冷焊机射线法与应力释放法测量焊接应力的对比研究冷焊机在工程机械中焊接结构件的重量约占整机重量的60%--75%，则于焊接接头中的高残余应力会引起钢结构的变形、脆性断裂，疲劳破坏和应力腐蚀开裂等，所以了解焊接结构中的残余应力分布，确保冷焊机焊接钢结构的质量的安全可靠是极为重要的。 常用的焊接结构残余内应力的测试方法，按其原理可分为两 大类：应力释放机械测量法和无损的物理测量法。由于电阴应变片电测法与机械法的配合使用，大大降低了机械法对构件的破坏性；物理法中比较常用的是X光射线衍射测量法。本文对两种冷焊机测量测量方法测量结果的曲同点作了比较详细的对比讨论，并从理论上进行了解释。 1 实验过程 母材为500MPa级的15MnVN正火低合金高强度钢，厚度20mm，采用半自动CO2气体保护焊 ，焊丝用H04Mn2SiTiA。接头尺寸如图1所示。接头是在点因定位焊拘束状态下进行的焊接的，在各测量点研磨、电解抛光后用XYL--75型X射线应力测定仪测量残余应力，然后在同一点再用应力释放法（双栅应变花）测量应力。冷焊机测量位置分别是如图1的示的焊缝纵向中心线，熔合线和垂直于焊缝的B线。 2 结果用分析 实验结果表示在中，平行于焊缝纵向的应力用σL表示，垂直于焊缝的横向应力用σT表示。从（a）和（b）可以看出，除焊缝用热 影响区外，用两 种方法测得的残余应力的颁是相当吻合的。这说明用X射线衍射法测量应力的精度与应力释放法是在同一水平上的。而在焊缝和熔合线上，两 种方法的测量结果存在明显的差别，如图2（c）（d）所示。在冷焊机焊缝纵向除两端及其附近外，用应力释放法测故里和残余应力的数值近似等于屈服极限，而用X射线法测得的应力数值没有达到屈服极限。 冷焊机磁控装置。3）冷焊机磁控装置。对于宽带极（带极宽度大于60mm）电渣堆焊，由于磁收缩效应，会使堆焊层产生咬边，随着带极宽度增加，堆焊电流增大，咬边现象越重，abb冷焊机机器人，因此必须采用外加磁场的方法来防止咬边的产生（磁控法）。如图所示。同时必须合理布置磁极位置，选择合理的激磁电流大小，外加磁场太强或太弱均会影响堆焊焊道的成形（图2）。冷焊机二个磁极的磁控电流应可分别调整。比如对于非预热的平焊位置的工件，当带极为60mm×0.5mm时，磁控装置的南、北极控制电流分别为1.5A和3.5A；对于90mm×0.5mm的带极则分别为3A和3.5A。 4）冷焊机工艺参数的控制。采用合理的堆焊工艺参数是保证电渣堆焊过程稳定，焊缝质量良好的有效手段。影响带极电渣堆焊质量的工艺参数主要的有焊接电压、电流和焊接速度，其次还有干伸长，焊剂层厚度，焊道间搭接量、焊接位置等。 ① 冷焊机控制焊接电压对带极电渣堆焊具有重要意义，当电压太低，有带极粘连母材的倾向。电压太高，电弧现象明显增加，熔池不稳定，飞溅也增大，推荐的焊接电压可在20～30V之间优选。 ② 焊接电流对带极电渣堆焊质量影响也较大。焊接电流增加，焊道的熔深、熔宽、堆高均随这增加，而稀释率略有下降，但电流过大，飞溅会增加。不同宽度的带极应选择不同的焊接电流，比如对φ75mm×0.4mm的带极，电流可在1000～1300A之间优选。 ③ 随着焊接速度的增加，焊道的熔宽和堆高减小，熔深和稀释率增加，焊速过高，会使电弧发生率增加，为控制一定的稀释率，保证堆焊层性能，安川冷焊机机器人，焊接速度一般控制在15～17cm／min。 ④ 带级电渣堆焊时，母材倾角会影响稀释率和焊道成形，一般推荐采用水平位置或稍带坡度（1o～2o）的上坡焊为宜。 ⑤ 其他一些参数的推荐值为：带极伸出长度为25～35mm，焊剂厚度25～35mm，焊道搭接量5～l0mm。 （3）优缺点及应用范围 带极电渣堆焊与带极埋弧堆焊比有以下优点： 1）熔敷，在中等电流下，比埋弧焊高50％； 2）熔深浅而均匀，母材稀释率低，一般可控制在10％以下，比埋弧焊小一倍、单层堆焊即可满足性能要求。 3）堆焊层成形良好，不易有夹渣等缺陷，表面质量优良，表面不平度小于0.5mm（埋弧堆焊时大于lmm）故表面无需机械加工，省料省时。 4）带极中合金元素烧损和不利元素增量极少，堆焊层的塑性和韧性高于埋弧难焊。 5）由于接头熔合区的碳扩散层窄，马氏体带宽度小，故接头熔合区性能优于带极埋弧堆焊。 正由于带极电渣堆焊有上述优点，近年来国内外在加氢控制反应器、煤气工程热壁交换炉、核电站设备中压力容器的内表面堆焊中均得到了广泛应用。 由于电渣带圾堆焊自身的一些特点，它也有定的应用范围： 1）由于带极电渣堆焊热输入较高，故一般用于堆焊50～200mm的厚壁工件，推荐适用的工件直径和壁厚如表1所示。2）带极电渣堆焊技术多用于耐蚀堆焊，而高硬度堆焊领域，otc冷焊机机器人，由于钢带轧制的困难，尚无法应用。故国内外正加紧进行药芯带极电渣堆焊技术的开发研究。 3）由于带极电渣推焊的焊接速度较低，热输入较大，造成母材和堆焊层之间的边界层晶粒粗大，使难焊层抗氧剥离性能较差。国外一方面在使用的母材、带极、焊剂等方面开展研究，以求得到纯净度更高的堆焊金属来提高抗氢剥离能力方面已有了可喜的成果。 2. 宽带极高速堆焊技术 （l）冷焊机产生背景 如前所述、带极埋弧堆焊和带极电渣堆焊均由于焊接速度低，热输入大，使难焊层抗氢剥离性能不理想，故80年代后期国内外开发了高堆焊速度低热输入的高速带极堆焊技术。 （2）冷焊机技术内容和技术关键 高速带极堆焊是在带极电渣堆焊的基础上，提高焊接速度发展而来的，由于焊接速度的提高，使电弧发生率增加，因此使焊接的导电过程由电渣过程变为电渣和电弧的联合过程。但仍以电渣过程为主。因此在对电源、焊剂等方面的要求与带极电渣堆焊相同。现仅介绍高速带极堆悍的某些特性问题。 1）磁控装置。随着焊速的提高，焊接电流也要相应增加，则磁收缩力就会成平方倍的增加，咬边会更严重，故必须加大磁控电流，但磁控电流过大，励磁绕组发热严重，降低使用寿命。为了在较低磁控电流下，增加磁控效果，应采取相应措施。如有时研究采用带有一定角度可转动的磁极端头和附加磁极极靴等措施，收到了较好的效果。 2）工艺参数的控制。在提高堆焊抗氢剥离性能的前提下，根据产品的性能要求，考虑焊道形状，稀释率等因素。针对不同的带极宽度，应试验得出焊接参数 。3）优缺点及应用范围 带极高速堆焊与带极电渣堆焊比有如下优点： 1）冷焊机由于高速堆焊的边界层具看M＋A双相组织，且晶粒细小，故抗氢剥离性较好；堆焊层也因晶粒细小而具有良好的耐腐蚀性。 2）由于高速堆焊对冷焊机母材的热输入小，故母材变形小，这对于薄板堆焊更有意义。 该技术已用于生产， 用高速带极堆焊生产了加氢控制反应器，实现了高速堆焊的目的。 该技术的堆焊有效厚度虽比带极埋弧堆焊大，冷焊机，但仍必须堆焊两层，不如带极电渣堆焊，单层即可满足要求。 洛克西德(图)、abb冷焊机机器人、冷焊机由洛克西德机器人系统工程(苏州)有限公司提供。洛克西德机器人系统工程(苏州)有限公司（www.lockheedrobot.com/）实力雄厚，信誉可靠，在江苏 苏州 的工业自动控制系统及装备等行业积累了大批忠诚的客户。公司精益求精的工作态度和不断的完善理念将引领洛克西德和您携手步入，共创美好未来！ 产品：洛克西德供货总量：不限产品价格：议定包装规格：不限物流说明：货运及物流交货说明：按订单
