卷扬机鼓筒层状撕裂的原因分析及对策- .pdf

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1、R咖卷扬机鼓筒层状撕裂的原因分析及对策天津赛瑞机器设备有限公司(天津300301)王延峰张永明闰树贤范业东李志伟1．问题简介我公司在生产一种矿山用卷扬机鼓筒结构件时连续两次发生了层状撕裂。层状撕裂主要是在焊接过程中产生，多发生在厚板T形或十字形接头以及角接头的热影响区或远离热影响区的母材金属中。层状撕裂在焊接过程中即可形成，也可在焊接结束后开裂和扩展，甚至还可以延迟至使用期间才产生，即具有延迟破坏性质，应引起我们的高度重视。图1鼓筒结构此卷扬机鼓筒采用焊接结构，由外端板、内端1．外端板2．筒体3．隔

2、板4、5．内端板板、简体和隔板组成，如图1所示。外端板l是6=在退火前没发生层状撕裂，退火后沿简体2板厚中100mm的钢板，简体2是6=80ram的钢板卷成，隔线方向又发生周圈环状裂纹，但是裂纹比第一次的板3是6=lOOmm的钢板，内端板4是6=80mm的钢裂纹要小，仍是典型的层状撕裂。板，内端板5是6=70mm的钢板，材质均为Q345D，第一次焊接时焊接工艺：焊前150~C左右预热；但不是z向性能板。外端板1的内圈均开30。单面坡电流、电压尽量小；为了方便开坡口，没有在简体21：3，简体2边缘开3

3、0。单面坡口。所有的焊缝要求全上开坡口，而是在两内端板外圈上开双面坡口；施熔透，100％的uT探伤。第一次焊接时，在退火前焊时内外端板与简体同时施焊，填充一半后将工件发现筒体2沿板厚中线方向发生周圈环状裂纹。如翻个反面焊满，再翻个正面坡口填满。图2、图3所示是典型的层状撕裂；第二次焊接时，第二次焊接时焊接工艺：焊前预热150~C左右；训中发挥了很大的作用，系统设备工作稳定可靠，实时检测，即照即评，显著提高了检测效率。(1)检测成本大幅度降低，检测成本仅是照片法的1％左右，经济效益显著。(2)数据记录

4、与传输数字化，图像清晰，不再存在胶片划伤、黑度超标的问题，结果储存方便。(3)通过图像处理技术的应用，胶片曝光不足或过量都可以进行修正，使焊缝图像质量更加良好，为方便准确评定缺陷细节提供了保障。(4)由于数字成像图像直接传输，没有洗片过图7底片结果正、负片程，不生成洗片废液，所以既环保，又符合HSE管5．结语理需要。焊接试件x射线数字化实时成像系统在焊工培MW(20110211)参磊工。热工-攘复曼驾萋苎魍33v,~／w,mecolworl<／nEIY~U．COmR④由于外端板设计成单面坡口，焊缝金

5、属填充量大，焊缝收缩引起的拉伸应力也特别大。以上焊接接头及坡口形式设计不合理引起沿板厚方向的拉应力过大，是导致简体发生层状撕裂的重要外因。(3)焊接工艺分析首先，实际情况是前两次焊接时对现场的监督指导不够重视，实际的电流电图2现场实拍局部放大压等焊接参数不一定合理，预热不一定充分。焊接参数当中的电流电压越大，热输入就越大，引起的收缩应变就越大，产生的焊接应力就越大。预热可以减缓焊接冷却速度，降低焊接应力。预热不充分，产生的焊接应力必然增大。其次，经过分析研究，前两次的焊接顺序不合理。前两次施焊时内外

6、端板与简体的焊缝同时施焊，导致内外端板的焊缝收缩时互相牵制，由此产生的图3现场实拍焊接应力也相应增大。电流、电压尽量小；在简体2边缘开30。单面坡口，以上焊接工艺方面的原因引起沿板厚方向的拉两内端板上没有开坡口；施焊时内外端板与简体同应力过大对简体发生层状撕裂有一定影响。时施焊，填充一半后将工件翻个反面焊满，再翻个3．整改措施正面坡口填满。综合以上多种原因，造成焊后或退火后发生层2．原因分析状撕裂。在与设计沟通确认工件结构不能更改的情两次引起层状撕裂的原因主要是钢材存在有层况下，制定出的具体整改措施

7、如下：状夹杂物，尤其含硫量较高，造成厚度方向(常称(1)选材筒体选用抗层状撕裂的z向性能板，z向)塑性低；再有就是厚度方向拉应力过大，该我们选用断面收缩率=25％的z向性能钢板。拉应力多因焊接时受拘束时引起。(2．》坡口把外端板的单面坡口改为不对称的(1)理论分析从第一次和第二次发生层状撕双面坡口，把坡口小的一面朝外。双面坡口与单面裂的LTR值(层状撕裂危险性)可以看出，前两次坡口相比，焊缝的横截面积变小，也就减少了焊缝的LTR值都大于10，因此都有发生层状撕裂的危险。金属填充量，也就相应的减小了焊

8、缝的收缩应变。但是第二次的LTR值(17．4)比第一次的LTR值而且在简体2边缘开30。单面坡口，两内端板上没有(35．4)小，这就是为什么第二次的裂纹比第一次的开坡口。坡口开在易发生层状撕裂的钢板上，有利小，不像第一次退火之前裂，而是退火后裂的原因。于防止或降低产生层状撕裂的可能性。(2)设计分析首先，此结构件的简体设计选(3)组对组对间隙越大产生的焊接应力越大，材不合理。筒体材料设计选一般材料Q345D，没有因此组对时严禁强制组对，组对间隙尽量小，最大选用抗层状撕