Ձուլման թերություն. Մետաղական ձուլման տեսակները, պատճառները և կանխարգելումը

Ձուլման թերությունը մետաղի մեջ ձևավորվող անկատարություն կամ անհամապատասխանություն է ձուլման ընթացքում։ ձուլման գործընթաց, ազդելով վերջնական արտադրանքի որակի և գործառույթի վրա։ Այս թերությունները կարող են դրսևորվել որպես անցքեր, ճաքեր, ավելորդ մետաղ կամ կոպիտ բծեր, որոնցից յուրաքանչյուրը պայմանավորված է կաղապարի, մետաղի կամ ձուլարանում առկա պայմանների հետ կապված տարբեր խնդիրներով։

Իմանալով, թե ինչն է առաջացնում այս խնդիրները և ինչպես դրանք հայտնաբերել, արտադրողները կարող են խնայել ժամանակ, նվազեցնել թափոնները և բարելավել իրենց արտադրանքի ամրությունն ու տեսքը: Ընթերցողները կբացահայտեն ձուլման թերությունների ամենատարածված տեսակները, դրանց պատճառները և պարզ քայլերը դրանք կանխելու համար:

Ձուլման թերությունների տարածված տեսակները

Ձուլման թերությունները լինում են բազմաթիվ ձևերի, որոնցից յուրաքանչյուրը պայմանավորված է ձուլման գործընթացի տարբեր խնդիրներով: Այս թերությունների հասկանալը օգնում է գտնել դրանց պատճառները և բարելավել ձուլման որակը:

Ծակոտկենություն և գազի հետ կապված թերություններ

Ծակոտկենությունը վերաբերում է ձուլվածքի ներսում առկա փոքր անցքերին կամ խոռոչներին։ Այս անցքերը թուլացնում են մետաղը և կարող են հանգեցնել արտադրանքի փչացման։ Գազային ծակոտկենությունն առաջանում է, երբ գազերը խցանվում են հալված մետաղի մեջ և չեն կարող դուրս գալ մինչև մետաղի պնդանալը։

Կան ծակոտկենության մի քանի ձևեր՝

• Գազի ծակոտկենություն՝ Սովորաբար մետաղի ներսում կլոր անցքեր են երևում։
• Փչող անցքեր՝ Ավելի մեծ գազային գրպաններ մակերեսի մոտ կամ ներսում։
• Գնդիկավոր անցքեր: Մակերեսին փոքրիկ, հաճախ մակերեսային անցքեր։

Պատճառներից են կաղապարի մեջ խոնավության բարձր պարունակությունը, արագ թափումը կամ մետաղի աղտոտումը: Հաճախակի մեղավորները կուտակված օդն են կամ գազերը, ինչպիսին է ջրածինը:

Կծկում և խոռոչի առաջացում

Կծկման թերությունները առաջանում են մետաղի սառչելու և կծկվելու ընթացքում: Քանի որ մետաղը փոխում է իր չափսը պնդացման ընթացքում, եթե այն չի ստանում բավարար քանակությամբ սնուցող մետաղ սառեցման ընթացքում, այն առաջացնում է դատարկ տարածություններ, որոնք հայտնի են որպես կծկման խոռոչներ:

• Կծկման խոռոչ. Մեծ ներքին խոռոչներ, հաճախ անկանոն ձևի։
• Կծկման ծակոտկենություն՝ Ավելի փոքր, ցրված դատարկություններ։
• Տաք արցունքներ/տաք ճաքեր. Ճաքեր, որոնք առաջանում են, երբ մետաղը դեռ փափուկ է անհավասար սառեցման կամ կաղապարի նախագծման խնդիրների պատճառով։

Բորբոսի նյութի և մակերեսի թերությունները

Այս թերությունները առաջանում են ավազի կամ կաղապարի պատրաստման համար օգտագործվող քիմիական նյութերի հետ կապված խնդիրներից։

• Կտրվածքներ և լվացումներ՝ Բարձրացված կամ ակոսավոր հատվածներ, որտեղ արագ շարժվող մետաղը քայքայում է կաղապարի մի մասը։
• Մետաղի ներթափանցում. Հալված մետաղը ներթափանցում է ավազահատիկների տարածությունների մեջ՝ ստեղծելով կոպիտ մակերես։
• Կաթիլներ: Կաղապարի մեջ ընկնող չամրացված ավազի հետևանքով առաջացած գնդիկներ կամ ուռուցիկներ։
• Լուսարձակ/թևիկ: Բաժանման գծերում լրացուցիչ մետաղի բարակ շերտեր։
• Առնետի պոչեր, ճարմանդներ և երակներ՝ Ալիքավոր գծեր, ուռուցիկներ կամ ակոսներ մակերեսի վրա՝ առաջացած բորբոսի տարածումից։
• ուռում է: Մետաղի ճնշման տակ բորբոսի փլուզման հետևանքով առաջացած ուռուցիկ մակերեսներ։
• Տեղաշարժ կամ անհամապատասխանություն. Ձուլվածքի մասերի միջև անհամապատասխանություն, որը հանգեցնում է ձուլման մեջ աստիճանների առաջացմանը։

Սառը փակում և անավարտ լցոնում

Սառը փակումները և խափանումները տեղի են ունենում, երբ հալված մետաղը չի կարողանում ամբողջությամբ լցնել կաղապարի խոռոչը։

• Սառը փակում. Մետաղի երկու հոսքերը լիովին չեն միաձուլվում՝ ստեղծելով թույլ գիծ կամ կար։
• Միսրուն. Մետաղը պնդանում է նախքան բոլոր տարածքներին հասնելը, ինչի արդյունքում ստացվում է անավարտ ձուլվածք։
• Անավարտ ձուլում. Բացակայող մասեր կամ եզրեր՝ ցածր լցման ջերմաստիճանի կամ դանդաղ հոսքի պատճառով։
• Միաձուլման թերություն. Մետաղը լավ չի կապվում կաղապարի հետ, ինչը թույլ գոտիներ է առաջացնում։

Պատճառներ ներառում են մետաղի ցածր ջերմաստիճան, դանդաղ թափում, դարպասների վատ դիզայն կամ ձուլման մեջ չափազանց բարակ հատվածներ։

Պատճառներ և ազդող գործոններ

Ձուլման թերությունները հաճախ առաջանում են կաղապարի պատրաստման, մետաղի լցվելու, համակարգերի նախագծման և օգտագործվող նյութերի եղանակից։ Յուրաքանչյուր գործոն անմիջականորեն ազդում է վերջնական ձուլման արդյունքի կառուցվածքի, մակերեսի և հատկությունների վրա։

Ձևավորման և պատրաստման ձև

Ձուլվածքի նախագծումը և նախապատրաստումը որոշում են, թե որքան լավ է հալված մետաղը լցնում կաղապարը կաղապարի խոռոչ և պնդանում է: Կաղապարի վատ դիզայնը կարող է առաջացնել խնդիրներ, ինչպիսիք են թերի լցոնումը, ծակոտկենությունը կամ նույնիսկ ճաքերը:

Ձուլվածքի երկրաչափությունը, ներառյալ սուր անկյունների կամ հաստության հանկարծակի փոփոխությունների առկայությունը, մեծացնում է տաք կամ կոշտ կետերի առաջացման հավանականությունը: Այս հատվածները սառչում են տարբեր արագությամբ, երբեմն առաջացնելով կծկման խոռոչներ կամ մնացորդային լարվածություն: Ձուլվածքի նյութը նույնպես կարևոր է. ցածրորակ կամ անպատշաճ պատրաստված ձուլվածքը կարող է հանգեցնել ձուլվածքի նյութի թերությունների կամ թերություններ առաջացնել ձուլման մակերեսին:

Ձուլվածքի մակերեսի պատշաճ մշակմանը ուշադրություն դարձնելը օգնում է նվազագույնի հասցնել կոպիտ ձուլված մակերեսների և ավազի կուտակումը: Օգտագործելուց առաջ ձուլվածքի խոռոչի մանրակրկիտ մաքրումը և ստուգումը, ինչպես նաև բարձրորակ նյութերի օգտագործումը, նվազեցնում են ներդրված բեկորների կամ միջուկի տեղաշարժի ռիսկը:

Մետաղի լցման պարամետրեր

Մետաղի թափման եղանակը, ներառյալ թափման ջերմաստիճանը և արագությունը, կարևոր քայլ է: Եթե ջերմաստիճանը չափազանց ցածր է, մետաղը կարող է լավ չհոսել, ինչը կարող է առաջացնել սխալներ կամ սառը փակումներ: Եթե այն չափազանց բարձր է, կարող է առաջանալ գազի չափազանց մեծ կլանում կամ բորբոսի էրոզիա:

Լցման արագությունը պետք է լավ վերահսկվի: Չափազանց արագ լցնելը կարող է առաջացնել տուրբուլենտություն, որը կլանում է գազերը և օքսիդացնում համաձուլվածքը, ինչը հանգեցնում է գազի ծակոտկենության կամ ներառումների: Չափազանց դանդաղ լցնելը մեծացնում է մետաղի անկանոն պնդացման կամ կաղապարի խոռոչի բոլոր հատվածներին չհասնելու ռիսկը:

Ձուլվածքները համապատասխան ջերմաստիճանների նախապես տաքացնելը և մետաղի ջերմաստիճանի ճշգրիտ մոնիթորինգը նվազեցնում են ինչպես ջերմային ցնցումները, այնպես էլ մետաղի թափման թերությունները: Լցման ընթացքում կայունության պահպանումը նպաստում է ավելի քիչ թերություններով ձուլվածքների ստացմանը:

Դարպասների և օդափոխման համակարգեր

Լավ նախագծված դարպասային համակարգը ուղղորդում է հալված մետաղի հոսքը դեպի կաղապարի խոռոչը: Ռազմավարական վայրերում տեղադրված բարձրացնող մեխանիզմներ, վազորդներ և դարպասներ օգտագործող դարպասային համակարգերը նպաստում են ուղղորդված պնդացմանը և նվազեցնում են կծկման և ծակոտկենության հավանականությունը:

Օդափոխությունը նույնպես կարևոր է: Անբավարար օդափոխությունը գազերը թակարդում է կաղապարի մեջ, ինչը հանգեցնում է ծակոտկենության կամ թերի լցման: Օդափոխիչների, ֆիլտրերի և հավասարակշռված դարպասային համակարգի օգտագործումը նպաստում է մետաղի սահուն ուղղորդմանը և գազերի դուրս գալուն:

Համաձուլվածքների և մետաղագործության գործոններ

Համաձուլվածքի քիմիական կազմը ազդում է ձուլման ունակության, ամրության և թերությունների նկատմամբ դիմադրության վրա: Որոշ կազմություններ ավելի հակված են մետաղագործական թերությունների, ինչպիսիք են տարանջատումը, տաք պատռվածքները կամ անհարթ հատիկային կառուցվածքները:

Աղտոտված կամ անպատշաճ խառնված մետաղը կարող է գազ կամ ոչ մետաղական ներառուկներ ներմուծել: Եթե հալույթի մաքրությունը չի վերահսկվում, խարամը, օքսիդները և այլ խառնուրդները կարող են ներթափանցել ձուլվածքի մեջ:

Հավելանյութերը և զտող նյութերը հաճախ օգտագործվում են համաձուլվածքի կառուցվածքը բարելավելու և ձուլման ընթացքում անցանկալի ռեակցիաները նվազեցնելու համար: համաձուլվածքի կազմը, գազազերծման մշակումը և մշակման համակարգերի մաքուր պահպանումը կարևոր են մետաղագործական թերությունները սահմանափակելու և միատարր պնդացումն ապահովելու համար՝ առանց մնացորդային լարում առաջացնելու։

Հայտնաբերում, կանխարգելում և որակի բարելավում

Ձուլման թերությունների ճշգրիտ հայտնաբերումը և կանխարգելումը կարևոր են ամուր և հուսալի մետաղական արտադրանք ստանալու համար: Ճիշտ ստուգման մեթոդների կիրառումը և որակի վերահսկողություն կարող է նվազեցնել խարամի կուտակումների և այլ թերությունների նման խնդիրների ռիսկը։

Ստուգման և հայտնաբերման մեթոդներ

Ստուգումը ձուլվածքների թերությունները հայտնաբերելու առաջին քայլն է: Ձուլարանները օգտագործում են ինչպես տեսողական, այնպես էլ առաջադեմ ոչ ապակառուցողական փորձարկման (NDT) մեթոդներ՝ թերությունները ստուգելու համար: Տեսողական զննում օգնում է գտնել մակերեսային ճաքեր, խարամ կամ ներառումներ։ Այն արագ է, բայց կարող է բաց թողնել փոքր կամ թաքնված թերությունները։

Ոչ դեստրուկտիվ փորձարկում Ռենտգենյան կամ ուլտրաձայնային հետազոտությունների նման մեթոդները թույլ են տալիս տեսուչներին նայել ձուլվածքի ներսը՝ առանց այն վնասելու: Այս փորձարկումները կարող են հայտնաբերել ստորգետնյա խնդիրներ, ինչպիսիք են գազի ծակոտկենությունը կամ ներքին ներառումները, որոնք դրսից տեսանելի չեն: Մագնիսական մասնիկների փորձարկում օգտակար է սև մետաղների մակերեսին ճաքեր կամ կարեր գտնելու համար։

Ավտոմատացված ստուգման համակարգերը, ներառյալ տեսախցիկներն ու սենսորները, կարող են ստուգել որակը արտադրության ընթացքում: Այս իրական ժամանակի մոնիթորինգը կարող է հայտնաբերել այնպիսի թերություններ, ինչպիսիք են երկայնական ճաքերը կամ սխալ ընթացքը, նախքան արտադրանքը հաջորդ փուլ անցնի:

Կանխարգելիչ ռազմավարություններ ձուլարանային պրակտիկայում

Կանխարգելումը սկսվում է ուշադիր պլանավորումից և լավ ձուլման պրակտիկաՕգտագործելով մաքուր մետաղ, խարամի հեռացումը և կաղապարի ճիշտ նախագծումը նվազեցնում են ներառումների կամ այլ տարածված ձուլման թերությունների առաջացման ռիսկը: Լցման ընթացքում տուրբուլենտության նվազեցումը օգնում է պահպանել օտար մարմին կաղապարի մեջ մտնելուց։

Ջերմաստիճանի վերահսկումը նույնպես կարևոր է: Մետաղը ճիշտ ջերմաստիճանում լցնելը կանխում է այնպիսի թերություններ, ինչպիսիք են սառը փակումները կամ անսարքությունները: Հալված մետաղի ճիշտ մշակումը և սարքավորումների կանոնավոր մաքրումը կանխում են խարամի առաջացումը և վերջնական արտադրանքի մեջ խրվելը:

Հաճախ անհրաժեշտ է լինում համագործակցություն նախագծող թիմերի և ձուլարանի աշխատողների միջև: Փոքր փոփոխություններ կաղապարի երկրաչափության, դարպասների համակարգերի կամ դրանց օգտագործման մեջ: ֆիլտրեր կարող է զգալիորեն նվազեցնել թերությունները: Գրանցամատյանների պահպանումը և անցյալի սխալներից դասեր քաղելը օգնում են բարելավել գործընթացները:

Որակի վերահսկողություն և շարունակական կատարելագործում

Ձուլարաններում որակի վերահսկման թիմերը կենտրոնանում են պահպանման վրա ձուլման չափանիշներ բարձր։ Նրանք օգտագործում են ստուգման տվյալները՝ թերությունների մակարդակը հետևելու և միտումները բացահայտելու համար։ Վիճակագրական գործընթացների կառավարում (SPC) սովորաբար օգտագործվում է ջերմաստիճանի, կազմի և թափման արագության տատանումները դիտարկելու համար։

Շարունակական կատարելագործումը նշանակում է արտադրության քայլերի վերանայում և ժամանակի ընթացքում փոքր փոփոխություններ կատարելը: Հետադարձ կապի ցիկլերը ապահովում են, որ թերություններից քաղված դասերը օգտագործվեն նոր խմբաքանակներում նույն խնդիրները կանխելու համար: Կանոնավոր վերապատրաստումները ապահովում են, որ անձնակազմը իմանա հայտնաբերման և կանխարգելման ամենաժամանակակից մեթոդները:

Հաճախակի տրվող հարցեր

Ո՞ր միջոցներն են ամենաարդյունավետը ավազի ձուլման թերությունները վերացնելու համար:

Ավազի ձուլման թերությունները, ինչպիսիք են փչման անցքերը և ավազի ներառումները, կարող են նվազեցվել ավազի ավելի լավ նախապատրաստման միջոցով։

Համապատասխան խոնավության և ամրության ավազի օգտագործումը բարելավում է բորբոսի ամբողջականությունԲավարար օդափոխությունը և պատշաճ խցանումը նվազեցնում են գազի առաջացումը: Լցնելուց առաջ կաղապարների և ավազի մաքրությունը նույնպես օգնում է կանխել այս խնդիրներից շատերը:

Որո՞նք են ձուլածո նյութերում հայտնաբերված հինգ ամենատարածված թերությունները։

Ձուլածոների հինգ ամենատարածված թերություններն են ծակոտկենությունը, կծկումը, սխալ հոսքը, սառը փակումները և ավազի ներառումները։

Ծակոտկենությունը դրսևորվում է ձուլվածքի վրա փոքրիկ անցքերի տեսքով: Կծկումը առաջացնում է ներքին ճեղքեր կամ խոռոչներ: Սխալ հոսքը և սառը փակումները հոսքի խնդիրներ են, որոնք հանգեցնում են թերի լցման կամ թույլ միացումների: Ավազի ներառումներ առաջանում են, երբ ավազի մասնիկները խրվում են մետաղի մեջ:

Ի՞նչ ընթացակարգեր են առաջարկվում ձուլվածքների թերությունները պատկերների միջոցով հայտնաբերելու համար։

Տեսողական զննումը մակերեսային թերությունները հայտնաբերելու առաջին քայլն է։

Ներքին թերությունների դեպքում լայնորեն կիրառվում են ռենտգենյան պատկերման կամ ուլտրաձայնային հետազոտության նման մեթոդներ: Թվային պատկերների կամ մեքենայական տեսողության դեպքում առաջադեմ ծրագրային ապահովումը կարող է հայտնաբերել ճաքեր, ծակոտիներ կամ այլ... մակերեսային խնդիրներ ավտոմատ կերպով՝ վերլուծելով ստացված պատկերները անկանոնությունների համար։