高速纸机干燥部机架焊接应力分析及消除

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1、维普资讯http://www.cqvip.coml堇堡宣·焊接应力·高速纸机干燥部机架焊接应力分析及消除李洪军李继军陈梦霞丛军(山东昌华造纸机械有限公司，山东聊城，252059)摘要：对高速纸机干燥部机架焊接所产生的残余应力进行了分析，指出了焊接工艺参数对残余应力的影响；分析比较了热处理和振动时效两种工艺方法消除焊接残余应力的机理和效果。关键词：高速纸机；机架；焊接应力中图分类号：TS73；TB12文献标识码：B文章编号：0254—508X(2007)12．0042—041机架焊接应力的危害及机架在焊接过程中，残余应力的存在会导致以下产生原因后果：①残余拉应力

2、降低机架的疲劳强度。焊接残余作者简介：李洪军先生，1．1焊接残余应力的危害应力是焊件产生变形和开裂等工艺缺陷的主要原因。工程硕士，高级工程师；高速纸机干燥部焊接机由于烘缸等部件转速较高，必须考虑疲劳强度。②当主要从事纸机的产品开发架(布置形式如图1)的设计机架的外载荷应力与内应力叠加后达到屈服点时，会及工艺设计工作。制造须满足以下3点要求。产生局部塑性变形，导致结构刚度降低。③对机架加(1)机架的一致性。干燥部机架是由多个单元体工精度和尺寸稳定性的影响。机架在机加工时，由于机架、齿箱、横梁、定距管等通过螺栓连接组成的。内应力重新分布，会产生变形，从而影响加工精

3、度。每个机架的尺寸、形状都要求一致，尺寸误差、形位同时，残余应力具有不稳定性，会随时间变化，在纸误差必须在设计要求以内，加工精度要求很高。否则机运行一段时间后，引起机架形状和尺寸的变化。机架的整体刚性无法保证。残余应力的存在对纸机的正常运行造成巨大隐(2)机架的高强度。由于纸机车速较高，烘缸运患，必须设法消除。下面从焊接工艺参数的确定、焊行过程中本身的不稳定因素(如缸体内冷凝水周期性接残余应力的消除等方面进行分析讨论，以尽可能降积聚、破坏、排出及烘缸的剩余不平衡量)导致动载低焊接残余应力对机架性能的影响，保证纸机在高速荷变化较大，其他如刮刀压力的变化、导辊剩余

4、不平状态下的正常运行。衡量、干网张力的变化等因素也JJH,~0了纸机的振动。1．2焊接残余应力产生的原因机架实际上处于一种不确定的循环应力状态，这对机焊接残余应力是多种因素交互作用的结果，而焊架的强度提出了较高要求。接时局部不均匀的热输入是产生焊接残余应力的决定(3)机架的高刚度。单个机架的抗变形能力要强，因素。焊接模拟过程如图2所示。焊接后冷却时，热机架在纸机运行过程中要始终保持高的刚度，不允许影响区冷却快，很快进入弹性状态，而焊接区温度发生变形。同时还需考虑每对机架和所有机架的刚性，高，处于塑性状态。此时焊接区收缩较热影响区慢，否则不仅使机架振动增强，而且

5、造成传动侧齿轮啮合焊接区阻碍热影响区收缩。焊接区仍受压力，热影响不正确，产生较大噪音，加剧齿轮磨损。区受拉应力，但焊接区处于塑性状态，松弛了此应力。随着热影响区温度不断降低，冷却速度变慢。当焊接区冷却速度高于热影响区时，焊接区收缩较快，热影响区阻碍它的收缩，应力方向发生变化，焊接区受拉应力，热影响区受压应力。残余应力分布如图3、图4所示[11。图1干燥部布置图收稿日期：2007—08—30·42·ChinaPulp＆PaperVoL26,No．12．2007维普资讯http://www.cqvip.com技术报告2残余应力的消除生产需要。2．2．1振动时效2．

6、1焊接工艺参数对残余应力的影响振动处理是对构件施加交变应力，如果交变应力采用若干碳钢板材进行埋弧自动焊，通过改变焊与构件上某些点所存在的残余应力之和达到材料的屈接速度及焊接电流分别焊接，以分析比较焊接电流和服极限时，这些点将产生塑性变形。如果这种循环应速度等工艺参数对焊接残余应力的影响效果(见表1)。力使某些点产生晶格滑移，尽管宏观上没有达到材料表1纵向、横向残余应力的测定结果的屈服极限，也同样会产生微观的塑性变形，况且这些塑性变形往往首先发生在残余应力最大的点上。因此，使这些点受约束的变形得以释放从而降低残余应力，这就是采用振动时效消除残余应力的原理。振动时

7、效去应力效果与动应力大小、作用时间有关。根据对碳素结构钢的实验结果分析，反映了试样在动载下塑性应变积累量与残余应力的下降量相关，表明当动应力大于10MPa就可以出现去应力效果，通过对原始数据和测得的应力值进行分析，得到且动载的前期效果远优于后期。这表明在振动动应力以下结论：足够大时无需太长的振动时间，实际生产中，10～20(11当焊接速度不变时，随着焊接电流的增加，min即可。不均匀热输入增大，导致温差变大，产生的温度分布振动处理时，振动器施加给工件周期变动的激振不均匀程度加大，产生的焊接残余拉应力也大。反之，力使工件产生动应力，这是降低残余应力的决定性参产生

8、的焊接残余拉应力则小。数，动应力必须与