矿山维修中手工电弧焊焊接残余应力的控制

张兆久（西部黄金伊犁有限责任公司　伊宁　835000）

矿山维修中手工电弧焊焊接残余应力的控制

张兆久
（西部黄金伊犁有限责任公司伊宁835000）

在矿山维修中，手工电弧焊焊接时经常会出现残余应力过大，焊件使用时间较短等问题，本文论述了减少残余应力的方法。

残余应力焊接顺序预热法留“裕度”法开减应力槽法加热“减应区”法

1　概述

在矿山维修中，手工电弧焊焊接时经常会出现残余应力过大、焊件使用时间较短等问题，如何减少残余应力，本人通过自己的实际工作经验总结如下，供大家参考。

2　减少残余应力的方法

对于重要的结构件和需要机械加工的焊件，保证其加工精度的最彻底的办法是先减少或消除焊接残余应力后，再机械加工。要设法减少焊接时的应力，可从两方面入手：⑴焊接时从焊缝的布置上减少焊后的残余应力；⑵焊接时，采取适当的措施减少焊接瞬时应力和残余应力。从采取适当的措施入手，介绍几种方法。

2.1采用合适的焊接顺序

通俗的说就是使每道焊缝都能自由收缩的焊接顺序。如在一个平面上的焊缝，焊接时要保证纵向和横向均能自由收缩。图1所示，合理的焊接顺序是先焊短焊缝1和2，再焊长焊缝3。若采用相反的焊接顺序时，先焊焊缝3，再焊焊缝1和2，则由于短焊缝的横向收缩受到限制，在焊件中产生较大的应力。此种情况在维修中经常遇见。

图1　

2.2预热法

在施焊前，预先将焊件局部或整体加热到150℃～650℃。减少焊接区和焊件整体的温度差。刚性较大或脆性材料的焊件，常常采用此方法。在矿山维修中，因没有专门的加热和保温设备，常常在小的结构件中使用。

2.3冷焊法

尽可能减少焊接部位与结构上其他部位间的温度差。具体做法：选用小直径焊条、小电流、快速焊接。

2.4留“裕度”法

焊前将镶块做成内凸形，使之储存一定的收缩裕度，增加焊缝收缩的自由度，减少焊缝残余应力，见图2。

图2　

2.5开减应力槽法

在不影响结构强度的情况下，在焊缝附近开几个减应力槽，通过减少焊件局部刚度来增加焊缝的自由收缩度，最终达到减少残余应力的目的。如图3，矿山上使用的FG20高偃式双螺旋分级机靠近减速机端的轴头与中空轴焊接时，就采用此方法。

图3　

2.6加热“减应区”法

在焊件上选择合适的部位进行加热，使之伸长后，再焊接原来刚性较大的焊缝部位。焊后焊接残余应力大大减少，焊件被加热的部位就叫“减应区”。此方法主要用在大型焊接飞轮和齿轮。

图4　

在实际工作中，根据上述方法，我们通过一种或几种方法的配合使用，可以有效地对焊件残余应力进行处理，且在经济上也是十分合理。

［1］黄正圆.焊接结构生产.机械工业出版社，1993.4.

［2］成大先.机械设计手册.化学工业出版社，2004.1.

收稿：2016-06-17

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