeto de componentes de chapa fina não deve apenas atender aos requisitos de resistência e desempenho, mas também minimizar a distorção de soldagem e as horas de trabalho.
Otimizar o layout das juntas da laje é crucial para reduzir a distorção da soldagem. As propriedades técnicas das juntas também devem ser levadas em consideração durante o projeto, pois ignorar essas propriedades pode facilmente levar à distorção da soldagem.
O processo de soldagem é um aspecto significativo da construção de estruturas de aço, e um processo de soldagem bem planejado pode efetivamente reduzir a distorção da soldagem e a concentração de tensões.
Para controlar a distorção da soldagem, devem ser tomadas as seguintes medidas:
- Dividir os componentes em seções menores pode distribuir a distorção da soldagem e facilitar o controle e a correção.
- O layout do eixo simétrico ou quase neutro das costuras de soldagem pode reduzir a distorção e a distorção excessiva por flexão após a soldagem.
- Usar um pé de soldagem pequeno e soldas curtas para cada costura de soldagem principal pode ajudar a controlar a distorção.
- Evitar a concentração excessiva e o layout cruzado das costuras de soldagem pode reduzir a distorção.
- Usar placas de aço largas e longas tanto quanto possível ou reduzir o número de costuras de soldagem também pode ajudar a controlar a distorção da soldagem.
Os métodos para controlar a distorção de soldagem de componentes de chapa fina são:
- Montagem de componentes sem esforço de montagem.
- Utilizando soldagem automática e outras tecnologias de soldagem com proteção de gás, como a avançada soldagem de proteção MAG com mistura de gás Ar + CO2.
- Selecionar parâmetros de especificação de soldagem apropriados e sequência de soldagem de montagem, reduzindo o fornecimento de fio de solda e ajustando corrente, tensão e polaridade (geralmente usando polaridade reversa CC ou polaridade positiva CC). Soldar primeiro as costuras curtas, depois as costuras longas, usando soldagem passo a passo de dentro para fora.
- Implementação de métodos apropriados de fixação rígida e métodos anti-distorção para reduzir a distorção.
Retificação de distorções de soldagem de peças estruturais finas
Na fabricação de estruturas de aço, mesmo com medidas tomadas para controlar a distorção da soldagem através do projeto de componentes e técnicas de construção, a distorção da soldagem ainda é inevitável. Qualquer distorção de soldagem que exceda os requisitos do projeto deve ser corrigida.
A correção é limitada à correção de distorções específicas, como distorção angular, distorção de flexão e distorção de onda. Distorções gerais, como encolhimento longitudinal e transversal, só podem ser compensadas através de blanks ou tolerâncias de montagem.
A correção mecânica de estruturas de aço pode causar endurecimento do metal e consumir reservas de material, por isso só é adequada para materiais com boa plasticidade. Na prática, prensas hidráulicas e de fricção em grande escala podem ser utilizadas para correção mecânica.
A correção de chama pode corrigir a distorção geral do componente, causando compressão irreversível e distorção plástica na peça metálica soldada resfriada. No entanto, este método também consome plasticidade, por isso deve ser usado com cautela para materiais frágeis ou plásticos.
A temperatura de aquecimento da chama deve ser devidamente controlada. Uma temperatura muito alta reduzirá as propriedades mecânicas do material, enquanto uma temperatura muito baixa diminuirá a eficiência da correção.
A velocidade de resfriamento não afeta a eficiência da correção, portanto, a água pode ser pulverizada durante o aquecimento para melhorar a eficiência de trabalho e aumentar o efeito de correção.
Concluindo, a distorção da soldagem é inevitável na fabricação de estruturas de aço e só pode ser controlada através de métodos e medidas eficazes e corrigida se exceder os requisitos de tolerância. Isto garante a qualidade da estrutura de aço e a eficiência económica.
