资源描述：
《工程机械结构件焊接残余应力控制方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、EquipmentManufacturingTechnologyNo.1,2004工程机械结构件焊接残余应力控制方法研究王国安(华中科技大学,湖北武汉430074)摘要:通过测试工程机械结构件焊接残余应力,分析其分布特点;用振动时效方法使其“削峰提谷”,达到使结构件焊接残余应力均布的目的,提供了一条提高工程机械结构件抗疲劳能力的新途径。关键词:残余应力;振动时效;盲孔法;削峰提谷中图分类号:TG404文献标识码:B文章编号:1672-545X(2004)01-0028-061.1焊接残余应力测试目
2、的绪论为了进一步普查动臂焊接残余应力的分布情况,根据工作载荷的工作应力分析,所得出的较大工程机械结构件焊接残余应力的存在是必然工作应力的区域,结合交叉焊缝的附近易产生较大的。由于它的存在,对于那些承载较大的部件来说,的焊接残余应力,采用“盲孔法”进行焊接残余应如何严格地控制它的分布是致关重要的,因为完全力测试,通过分析找出结构件焊接残余应力存在的使其消除是不可能的。众所周知,消除残余应力的危险区域。惟一方法是通过变形来实现的;如果使结构件产生1.2焊接残余应力测点布置变形,其变形的规律是难以人为控
3、制的。变形小,结根据本文第二部分的测试和工作应力分析的结构件的尺寸精度受到影响;变形大,构件无法满足果,初步确定了选取挖掘机工作装置动臂的工作载设计要求。对于工程机械结构件来说,当未采取任荷的危险截面附近的交叉焊缝处进行布点,其测点何控制措施时,其拉、压应力的分布是非常不均匀分布详见图1动臂焊接残余应力测试布点图。的,这是由工程机械结构件的几何形状复杂,焊缝1.3焊接残余应力测试要求相对比较集中的特点所决定的。对于焊接残余应力选定测试部件动臂,在焊接完成后48h内进行的控制方法,常用的有:自然时效
4、,但由于工程机残余应力测试,测试布点共42点,由于测试点的选械产品的生产周期较短,无法采用;低温退火,由于取具有相当的随机性和较为均匀分布,因此测试数受其尺寸较大,建造大型退火炉成本太高,特别是运行据完全反映真实结果。成本更高,且浪费能源,如果采用煤作为燃料,又易造测试设备:YC-III型应力测试仪,生产单位为成环境污染;本文提出的控制方法——振动时效,既克郑州机械研究所,是目前国内采用盲孔法测试应力服了上述两种方法的缺点,又能达到控制结构件焊接最先进的计量仪器,其采样、参数校正、应力值和残余应力
5、的目的。对于生产类似较为复杂的焊接件,有方向角的计算、数据打印输出等均能自动完成。着非常重要的借鉴和指导作用。测试采用应变花,采用郑州机械研究所研制的1结构件的焊接残余应力的测量和测量结TJ120-1.5-1.5星形应变花。果分析作者简介:王国安(1957-),辽宁建平人,学士学位,主要从事制造技术研究及管理,现任广西柳工机械股份有限公司制造技术部部长,高级工程师,现为华中科技大学机械学院工业工程专业在读硕士研究生。收稿日期:2003-11-2828《装备制造技术》2004年第1期图1动臂焊接残
6、余应力测试布点图1.4焊接残余应力测试计算公式——最大主应力与应变片1参考轴的夹焊接残余应力的主应力和与其垂直的最小应力可角;由下列公式计算计算结果见表1中的1、2、;1(A+Bcos2)-3(A-Bcos2)A、B材料应力释放系数由试验确定。1=(1)4ABcos21.5焊接残余应力测试数据分析3(A+Bcos2)-1(A-Bcos2)2=(2)设定条件为:1≥150MPa对测试数据进行筛4ABcos2选得到表1;从各点分布情况来看,其中6、11、12、-1
7、2-3=0.5tg(3)21-2-314点分布在前端交叉焊缝附近;16、17、18、33点其中:A、B——被测材料应力释放系数;分布在后端附近,这两个截面应是危险截面;其余1、2、3——相应应变片的各电阻值应变释放量;35、39两点分别分布在中间支撑座附近和前端部;1、2——分别为最大主应力和与其垂直的最41点由于是落在铸钢件上可作为异常点处理。小主应力,单位:MPa;表1按主应力1为判定条件的筛选主要受力点值应变()应力(MPa)主应力1与项目测试点主应变1的夹角
8、12312(°)6-324438-166417.12-180.7541.7011-379-273-442278.26155.60-38.5512-139-75-355207.6831.07-28.9414-212-84-240168.8844.81-42.1816-167-444-123188.87-71.84-42.9017-170-74-304190.0336.79-33.8318-126-134-322163.5047.80-21.2825-129-233-3321
