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1、逆焊接处理对金属材料抗疲劳性能的测试第27卷第3期辽宁石油化工大学Vo1.27No.32007年9月JOURNALOFLIAONINGUNIVERSITYOFPETROLEUM&CHEMICALTECHNOLOGYSep.2007文章编号:1672—6952(2007)03—0038—03逆焊接处理对金属材料抗疲劳性能的测试徐东,宋天民,张国福,王岩,孟媛媛(辽宁石油化工大学机械工程学院,辽宁抚顺113001)摘要:用16MnR,Q235,20g三种石油化工容器,塔类制作常用的材料制成式样后,进行逆焊接加热处理.再对处理后的试样进行应力和疲劳测试.通过对所的数据分析后,得出逆焊接
2、加热处理工艺是一种很有效的调整焊接残余应力的技术.它能够有效的降低金属材料的焊接残余拉应力,如果温差足够大可以在被处理表面形成双向压缩残余应力层,提高金属材料抗疲劳性能.关键词:逆焊接加热处理;残余应力;疲劳性能中图分类号:TG405文献标识码:ATestonFatigueResistAbilityofMetallicMaterialsBasedonAnti—Welding--HeatingTreatmentxuDong,SONGTian—min,ZHANGGuo—fu,WANGYan,MENGYuan—yuan(SchoolofMechanicalEngineering,Liaonin
3、gUniversityofPetrolum&ChemicalTechnology,FushunLaoning113001,P.R.China)Received16Nevember2006;revised23March2007;accepted26March2007Abstract:Thetestpiecewhichwasmadefrommetalmaterialsuchas16MnR,Q235and20gwasprocessedusinganti—welding--heatingtreatment.Thestressandfatiguewastestedfortheprocess
4、edpiece.Throughthedataanalysis,itwasobtainedthatanti——welding——heatingtreatmentisakindofeffectivetechnologyaboutadjustingtheweldingresidualstress,whichcandecreasetheweldingresidualtensilestressofthemetalmateria1.Ifthedifferenceintemperatureisbigenough,abidirectionalcompressresidualstresslayerwill
5、beformedontheprocessedmetalssurface,whichcanimprovefatigueresistanceabilityofmetalmateria1.Keywords:Anti—welding—heatingtreatment;Residualstress;FatigueperformanceCorrespondingauthor.Te1.:+86—13104137139;fax:+86—413—6865150;e--mail:xukai77777@163.com目前,石化和冶金行业广泛使用各类容器,大多数都是在有较高残余拉应力的状况下运行,因此很容易产生
6、疲劳破坏,造成很严重的后果,给企业带来巨大损失[1].残余拉伸应力是产生疲劳破坏的主要原因,它能降低材料的疲劳性能.如能在材料表面形成残余压应力,则可提高各类焊接结构抗疲劳性能.一般的热处理难以获得好的消除应力效果."逆焊接加热处理"是消除或调整残余应力的一项新技术,它通过喷淋冷却使处理表面(主要是焊缝区)比周围和背面的温度低,在处理表面形成双向的压缩残余应力层.采用该技术可以在工作表面实现深度为2～5mm,应力水平为一5O～一150MPa收稿日期:2006—11—16作者简介:徐东(1973一),男,辽宁抚顺市,在读硕士.的双向可控压缩应力Ⅲ.这种处理方法适用于任何结构尺寸的焊接容器,
7、尤其适用于采用复合板或高强钢制造的大型容器,并且方法简单,容易掌握,利于现场装置的使用.1实验部分1.1试样制备实验选取具有典型代表意义的石油化工容器,塔类制作常用16MnR,20g及最普通的Q235作为实验材料.实验中把每种实验材料(厚18mm)16MnR,20g,Q235各制作成3块中间带V型坡口(宽lOmm)的200mm×150mm试件,如图1所示.然后,在每种材质中各选出一块,并分别按正常手工电弧焊方法焊接,其它两块试件按正
