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《分段焊影響轉輪焊接殘余應力的試驗分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第!?卷第&期焊接學報4:J(!?7:(&!""2年&月.@07A05.B;7A;C.DE5DB70FEGHB7/B7A.B.I.B;79K6LM!""2分段焊影響轉輪焊接殘余應力的試驗分析’’!!!姬書得，張利國，方洪淵，李雅范（’(沈陽航空工業(yè)學院航天技術研究所，沈陽’’""&%；!(哈爾濱工業(yè)大學現(xiàn)代焊接生產(chǎn)技術國家重點試驗室，哈爾濱’)"""’）摘要：在利用平板試驗得到分段焊的合理段長的基礎上，對某水電站混流式水輪機轉輪的焊接殘余應力場進行了調控。結果表明，對于尺寸為)""**+)""**+’#**的平板來說，后焊的焊段可以起到降低先焊焊段的殘余應力的作用，且
2、在到后焊部分端部為)"**的范圍內(nèi)，降低效果最明顯；分段焊可以降低葉片危險區(qū)域的殘余拉應力峰值并產(chǎn)生殘余壓應力；當葉片出水邊焊段的長度在%",-"**的范圍內(nèi)，殘余應力的降低效果隨著葉片出水邊焊段長度的增加而減小。關鍵詞：轉輪；葉片；分段焊；殘余應力中圖分類號：./’)#文獻標識碼：0文章編號："!)&$&#"1（!""2）"&$’"’$"%姬書得"序言者在進行平板試驗的基礎上，利用分段焊的方法對葉片危險區(qū)域附近的焊接殘余應力場進行了調控，使轉水輪機轉輪在服役過程中出現(xiàn)疲勞裂紋是目前輪的葉片危險區(qū)域產(chǎn)生了焊接殘余壓應力。［’］所有轉輪的共性問題，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生會大大降
3、低水電站的工作效率，造成巨大的經(jīng)濟損失。針對’分段焊對平板焊接殘余應力的影響葉片的開裂問題，國內(nèi)外的科研工作者提出了一些解決轉輪裂紋的方法，如在下環(huán)焊縫中部安裝楔子!"!平板試驗結構的確定板、在下環(huán)焊縫外面增加加強板、在下環(huán)的上下端部由于轉輪的結構非常龐大，直接在轉輪上進行先焊上搭塊、焊前在上冠處裝上假軸等［!$%］。但這分段焊的試驗會使試驗費用高以及生產(chǎn)周期長。因些方法的實際效果不是很好，且不能從根本上解決此作者首先研究了分段焊對平板焊接殘余應力影轉輪葉片的裂紋問題。響。這里進行平板的目的有兩個，一是驗證分段焊對于一個具體的轉輪結構來說，由于它的材料的合理性；二是確
4、定適用于某水電站某型號轉輪分選擇是不變的，因此轉輪的受力狀態(tài)是導致葉片出段焊的段長。現(xiàn)疲勞裂紋的關鍵因素。在水輪機的工作運行中，平板試驗中，平板的尺寸為)""**+)""**+轉輪葉片的應力來源主要有工作應力和焊接殘余應’#**，同時在平板一組對邊上開&"3的半4形坡力兩種。研究發(fā)現(xiàn)，工作應力峰值的出現(xiàn)位置與焊口。另外，為了增加平板試驗過程中的剛度問題，對接殘余拉應力峰值一致，都是在葉片出水邊的焊縫平板固定架的結構進行了設計，如圖’所示。其中［)$2］附近。由于對于一個具體的轉輪結構來說，它右側圖中的虛線位置表示在試驗過程中平板的放置的工作應力是固定不變的，因此解決轉
5、輪的開裂問位置。題只能利用焊接工藝的優(yōu)化來改善轉輪的焊接殘余平板與固定架的材料都是"56’&78)9:，兩部分應力分布狀態(tài)，通過降低葉片危險區(qū)域的焊接殘余通過5;氣體保護焊的方法進行連接。焊接電流!拉應力從根本上解決轉輪的開裂問題。是!%"0，電弧電壓是&"4，焊接速度是)**<=。對于一個普通的焊接構件來說，焊縫區(qū)的殘余拉為了研究分段焊對殘余應力分布狀態(tài)的影響，應力是由于殘余壓縮塑性變形產(chǎn)生的，此區(qū)域的殘余在分段焊過程中，將整個焊縫分成三段進行焊接，兩壓縮塑性變形對周圍區(qū)域產(chǎn)生影響，使鄰近焊縫的區(qū)端的焊段長度分別是)"**與’""**。域產(chǎn)生了較大的焊接殘余壓應力。
6、針對這種情況，作!"#殘余應力測量方案的確定利用盲孔法在焊后的平板上進行應力的測量。收稿日期：!""#$"%$"&!參加此項研究工作的還有過潔應力測量裝置采用鄭州研究所生產(chǎn)的>5!型應!$)焊接學報第)6卷圖:分段焊與非分段焊橫向殘余應力沿焊縫方向的比較"#$%:;1-’(,0’12’(,-06+(0+(+0#.),40’(+00<+’=++-0)<>圖!平板固定架結構與尺寸0+*’#1-=+4.#-$,-.*1-6+-’#1-,4=+4.#-$"#$%!&’()*’)(+,-..#/+-0#1-1234,-+2#5+..+6#*+力測量儀。盲孔法屬于殘余應力測量的部
7、分釋放法。按小孔法測量殘余應力時需先在各測點部位貼上應變片，然后在緊靠應變片的適當位置鉆一小孔，根據(jù)應力釋放前后應變片所測得的應變差，可借助彈性理論推算出試件內(nèi)的殘余應力。其計算公式為"!$%&!’$%!$%(!’$%!!"(&)，##$圖?分段焊不同時刻橫向殘余應力沿焊縫方向的比較"!$%&!’$%!$%(!’$%，"#$%?;1-’(,0’12’(,-06+(0+(+0#.),40’(+00<+’=++-.#22+(+-’!)"(()##$=+4.#-$’#/+式中：#表示應力釋放系數(shù)，其值是$*$)+,；$表示應力釋放系數(shù)，其值是$*$+’’；
