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WEL-TEN80钢挂货勾振动消除残余应力处理 |
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作者：哈尔滨焊接研究所 李庆本 |
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挂货勾是哈尔滨电机厂为运输六十万瓦汽轮发电机定子的关键部件采用WEL-TEN80高强钢厚板焊接而成，焊接后构件存在较高的残余应力，由于该钢焊后再热裂纹敏感性强，所以不能采用焊后热处理降低残余应力。但构件中存在的较高的残余应力是生产失效的主要原因之一，为确保运输安全，我们首次对WEL-TEN80高强钢构件采用振动时效处理，降低构件的焊接残余应力。
为了慎重起见，在挂货勾振动时效处理前做了如下试验。
1.WEL-TEN80钢焊接试板振动时效处理后，进行了机械性能试验，疲劳裂纹扩展速率试验和人工裂纹金相检查。得出振后机械强度略有提高，疲劳裂纹扩展速率下降和人工裂纹没有扩展的结论。
2.WEL-TEN80钢挂货勾附件振动时效处理后，将焊接缝逐层去掉焊肉，结果未发现裂纹。振动情况见图：
3.试样和附件振动前后均测试了残余应力，结果表明，振后残余应力均有所下降。
在一定条件下进行的上述试验，可的出两个结论，
（1） 振动时效处理能降低WEL-TEN80钢构件焊接残余应力；
（2）WEL-TEN80钢裂纹扩展速率振动下降，振动不会使裂纹扩展。
一. 挂货勾振动时效处理
在试板及附件试验的基础上进行了四件挂货勾现场振动时效处理，其中两件挂货勾主要焊缝（工作应力大，残余应力高）用盲孔松弛法测试残余应力，进行了超声波探伤，并做了记录。
1.振动方法：挂货勾的结构如图一所示，根据其结够特点，将其卧放，用四点软支撑，为此不规则结构，选择两个激振点，以达到良好的振动效果。支撑的激振点位置如图一。
2.残余应力测试，为定量检验振动效果，进行了挂货勾振动前后的残余应力测试。四个挂货勾结构相同，但为了检查测试的重复性，我们对WH-01A107-1和WH-01A0107-2两件挂货勾进行了测试。测试位置见图一，测试结果见表，表中给出了接近最大主应力方向的拉应力振后下降率。从表中可以看到两件挂货勾"1"点应力方向接近横向，'2.3'点主应力方向接近纵向，而且各对应点应力数值规律接近，说明重复性较好。从表中还可以看到拉应力均下降到372.4 Mpa以下，即二分之一焊缝屈服强度以下，其下降率大部分达30%以上。表一 残余应力测试结果
| | 纵向应力бy(Mpa) | 横向应力бy(Mpa) | | 挂货勾号 | 测点 | 振动前 | 振动后 | 下降率% | 振动前 | 振动后 | 下降率% | | WH-01A07-01 | 1 | +172.3 | +48 | | +506.8 | +352.7 | 30.4 | | WH-01A07-01 | 2 | +466 | +291.3 | 37.5 | +174.3 | +74.1 | | | WH-01A07-01 | 3 | +427.6 | +368.3 | 13.9 | +153 | +112 | | | WH-01A0107-2 | 1 | +77.1 | -38.6 | | +476 | +304.8 | 36 | | WH-01A0107-2 | 2 | +431.8 | +274.7 | 36 | +60.1 | -88.4 | | | WH-01A0107-2 | 3 | +355.8 | +244.1 | 31 | +10.9 | -67.7 | |
3. 超声波探伤：挂货勾在振动时效处理前后均进行了超声波探伤，并做了记录，未发现裂纹，说明此构件振动时效处理不会产生不利因素。
二. 小结
1. 综合WEL-TEN80钢试板和构件试验结果，振动时效处理，对此构件不会产生不利因素。
2.WEL-TEN80钢挂货勾，经振动时效处理，焊接残余应力下降。最高拉应力在372.4Mpa以下，即二分之一焊 接屈服强度以下，说明此构件振动时效处理是可行的。 (end)
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(5/23/2005) |
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