¿Cómo funciona la bola de soldadura forjada de elevación más baja bajo las cargas dinámicas o de impacto que generalmente se encuentran en aplicaciones de extracción de carretera o labranza?

El Bola de soldadura forjada de elevación inferior se fabrica utilizando forjado de muerte cerrada, que comprime una palanquilla calentada de acero de carbono o aleación de mediano (comúnmente 1045, 4140 o 5140 grados) en una forma precisa. Este proceso no solo mejora la precisión dimensional, sino que también alinea el flujo de grano en la dirección de la carga, mejorando significativamente las propiedades mecánicas, como la resistencia al impacto, la resistencia a la tracción y la resistencia a la fatiga. La falsificación elimina los vacíos internos y minimiza las inclusiones que son típicas en la fundición, lo que hace que el componente sea robusto contra el agrietamiento y la deformación plástica. En condiciones de campo que involucran cargas de borrador repentino o implementan arrastre, esta estructura forjada soporta fuerzas axiales y torsionales sin pérdida de forma o rendimiento.

En condiciones fuera de la carretera, los implementos con frecuencia encuentran obstáculos inesperados, como rocas, surcos o escombros enterrados, que causan cargas de choque repentinas para transferir directamente a los puntos de enlace. La bola de soldadura forjada de elevación más baja está diseñada para absorber y disipar dicha energía de impacto a través de su composición y geometría del material dúctil. Por ejemplo, una bola de acero 4140 forjada se apagó y templada a 28–32 hrc ofrece un valor de impacto de muesca en V charpy con más de 40–60 julios a temperatura ambiente. Esta capacidad le permite flexionarse ligeramente bajo alto impulso sin fractura quebradiza. En términos prácticos, esto significa que incluso si un tractor frena abruptamente o un implemento se mueve de lado, es menos probable que la pelota se agrieta o falla en la junta de soldadura o debajo del asiento del alfiler.

La zona de soldadura es el enlace más débil en cualquier accesorio estructural, especialmente en condiciones de carga dinámica. Sin embargo, cuando la bola de soldadura forjada de elevación inferior se suelde utilizando procedimientos como precalentar el material base a 150–200 ° C, utilizando varillas de relleno de bajo hidrógeno (por ejemplo, E7018 o ER80S-D2), e implementar el enfriamiento controlado, la junta de soldadura resultante se vuelve metalgicamente sólida. Con la soldadura adecuada, la junta puede lograr una penetración completa, y el metal de soldadura típicamente coincide o excede la resistencia mecánica del material base. Además, las técnicas de alivio de estrés, como el calentamiento posterior a la solilla, a 600–650 ° C durante una hora por 25 mm de espesor, evitan aún más la acumulación de estrés residual. Esto es crítico en escenarios de carga dinámica donde las vibraciones y las oscilaciones pueden iniciar microgrietas en zonas de soldadura frágiles.

Las aplicaciones de labranza crean cargas cíclicas repetitivas, especialmente cuando funcionan en terreno desigual a velocidades moderadas. Durante miles de horas de operación, estas tensiones repetidas pueden iniciar grietas microscópicas, particularmente cerca de transiciones entre geometrías (por ejemplo, entre la bola y la base de soldadura). Para mitigar esto, la bola de soldadura forjada de elevación más baja se diseña típicamente con transiciones de radio fileteadas, libres de esquinas afiladas o cambios de diámetro abrupto. Los datos de prueba de fatiga para el material 42CRMO4 forjado (típico para tales componentes) indican límites de resistencia de más de 400 MPa en condiciones de flexión inversa. Esto corresponde a millones de ciclos antes de que comience la propagación de grietas, lo que lo hace ideal para el uso a largo plazo en implementos agrícolas de alta resistencia como olerías rotativos, arados y ondas.