溶接は、加熱、圧力の適用、またはその両方の組み合わせとフィラー材料の追加によって、2 つ以上の別々のワークピースの表面間に原子結合を実現する加工技術です。建設重機の重要な部品である溶接ブームの品質は、機械全体の安全性能に直結します。機械的接続とは異なり、溶接は冶金的結合を形成します。その中心条件には、エネルギー条件、環境条件、および結合条件が含まれます。溶接はエネルギー源に応じて、溶融溶接、圧接、ろう付けの 3 つのカテゴリに分類できます。その中でも溶融溶接は最も広く使用されています。溶接ブームの製造、産業用途の90%以上を占めています。
I. 溶接冶金の原理と溶接ブームの材料の選択
溶接冶金学は、溶接プロセス中の溶融池の形成、凝固、相変態、化学組成の変化の法則を研究する重要な理論であり、溶接ブームの性能に決定的な役割を果たします。溶接ブームの溶融池は、体積が小さく、高温、存在時間が短く、冷却速度が速いという特徴があり、急速な結晶化プロセスを引き起こします。溶接金属の凝固は溶融部の未溶融母材粒子を基にして放熱方向に沿って成長し、面状粒子から柱状粒子まで様々な結晶形態を形成します。熱影響部 (HAZ) は、溶接熱の影響を受けたが溶けていない母材の領域です。その微細構造の変化は加熱温度と冷却速度によって決定され、その結果、溶融ゾーン、過熱ゾーン、焼きならしゾーンなどの異なる領域が生じます。
溶接ブームは、主に BS700MCK2 高張力プレートなどの低{0}}合金高張力鋼-で作られており、降伏強度が 700 MPa 以上で、優れた溶接性、冷間成形性、低温衝撃靱性を備えています。-このタイプの材料は低炭素低合金構造用鋼であり、炭素当量と溶接割れ感受性指数を低減することで優れた溶接性能が得られます。溶接工程中に、溶接ブーム、溶融池金属と周囲の媒体との間で、酸化、還元、窒化などの一連の化学反応が発生します。溶接の合理的な化学組成を確保し、適切な溶接消耗品とプロセス制御を通じて欠陥を回避する必要があります。
II.溶接熱プロセスの法則が溶接ブームの品質に与える影響
溶接熱プロセスは、溶接冶金反応、微細構造変化、および応力変形の原因となります。 -溶接ブームの品質を向上させるには、熱の発生、伝達、放散の法則を徹底的に研究することが重要です。溶接方法が異なれば、熱源の特性には大きな違いがあります。被覆金属アーク溶接は、エネルギー密度が比較的低く、熱が散乱し、熱の影響を受ける領域が大きくなります。-一方、レーザー溶接とプラズマ アーク溶接はエネルギーが集中しており、熱の影響を受ける部分が小さい-。
溶接入熱とは、溶接の単位長さあたりに得られる熱を指し、式 E=60IU/(vη) で計算されます。ここで、I は溶接電流、U は溶接電圧、v は溶接速度、η は熱効率です。溶接ブームの溶接プロセス中、過剰な入熱によりピーク温度が上昇し、冷却速度が遅くなり、熱影響部が拡大し、結晶粒が粗大化して靭性が低下します。-入熱が不十分だと冷却速度が速まり、硬化した組織や低温亀裂が容易に形成されます。
の製造において溶接ブーミリ秒を超えると、パス間温度を正確に制御し、適切な予熱および後加熱プロセスを採用する必要があります。{0}}厚い鋼板の場合、熱損失率の増加を補い、低温割れを防ぐために予熱を実行する必要があります。溶接環境も、作業エリアの照度、風速2m/s以下、湿度60%以下などの厳しい管理が必要です。
Ⅲ．溶接欠陥管理と溶接ブームの性能保証戦略
溶接欠陥は基本的に、制御不能な冶金プロセスまたはアンバランスな熱プロセスの現れです。{0}{1}溶接ブームの一般的な欠陥には、気孔率、スラグ混入、亀裂、アンダーカットなどがあります。気孔は、溶融池内の溶存ガスが冷却および凝固中に逃げられないときに形成される穴であり、一方、スラグ含有物は、冶金反応によって生成され、適時に溶融池の表面に浮上しなかった酸化物および硫化物に由来する。
亀裂は、ホット亀裂とコールド亀裂の 2 つのカテゴリに分類されます。高温亀裂は、粒界での低融点元素の濃縮による液膜の形成と溶接応力による亀裂によって引き起こされます。--低温亀裂は、過剰な冷却速度と拡散性水素の蓄積によって引き起こされる硬化組織の形成によって発生します。性能の信頼性を確保するために、溶接ブーム、強度、靭性、可塑性、硬度などの継手の機械的特性を体系的に評価する必要があります。
溶接継手は、溶接金属、溶融部、熱影響部の 3 つの部分で構成されており、全体的な性能はこれら 3 つを包括的に反映しています。{0}溶融ゾーンは接合部の弱い部分であり、構造が不均一で結晶粒が粗大なため、亀裂が発生しやすい箇所です。ルート溶接に 5 セクションのバックステップ溶接を使用し、キャッピング溶接に 2 セクションの中央対称溶接を使用する最適化プロセスなど、合理的な溶接シーケンスとプロセス パラメータを採用することで、溶接の残留応力と変形を効果的に軽減できます。技術の進歩により、溶接ブームの生産効率と製品の品質の安定性は大幅に向上します。
