鋼板焊接件退火保溫時(shí)間對(duì)殘余應(yīng)力的影響測(cè)試研究

鄒建華 張爽

摘 要：本文通過測(cè)試鋼板焊接件不同退火保溫時(shí)間內(nèi)退火前后殘余應(yīng)力的變化情況，驗(yàn)證了我公司退火保溫工藝參數(shù)是否合理。同時(shí)為其它工廠選擇鋼板焊接件去應(yīng)力退火保溫工藝參數(shù)提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼板焊接件；退火保溫時(shí)間；殘余應(yīng)力；影響測(cè)試研究

0 引言

鋼板焊接后應(yīng)對(duì)其進(jìn)行退火處理，以消除焊接后的殘余應(yīng)力。對(duì)于工廠內(nèi)的鋼板焊接件如何確定退火保溫時(shí)間，同時(shí)最大程度的去除殘余應(yīng)力，就需要對(duì)退火去應(yīng)力工藝有一個(gè)系統(tǒng)的研究。

有些廠家鋼板件熱處理保溫時(shí)間遠(yuǎn)超過我公司的熱處理保溫時(shí)間， 我公司鋼板件退火保溫時(shí)間為2～3小時(shí)，已經(jīng)運(yùn)使用了幾十年，經(jīng)過了長(zhǎng)時(shí)間的驗(yàn)證沒有什么問題，但沒有實(shí)際的數(shù)據(jù)測(cè)試來驗(yàn)證我公司的退火參數(shù)是否合理。我們借此機(jī)會(huì)，利用我廠實(shí)際鋼板產(chǎn)品實(shí)測(cè)退火前后的殘余應(yīng)力情況，為我廠的退火工藝提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

1 試驗(yàn)前準(zhǔn)備

1.1 試驗(yàn)前準(zhǔn)備

1.1.1 試驗(yàn)產(chǎn)品類型

選取實(shí)際生產(chǎn)的電動(dòng)機(jī)中心高H710的鋼板機(jī)座若干臺(tái)，測(cè)試退火前后殘余應(yīng)力的變化情況，其中退火保溫時(shí)間分別選取2h、4h、6h、8h。

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)備

HK21B殘余應(yīng)力測(cè)試儀。

1.1.3 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

CB 3395—92《殘余應(yīng)力測(cè)試方法—鉆孔應(yīng)變釋放法》

1.2 測(cè)試點(diǎn)選擇

為測(cè)試具備代表性，測(cè)試點(diǎn)選在機(jī)座板厚最厚的端板、底腳板部位，因?yàn)榘宀脑胶?，拘束越大，焊接殘余?yīng)力越大，測(cè)試點(diǎn)在端板與側(cè)板焊縫、端板與底腳板焊縫熱影響區(qū)附近。

2 試驗(yàn)過程及測(cè)試數(shù)據(jù)分析

2.1 退火保溫2h前后殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)

退火參數(shù)：工件入爐溫度50℃，升溫速度100℃/h，升溫至620℃保溫，再隨爐冷卻至100℃出爐，冷卻速度60℃/h。工件出爐后冷卻至室溫，被測(cè)表面打磨至表面粗糙度Rz6.3～1.6μm，打磨區(qū)應(yīng)比應(yīng)變片外形尺寸大2～3倍。第一臺(tái)H710鋼板機(jī)座退火前后殘余應(yīng)力值見表1：

將上述和的取值分別代入，殘余應(yīng)力變化率計(jì)算值分別為-96.8%、-99%、-80.1%，進(jìn)而算出保溫2h殘余應(yīng)力平均變化率為-92%。

2.2 退火保溫4h、6h、8h前后殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)

按相同方法測(cè)試另外三種退火參數(shù)，退火參數(shù)分別為：625℃保溫4h；620℃保溫6h；620℃保溫8h，各點(diǎn)殘余應(yīng)力變化率及平均變化率見表2：

3 數(shù)據(jù)分析

將上述四組測(cè)試結(jié)果歸納如表3，通過數(shù)據(jù)可以看出4種退火保溫時(shí)間對(duì)消除焊接殘余應(yīng)力的效果沒有大的區(qū)別，10h的保溫時(shí)間就不必再做，我公司H710機(jī)座鋼板厚一般為40～70mm，其它鋼板機(jī)座厚度大多在這個(gè)區(qū)間，因此600～650℃保溫2h的退火工藝適合于我公司的產(chǎn)品，經(jīng)過與同行的有關(guān)廠家聯(lián)系，其退火溫度及退火保溫時(shí)間與我公司相仿。

4 結(jié)束語

經(jīng)過4個(gè)月跟蹤，對(duì)我公司H710鋼板機(jī)座進(jìn)行了4個(gè)保溫參數(shù)（2h、4h、6h、8h）的退火試驗(yàn)，分別檢測(cè)了機(jī)座典型部位焊態(tài)及退火態(tài)殘余應(yīng)力去除情況，結(jié)果是去除應(yīng)力的效果沒有明顯差別，我公司的退火工藝參數(shù)為2h合理，符合我廠的實(shí)際需求，同時(shí)也為其他廠家鋼板焊接件退火工藝參數(shù)的選擇作一個(gè)參考。

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作者簡(jiǎn)介：鄒建華，男，1982年生，2005.7畢業(yè)于黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事高壓電動(dòng)機(jī)工藝工作。