礦山維修中手工電弧焊焊接殘余應(yīng)力的控制

張兆久（西部黃金伊犁有限責(zé)任公司　伊寧　835000）

礦山維修中手工電弧焊焊接殘余應(yīng)力的控制

張兆久
（西部黃金伊犁有限責(zé)任公司伊寧835000）

在礦山維修中，手工電弧焊焊接時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)殘余應(yīng)力過(guò)大，焊件使用時(shí)間較短等問(wèn)題，本文論述了減少殘余應(yīng)力的方法。

殘余應(yīng)力焊接順序預(yù)熱法留“裕度”法開(kāi)減應(yīng)力槽法加熱“減應(yīng)區(qū)”法

1　概述

在礦山維修中，手工電弧焊焊接時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)殘余應(yīng)力過(guò)大、焊件使用時(shí)間較短等問(wèn)題，如何減少殘余應(yīng)力，本人通過(guò)自己的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下，供大家參考。

2　減少殘余應(yīng)力的方法

對(duì)于重要的結(jié)構(gòu)件和需要機(jī)械加工的焊件，保證其加工精度的最徹底的辦法是先減少或消除焊接殘余應(yīng)力后，再機(jī)械加工。要設(shè)法減少焊接時(shí)的應(yīng)力，可從兩方面入手：⑴焊接時(shí)從焊縫的布置上減少焊后的殘余應(yīng)力；⑵焊接時(shí)，采取適當(dāng)?shù)拇胧p少焊接瞬時(shí)應(yīng)力和殘余應(yīng)力。從采取適當(dāng)?shù)拇胧┤胧?，介紹幾種方法。

2.1采用合適的焊接順序

通俗的說(shuō)就是使每道焊縫都能自由收縮的焊接順序。如在一個(gè)平面上的焊縫，焊接時(shí)要保證縱向和橫向均能自由收縮。圖1所示，合理的焊接順序是先焊短焊縫1和2，再焊長(zhǎng)焊縫3。若采用相反的焊接順序時(shí)，先焊焊縫3，再焊焊縫1和2，則由于短焊縫的橫向收縮受到限制，在焊件中產(chǎn)生較大的應(yīng)力。此種情況在維修中經(jīng)常遇見(jiàn)。

圖1　

2.2預(yù)熱法

在施焊前，預(yù)先將焊件局部或整體加熱到150℃～650℃。減少焊接區(qū)和焊件整體的溫度差。剛性較大或脆性材料的焊件，常常采用此方法。在礦山維修中，因沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的加熱和保溫設(shè)備，常常在小的結(jié)構(gòu)件中使用。

2.3冷焊法

盡可能減少焊接部位與結(jié)構(gòu)上其他部位間的溫度差。具體做法：選用小直徑焊條、小電流、快速焊接。

2.4留“裕度”法

焊前將鑲塊做成內(nèi)凸形，使之儲(chǔ)存一定的收縮裕度，增加焊縫收縮的自由度，減少焊縫殘余應(yīng)力，見(jiàn)圖2。

圖2　

2.5開(kāi)減應(yīng)力槽法

在不影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的情況下，在焊縫附近開(kāi)幾個(gè)減應(yīng)力槽，通過(guò)減少焊件局部剛度來(lái)增加焊縫的自由收縮度，最終達(dá)到減少殘余應(yīng)力的目的。如圖3，礦山上使用的FG20高偃式雙螺旋分級(jí)機(jī)靠近減速機(jī)端的軸頭與中空軸焊接時(shí)，就采用此方法。

圖3　

2.6加熱“減應(yīng)區(qū)”法

在焊件上選擇合適的部位進(jìn)行加熱，使之伸長(zhǎng)后，再焊接原來(lái)剛性較大的焊縫部位。焊后焊接殘余應(yīng)力大大減少，焊件被加熱的部位就叫“減應(yīng)區(qū)”。此方法主要用在大型焊接飛輪和齒輪。

圖4　

在實(shí)際工作中，根據(jù)上述方法，我們通過(guò)一種或幾種方法的配合使用，可以有效地對(duì)焊件殘余應(yīng)力進(jìn)行處理，且在經(jīng)濟(jì)上也是十分合理。

［1］黃正圓.焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn).機(jī)械工業(yè)出版社，1993.4.

［2］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1.

收稿：2016-06-17

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.05.041