Dažniausiai pasitaikančios defektų rūšys, kurios išvengiamos naudojant kokybiškus suvirinamųjų detalių surinkimo komponentus

Porėtumas ir dujų užstrigimas suvirinamųjų detalių surinkimo komponentuose

Šakninės priežastys: apsauginių dujų vientisumas, paviršiaus teršalai bei drėgmė pagrindinėse / papildomose medžiagose

Porėtumas – dujų maišeliai, įstrigę suvirinimo siūlėje – pažeidžia konstrukcinę vientisumą suvirinamųjų detalių surinkimo komponentuose. Šį defektą sukelia trys pagrindiniai veiksniai:

• Apsauginių dujų gedimai : Turbulencija, nuotėkiai ar nepakankamas srauto našumas (mažesnis nei 15–25 CFH) leidžia atmosferos teršalams patekti į suvirinimo zoną.
• Paviršiaus teršalai degalai, rūdas arba pradinės metalų paviršiaus dėmės išsklaido dujas, kai šyla – tai sukelia daugiau nei 60 % porų atvejų.
• Šiltnamio absorbcija drėgnumas pildomuosiuose metaluose ar darbo aplinkoje įveda vandenilį, kuris sukelia po paviršiumi esančias tuštumas.

Patvirtinta prevencija: priešviršijimo valymo protokolai ir argono grynumo kontrolė aliuminio suvirinimo surinkimo detalėms

Porų pašalinimui reikia sistemingų priemonių. Aluminio suvirinimo surinkimo detalėms argono grynumas, viršijantis 99,995 %, neleidžia azoto ir vandenilio prasiskverbti. Papildykite tai šiais veiksmais:

1. Mechaninis valymas nerūdijančiosios plieno šepetėliais šalinamos oksidų dėmės nedelsiant prieš suvirinant.
2. Cheminis degrebinimas acetonu trynimas pašalina angliavandenilių likučius.
3. Pildomųjų metalų saugojimas žemos drėgmės aplinka (<40 % santykinio drėgnumo) riboja drėgmės įsisavinimą.
   Šie veiksmai sumažina poršumo sąlygotą pakartotinę apdorojimą 74 % tiksliausiose surinkimo operacijose.

Skilimai ir konstrukcinės vientisumo nesėkmės suvirintuose detalių surinkimuose

Karštieji ir šaltieji skilimų mechanizmai – likutinės įtempimų, vandenilio kiekio ir jungties konstrukcijos ryšys suvirintuose surinkimuose

Kad būtų galima kontroliuoti suvirinimo įtrūkimus, reikia atskirti karštuosius įtrūkimus, kurie susidaro kietėjant, nuo šaltųjų įtrūkimų, kurie pasireiškia po to, kai medžiaga atvėsta. Karštieji įtrūkimai daugiausia susidaro dėl per didelių likutinių įtempimų metalo viduje, kuriuos medžiaga negali išlaikyti aukštoje temperatūroje. Dažnai šie įtrūkimai prasideda dėl priemaišų suvirinimo baseine, kurios lydosi žemesnėje temperatūroje nei pagrindinė medžiaga. Šaltieji įtrūkimai yra dar pavojingesni ir sunkiau pastebimi. Jie atsiranda dėl vandenilio patekimo į metalą, kuris padaro jį trapų, ypač kai esant įtempimui susidaro kietos mikrostruktūros, formuojamos auštant. Sujungimų konstrukcija čia turi didelę reikšmę. Jei griovteliai neparuošiami tinkamai, įtempimai kaupiasi tam tikruose taškuose. Be to, jei detalė per stipriai fiksuojama auštant, įtrūkimai tampa beveik neišvengiami. Teisingai parinktas papildomasis metalas, gerai suderinamas su pagrindiniu metalu, labai padeda išvengti problemų. Tai ypač svarbu svarbioms konstrukcinėms detalėms, kur net mažiausi įtrūkimai gali sukelti katastrofiškus gedimus tiltuose, slėgio indukuose ar bet kokiuose kituose objektuose, kurie laiko kartu didelės reikšmės infrastruktūrą.

Didelės stiprybės plieno paradoksas: Kaip medžiagų pažangos pasiekimai padidina įtrūkimų riziką be tinkamo išankstinio ar poviršinio šilumos apdorojimo

Didelės stiprybės plienai iš tikrųjų sukuria tam tikrą paradoksalų problemą. Kai šie medžiagų tipai tampa stipresni, jie taip pat labiau linkę susidaryti vandenilio sukeltoms šaltoms įtrūkimams. Kuo kietesnis tampa plienas, tuo mažiau lankstus jis tampa, todėl susidaro mikrostruktūros, kurios tiesiog nori suskilti esant likutiniam įtempimui. Jei netinkamai kontroliuosime pirminį įkaitinimą, kad sulėtintume aušinimo procesą, martensitas susidaro vietose, kurios tampa trapios vandenilio atomų spąstai. Būtent čia į žaidimą įeina po suvirinimo šiluminis apdorojimas. Šis procesas esminiu būdu suminkština tuos užkietėjusius plotus ir leidžia įstrigusiam vandeniliui išeiti. Pramonės standartai nustato pirminį įkaitinimą nuo 250 iki 300 laipsnių Celsijaus, o šiluminį apdorojimą – apie 620 laipsnių. Šios temperatūrų ribos sumažina įtrūkimus daugiau nei 60 procentų užkietintuose plienuose, todėl jos yra visiškai būtinos visiems, kurie dirba su tiksliaisiais detalėmis, pagamintomis iš šiuolaikinių lydinių kombinacijų.

Geometriniai defektai, turintys įtakos suvirintų detalių pritaikymui ir veikimui

Įbrėžimai, nepilna suvirinimo vieta ir perdegimai: kelio greičio, šilumos įvesties ir sujungimo tikslumo klaidų diagnozavimas

Geometriniai defektai – tokie kaip įbrėžimai, nepilna suvirinimo vieta ir perdegimai – tiesiogiai pažeidžia konstrukcinę vientisumą ir matmeninę tikslumą suvirintose detalėse. Šie trūkumai kyla dėl trijų tarpusavyje susijusių technologinių kintamųjų:

• Įpjūvis kyla dėl per didelio kelio greičio ar per didelės šilumos įvesties, dėl ko plonėja pagrindinės medžiagos kraštai ir susidaro įtempimų koncentracijos taškai.
• Sujungimo stoka kyla dėl nepakankamos šilumos įvesties, užterštos sujungimo vietos paviršiaus ar netinkamo sujungimo tikslumo (tarpai >1 mm padidina riziką 70 %).
• Perdauga šilumos kyla dėl per didelės šilumos įvesties, kurios plonėja suvirinimo lašas, ypač plonose (<5 mm) detalėse.

Kelionės greičio svyravimai, laikomi ±10 % ribose, sumažina defektų dažnį 34 %, o nesutapimas, viršijantis 0,5 mm, sudaro 60 % geometrinių gedimų sujungimuose. Termalinės stebėsenos sistemos gali įspėti apie temperatūros nuokrypius dar prieš atsirandant defektams, todėl perdaromų detalių parengimo laikas sumažėja 50 %. Kritinės infrastruktūros sujungimams netrukdomosios bandymų (NTB) metodikos išlieka būtinos, kad būtų patikrinta suvirintų jungčių geometrija.

Fiksavimo įrenginių sukelti klaidų ir jų poveikis suvirintų dalių kokybei

Kaip fiksavimo įrenginių ausis, šiluminis išsivertimas ir nesutapimas sukelia brangų perdaromų detalių poreikį didelėse serijose gaminant suvirintas detales

Senos tvirtinimo įrangos, šilumos sukeltos deformacijos problemos ir suvirinamų detalių išsidėstymo netikslumai kartu sudaro apytiksliai 20–25 % visų pastebėtų defektų suvirintose detalėse, todėl didelėse serijose gamintiems gaminiams reikia brangaus pakartotinio apdorojimo. Kai tvirtinimo įranga pradeda dėvėtis, jos gebėjimas tiksliai laikyti dalis greitai mažėja. Net nedideliai judėjimai, pvz., 0,2 mm, gali visiškai sugadinti suvirinimus, dėl ko atsiranda nemaloniai įgilėjimai arba vietos, kur metalas tiesiog nepasijungia tinkamai. Problema dar labiau paaštrėja dėl šiluminio plėtimosi. Medžiagos, būdamos suvirinamos, paprastai plečiasi skirtingais tempais, todėl proceso viduryje viskas pradeda „išsilyginti“, o kartais net perdegama plona lakštinė medžiaga. Jei detalės nėra tinkamai išlygiuotos dėl netinkamo suveržimo, jos galutinė padėtis žymiai viršija leistinus nuokrypius, todėl darbininkams tenka išmontuoti visus surinktus mazgus ir pradėti viską iš naujo. Šio tipo defektų taisymas įmonėms kainuoja apytiksliai po 700 JAV dolerių kiekvienam, įskaitant tiek prarastas medžiagas, tiek papildomus darbo valandų sąnaudas. Gamyklose, kur kasdien gaminama tūkstančiai vienetų, šie nedideli klaidų kiekiai greitai susikaupia, dažnai kiekvienais metais keldami šimtus tūkstančių dolerių nuostolių, kol kas nors tai pastebi. Yra trys pagrindiniai gamintojų priemonių būdai, kuriais galima sumažinti šias problemas:

• Iškraipymams atsparūs tvirtinimo įtaisai su keraminiais dėžėmis atlaiko šiluminį ciklinimą
• Lazerio vedamieji lygiavimo sistemos realiuoju laiku aptinka mikroninio lygio poslinkius
• Profilaktiniai priežiūros protokolai keičiant nusidėvėjusius pozicionuotojus kas 500 ciklų
  Šios priemonės sumažina pakartotinio apdorojimo rodiklį 67 %, tuo pat metu išlaikant našumą – tai ypač svarbu automobilių ir aviacijos pramonės suvirinamųjų detalių surinkimo procesuose, kur geometrinė tikslumas lemia funkcionalią saugą.