鋼板焊接件退火保溫時間對殘余應力的影響測試研究

鄒建華 張爽

摘 要：本文通過測試鋼板焊接件不同退火保溫時間內退火前后殘余應力的變化情況，驗證了我公司退火保溫工藝參數是否合理。同時為其它工廠選擇鋼板焊接件去應力退火保溫工藝參數提供參考。

關鍵詞：鋼板焊接件；退火保溫時間；殘余應力；影響測試研究

0 引言

鋼板焊接后應對其進行退火處理，以消除焊接后的殘余應力。對于工廠內的鋼板焊接件如何確定退火保溫時間，同時最大程度的去除殘余應力，就需要對退火去應力工藝有一個系統的研究。

有些廠家鋼板件熱處理保溫時間遠超過我公司的熱處理保溫時間， 我公司鋼板件退火保溫時間為2～3小時，已經運使用了幾十年，經過了長時間的驗證沒有什么問題，但沒有實際的數據測試來驗證我公司的退火參數是否合理。我們借此機會，利用我廠實際鋼板產品實測退火前后的殘余應力情況，為我廠的退火工藝提供數據依據。

1 試驗前準備

1.1 試驗前準備

1.1.1 試驗產品類型

選取實際生產的電動機中心高H710的鋼板機座若干臺，測試退火前后殘余應力的變化情況，其中退火保溫時間分別選取2h、4h、6h、8h。

1.1.2 試驗設備

HK21B殘余應力測試儀。

1.1.3 試驗標準

CB 3395—92《殘余應力測試方法—鉆孔應變釋放法》

1.2 測試點選擇

為測試具備代表性，測試點選在機座板厚最厚的端板、底腳板部位，因為板材越厚，拘束越大，焊接殘余應力越大，測試點在端板與側板焊縫、端板與底腳板焊縫熱影響區附近。

2 試驗過程及測試數據分析

2.1 退火保溫2h前后殘余應力數據

退火參數：工件入爐溫度50℃，升溫速度100℃/h，升溫至620℃保溫，再隨爐冷卻至100℃出爐，冷卻速度60℃/h。工件出爐后冷卻至室溫，被測表面打磨至表面粗糙度Rz6.3～1.6μm，打磨區應比應變片外形尺寸大2～3倍。第一臺H710鋼板機座退火前后殘余應力值見表1：

將上述和的取值分別代入，殘余應力變化率計算值分別為-96.8%、-99%、-80.1%，進而算出保溫2h殘余應力平均變化率為-92%。

2.2 退火保溫4h、6h、8h前后殘余應力數據

按相同方法測試另外三種退火參數，退火參數分別為：625℃保溫4h；620℃保溫6h；620℃保溫8h，各點殘余應力變化率及平均變化率見表2：

3 數據分析

將上述四組測試結果歸納如表3，通過數據可以看出4種退火保溫時間對消除焊接殘余應力的效果沒有大的區別，10h的保溫時間就不必再做，我公司H710機座鋼板厚一般為40～70mm，其它鋼板機座厚度大多在這個區間，因此600～650℃保溫2h的退火工藝適合于我公司的產品，經過與同行的有關廠家聯系，其退火溫度及退火保溫時間與我公司相仿。

4 結束語

經過4個月跟蹤，對我公司H710鋼板機座進行了4個保溫參數（2h、4h、6h、8h）的退火試驗，分別檢測了機座典型部位焊態及退火態殘余應力去除情況，結果是去除應力的效果沒有明顯差別，我公司的退火工藝參數為2h合理，符合我廠的實際需求，同時也為其他廠家鋼板焊接件退火工藝參數的選擇作一個參考。

參考文獻：

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[6]CB 3395-92.殘余應力測試方法—鉆孔應變釋放法[S].

作者簡介：鄒建華，男，1982年生，2005.7畢業于黑龍江八一農墾大學機械設計制造及其自動化專業，現從事高壓電動機工藝工作。