Технология производства стальных колес автомобилей и недостатки в их производстве

АННОТАЦИЯ

Производство колес для легковых автомобилей из стального листа осуществляется на полуавтоматических или полностью автоматизированных линиях. Используется в массовом производстве из-за большой производственной мощности автоматической линии. Полуавтоматическая линия используется в серийном производстве, когда она укомплектована и немного дешевле рабочая сила. Одним из наиболее важных этапов производства стальных колес является процесс изготовления.

ABSTRACT

The production of wheels for cars from sheet steel is carried out on semi-automatic or fully automated lines. It is used in mass production due to the large production capacity of the automatic line. The semi-automatic line is used in batch production when it is complete and a little cheaper labor. One of the most important steps in the production of steel wheels is the manufacturing process.

Ключевые слова: технология изготовления стальных колес, автомобили, пайванд заготовка, деформация, радиальный.

Keywords: steel wheel manufacturing technology, automobiles, paivand billet, deformation, radial.

Подготовка колесных дисков осуществляется в несколько технологических операций, на каждом из которых используются отдельные машины. На рисунке 1 показана автоматическая линия по изготовлению колесных дисков [1]. Заготовка состоит из свернутого в рулон рулона, собранного в холодных условиях, шириной 172 мм и толщиной 2,5 мм. Специальная тележка-накопитель с четырьмя упаковочными кранами устанавливается на шпиндель в двух положениях, первое в рабочем состоянии, второе в резервном, а оборудование устанавливается на шпиндель.

Рисунок 1. Линия колес для легких автомобилей “Kezerling”

При раскладывании валка (шаг 1) первоначальное выравнивание осуществляется с помощью валков. На машине для резки плоских ножниц (этап 2) конец металлической полосы сглаживается, обрезается до заданного размера и переносится на машину для резки кольцевых ножниц. В фальцевальной машине (этап 3) заготовке придают форму кольца; Заготовка катится по проволоке и достигает трех параллельных сварочных аппаратов (этап 4), которые расположены параллельно в два витка. На этом аппарате сварные кромки прочно зажимаются и привариваются к губкам сварочного аппарата с помощью шупа, который автоматически находит стыковочные кромки заготовки. Затем сваренная кольцевая решетка поступает на отрезной станок (этап 5), края обрабатываются (этап 6), а края снимаются с фаской (этап 7). После этих операций поток объединяется, и кольца помещаются на тарелку, чтобы обеспечить принудительное охлаждение перед следующим формованием. На этапе 9 два конических пуансона вдавливаются внутрь от края кольца для придания исходной формы. Последующее формование выполняется на роликовой формовочной машине в три этапа (этапы 10,11,12). На шаге 13 выполняется окончательная калибровка. То есть в расширяющемся пуансоне воздух доводится до необходимого размера. Стык корпуса и диска сваривается дугой, контактом или трением [2]. После того, как отверстие для воздуха просверлено в бункере, рабочий устанавливает бункер на бункер и соединяет и сваривает через пресс. Контактная трехсторонняя сварка применяется при изготовлении колесных дисков. Этот метод сварки 50 является наиболее эффективным и уникальным методом производства легких стальных дисков [3].  При изготовлении колесных дисков используются виды сварки тройным сопротивлением (переменным током) и тройной сварки плавлением (переменным током). Хотя технология изготовления стальных колес может показаться простой, на самом деле она сложна, и несоблюдение технологии или недостаточное ее улучшение может привести к нескольким типам неисправностей. В таблице 1 показано процентное соотношение дефектных изделий на конвейере по производству стальных колес и их причины [4].

Таблица 1.

Производство стальных колес на конвейере Процент бракованной продукции

Как видно из таблицы 1, несколько типов дефектов могут привести к тому, что продукт станет непригодным для использования. Но это сыграло важную роль, поскольку растрескивание сварного шва составило 33,48 процента. Итак, мы провели небольшое исследование этого недостатка. Было указано, что сила сварочного тока, давление сжатия и сила расширения являются факторами, влияющими на этот дефект, и на их основе было установлено, что сила расширения имеет большое влияние [5]. По его исследованиям, количество дефектов, связанных со сварным швом и зоной сварного шва при сварке колесных арок, составляет 29 - 37%. Отсюда растрескивание сварного шва сразу достигает 80% (рис. 2 а-е).

Рисунок 2. Растрескивание сварного шва

Для объяснения причин появления дефектов при изменении формы свариваемой заготовки необходимо выявить факторы и оценить их влияние на возможность деформации. Изменение формы сварного шва определялось схемой тензорезистора, скоростью деформации и затратами большого труда перед сборным швом. При плавке низкоуглеродистых сталей типичная диаграмма остаточных напряжений в сварном шве выглядит, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Низкоуглеродистый и низколегированный наконечник - диаграмма остаточных напряжений трех сварных соединений

При контактной тройной сварке холоднокатаных заготовок из низкоуглеродистой стали существует принципиальное отличие, характеризующее структурные изменения и механические свойства в зоне сварного шва. При нагреве до Т = 200 - 3000С внутренние напряжения в холоднокатаных сталях начинают уменьшаться. При смягчении предела прочности низкоуглеродистой стали до желаемого значения контактная тройная сварка не происходит в подходящем составе несварной стали [6].  При испытании на удлинение образцов сварного шва из низкоуглеродистой стали, подвергшихся холодному контакту, разрушение происходит в точке тройного стыка или в зоне сварного шва. Ухудшение механических свойств в результате восстановления или перекристаллизации не может быть устранено последующей термической обработкой. Следовательно, при контактной сварке холоднокатаных сталей необходимо подготовить их с минимально возможной термической зоной, чтобы изменить последующую форму и ограничить максимально допустимые напряжения во время эксплуатации. Если в исследовании учитывалось влияние деформации и напряжения на менее деформированную часть заготовки, то влияние области низкой прочности на процесс деформации еще не было замечено. Рассмотрим простую схему деформирования сварочной заготовки. Под действием поперечных сжимающих напряжений в сварном шве и в зоне сварного шва в первую очередь начинается деформация сварного шва и зоны сварного шва [7].  Их деформация продолжается между материалом сварного шва и пределом прочности материала зоны шва. Армирование проводится по линейному правилу следующим образом:

σ_пч + А_пчη_пч = σ_чо

σ_пч ; σ_чо – проницаемость сварного шва и свариваемого участка;

А_пч– текущий модуль усиления наплавленного материала;

η_пч – логарифмическая деформация сварного шва.

Отсюда следует, что при растяжении канавки в расширителе предел утечки сварного шва диска колеса и площадь канавки должны быть равны исходному пределу утечки материала заготовки. Последующая пластическая деформация происходит вместе. При растяжении сварного соединения напряжение между основным материалом и зоной термического удара в части пластической деформации. Здесь - текущая площадь и предел негерметичности сварного шва .

В целом процесс происходит одновременно: получается равная окончательная пластическая деформация металла заготовки и зоны термического влияния, неравномерное распределение напряжений по поперечному сечению свариваемой заготовки.

Список литературы:

1. Гуляев А.И. Технология и оборудование контактной сварки. М.: Машиностроение, 1985. – 256с.     8. Кабанов Н.С. Сварка на контактных машинах. М.: Высшая школа, 1985. – 271с.
2. Кочергин К.А. Сварка давлением. Л.: Машиностроение, 1972. – 216с.
3. Орлов Б.Ю., Чакалов А.А., Дмитриев Ю.В. Технология оборудование контактной сварки. М.: Машиностроение, 1986. – 352с.
4. Чуларис А.А, Рогозин Д.В. Технология сварки давлением. «Феникс» 2006.
5. Волченко В.Н. Сварка и свариваемые материалы. Справочник 3-х томах, изделство МГТУ им. Н.Э Баумана. 1996. 81
6. Сергеев Н.П. Справочник молодого сварщика на контактных машинах. М., «Высшая школа» 1984.
7. Зиямухамедова Умида Алиджоновна; Бакиров Лютфилло Юлдошалиевич; «Исследование влияния наполнителей на свойства композиционных полимерных материалов, полученных с использованием солнечной энергии», химия и техника: vol. 2018: нет. 2, статья 7