Komponen struktural pelat tipis umumnya merujuk pada komponen struktural yang dilas dengan pelat baja (termasuk pelat baja tahan karat, pelat galvanis, dan lembaran besi putih) dengan ketebalan tidak lebih dari 4 mm. Pengendalian dan perbaikan deformasi pengelasan komponen struktural pelat tipis memerlukan teknologi yang luar biasa. Berikut ini adalah pembahasan tentang konsensus yang telah kita capai, yang terbatas pada level dan hanya untuk referensi.
A. Penyebab Terjadinya Deformasi Pengelasan
(1) Faktor-faktor yang mempengaruhi deformasi termal pengelasan
1. Metode proses pengelasan. Metode pengelasan yang berbeda akan menghasilkan medan suhu dan deformasi termal yang berbeda. Secara umum, pengelasan otomatis lebih terkonsentrasi pada pemanasan daripada pengelasan manual, area pemanasan lebih sempit, dan deformasi lebih kecil. Kawat las berpelindung gas CO2 tipis, rapat arus besar, pemanasan terkonsentrasi, dan deformasi kecil.
2. Parameter pengelasan. Yaitu arus pengelasan, tegangan busur, dan kecepatan pengelasan. Semakin besar energi garis, semakin besar deformasi pengelasan. Deformasi pengelasan meningkat seiring dengan peningkatan arus pengelasan dan tegangan busur, dan menurun seiring dengan peningkatan kecepatan pengelasan. Di antara ketiga parameter tersebut, pengaruh tegangan busur terlihat jelas, sehingga deformasi pengelasan otomatis dengan tegangan rendah, kecepatan tinggi, dan kerapatan arus tinggi kecil.
3. Jumlah las dan ukuran penampang. Semakin besar jumlah las, semakin besar ukuran penampang dan semakin besar deformasi pengelasan.
4. Metode konstruksi. Medan suhu pengelasan kontinyu dan pengelasan intermiten berbeda, dan deformasi termal yang dihasilkan juga berbeda. Biasanya deformasi pengelasan kontinyu lebih besar, sedangkan deformasi pengelasan intermiten adalah yang terkecil.
5. Sifat termofisika bahan. Bahan yang berbeda memiliki konduktivitas termal, panas spesifik, dan koefisien ekspansi yang berbeda, sehingga menghasilkan deformasi termal dan deformasi pengelasan yang berbeda.
(2) Faktor-faktor yang mempengaruhi koefisien kekakuan komponen las
1 Ukuran dan bentuk komponen. Semakin tinggi kekakuan komponen, semakin kecil deformasi pengelasan.
2. Aplikasi klem ban. Penggunaan klem ban meningkatkan kekakuan komponen, sehingga mengurangi deformasi pengelasan.
3 Prosedur pengelasan perakitan. Prosedur pengelasan perakitan dapat menyebabkan perubahan kekakuan dan posisi pusat gravitasi komponen dalam berbagai tahap perakitan, yang memiliki pengaruh besar pada deformasi pengelasan komponen kontrol.
Secara umum, pada kondisi pengekangan kecil, deformasi pengelasan komponen yang dilas besar, dan sebaliknya, deformasi kecil.
B. Jenis Deformasi Pengelasan Struktur Pelat Tipis
Deformasi pengelasan pada setiap struktur baja dapat dibagi menjadi deformasi keseluruhan dan deformasi lokal.
Deformasi keseluruhan adalah perubahan ukuran atau bentuk seluruh komponen setelah pengelasan, termasuk penyusutan memanjang dan melintang (pemendekan ukuran keseluruhan), deformasi tekukan (lengkungan tengah, kendur) dan deformasi puntiran.
Deformasi lokal mengacu pada deformasi area lokal komponen setelah pengelasan, termasuk deformasi sudut dan deformasi gelombang.
C. Prinsip dan metode pengendalian deformasi pengelasan struktur pelat tipis
Deformasi termal selama pengelasan dan kekakuan komponen yang dilas selama pengelasan merupakan dua faktor utama yang memengaruhi deformasi sisa pengelasan. Berdasarkan kedua faktor utama ini, dapat dianggap bahwa deformasi sisa pengelasan tidak dapat dihindari, yaitu, penghapusan deformasi pengelasan secara menyeluruh tidak mungkin dilakukan.
Untuk mengendalikan deformasi sisa pengelasan, tindakan harus diambil dari desain bagian struktural pelat tipis dan proses konstruksi pada saat yang bersamaan.
Dalam perancangan komponen struktur pelat tipis, selain memenuhi kekuatan dan kinerja komponen, juga harus memenuhi persyaratan deformasi pengelasan minimum dan jam kerja minimum dalam pembuatan komponen. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengoptimalkan tata letak sambungan pelat. Tata letak sambungan pelat dalam gambar desain sering kali tidak mempertimbangkan kemampuan produksi secara cermat, yang mudah menyebabkan deformasi pengelasan.
Proses pengelasan merupakan salah satu proses penting dalam konstruksi struktur baja. Proses pengelasan yang tepat merupakan metode yang efektif untuk mengurangi deformasi pengelasan dan konsentrasi tegangan.
Untuk mengendalikan deformasi pengelasan komponen, langkah-langkah efektif harus diambil sebanyak mungkin, seperti: membagi komponen menjadi beberapa bagian kecil dan segmen komponen, sehingga deformasi pengelasan tersebar pada setiap komponen, yang nyaman untuk kontrol dan koreksi deformasi komponen;
Buatlah susunan las setiap komponen simetris dengan sumbu netral bagian tersegmentasi komponen, atau dekat dengan sumbu netral bagian tersebut, untuk menghindari distorsi dan deformasi tekukan yang berlebihan setelah pengelasan;
Untuk setiap pengelasan utama, pilih ukuran kaki las terkecil dan las terpendek mungkin;
Hindari konsentrasi yang berlebihan dan penataan silang las;
Gunakan pelat baja yang lebar dan panjang sebanyak mungkin atau struktur yang mengurangi jumlah las, dll.
Metode proses untuk mengendalikan deformasi pengelasan bagian struktural pelat tipis adalah sebagai berikut:
(1) Merakit komponen tanpa adanya tekanan perakitan;
(2) Mengadopsi pengelasan otomatis dan proses pengelasan terlindung gas lainnya: seperti pengelasan terlindung MAG gas campuran Ar+CO2 yang paling canggih.
(3) Pemilihan parameter spesifikasi pengelasan dan urutan pengelasan rakitan yang wajar. Kurangi pasokan kawat, kurangi arus, tegangan, dan ubah polaritasnya (biasanya polaritas terbalik DC → polaritas positif DC). Las jahitan pendek terlebih dahulu lalu jahitan panjang, dan lakukan proses pelepasan pengelasan selangkah demi selangkah dari dalam ke luar.
(4) Gunakan metode fiksasi kaku dan metode anti-deformasi semaksimal mungkin.
D. Koreksi Deformasi Pengelasan Bagian Struktur Pelat Tipis
Selama konstruksi struktur baja, meskipun telah dilakukan tindakan untuk mengendalikan deformasi pengelasan dalam desain komponen dan proses konstruksinya, namun karena karakteristik proses pengelasan dan kompleksitas proses konstruksi, deformasi pengelasan tetap tidak dapat dihindari. Distorsi pengelasan yang diperlukan oleh desain harus diperbaiki.
Proses koreksi terbatas pada koreksi deformasi lokal komponen yang dilas, seperti deformasi sudut, deformasi tekukan, deformasi gelombang, dll. Untuk deformasi keseluruhan struktur komponen, seperti penyusutan memanjang dan melintang (pemendekan ukuran total), hanya dapat ditempatkan terlebih dahulu dengan blanking atau perakitan. kelonggaran untuk mengkompensasi.
Menggunakan metode pelurusan mekanis untuk mengoreksi struktur baja mudah menyebabkan pengerasan kerja dingin pada logam, dan menghabiskan sejumlah cadangan plastik material, dan hanya dapat digunakan untuk material dengan plastisitas yang baik. Dalam produksi aktual, pengepres hidrolik skala besar khusus, Koreksi Pengepresan Gesekan.
Struktur baja dikoreksi dengan metode pelurusan api. Setelah pelurusan dan pendinginan, logam komponen yang dilas memperoleh deformasi plastik tekan yang tidak dapat diubah, sehingga deformasi seluruh komponen yang dilas dikoreksi.
Metode pelurusan api juga menghabiskan sebagian plastisitas material, dan harus digunakan dengan hati-hati untuk material yang rapuh atau material dengan plastisitas yang buruk. Suhu pemanasan api harus dikontrol dengan benar. Jika suhu terlalu tinggi, sifat mekanis material akan berkurang, dan jika suhu terlalu rendah, efisiensi koreksi akan berkurang.
Karena laju pendinginan tidak berpengaruh pada efek koreksi, metode penyemprotan air sambil pemanasan sering digunakan selama proses konstruksi, yang tidak hanya meningkatkan efisiensi kerja, tetapi juga meningkatkan efek koreksi.
