大型焊接构件 T形接头挠曲变形的试验研究

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收稿日期:6227827862;修订日期:622782982:液压支架是维护采煤工作面的一种重要装置。其结构件都是焊接件,因而焊接残余应力和变形是不可避免的,在非自动化焊接设备条件下变形很难控制。液压支架的变形主要影响结构件平面度和孔的同轴度。由液压支架的部件结构可知,各部件底板与主筋板和筋板的连接形式都是双面连续焊的*形接头,因此解决构件焊接变形的关键在于解决*形接头焊接变形。目前用纯理论的方法进行研究几乎是不可能的,但可以用试验方法进行研究。

!纵向变形

根据纵向变形的经验公式;7<:

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>7?

式中#为焊缝横截面面积;$为焊缝轴线到焊件中性轴之间的距离;%为焊缝的长度;’为焊件截面的惯性矩;\

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选液压支架为试验构件。由于液压支架的主筋板厚度多为62@@或6A @@的79B(钢板,且焊缝一般采用等强度焊接,因此选以62@@的79B(钢板为立板,不同厚度的79B(钢板为底板。毛坯下料采用气割,去毛刺后用液压机矫平。

#试验假设条件及假设与实际试验条件间区别的分析107

试验假设条件

为了使*形接头焊接变形既符合实际情况且方便计算,特作以下假设:

!液压支架的各主要部件都是由一张整底板上的主筋、筋板、盖板焊接而成的箱体结构。筋板在底板上焊接后必然引起纵向收缩,产生挠曲变形。但筋板与底板的焊缝一般只有主筋与底板的焊缝长度的7C 6,其影响远不如主筋板,因此筋板与底板焊缝引起的挠曲变形忽略不计。

\

#主筋与底板焊接的横向挠曲变形是引起构件底板挠曲变形的主要因素。

$底板在焊接时必定有横向收缩,但其值相对很小,故假设底板焊后宽度不变。结构件底板厚度一般大于62@@,主筋板少,其横向间距较大,焊后多次挠曲变形很小,故认为底板只有一次挠曲变形。

%在支架焊接时,由于焊接顺序始终有先后,则底板与盖板的变形有一定差别,且不完全对称,为了分析方便,认为箱体变形是整体一致对称的。

106假设与实际试验条件间的区别的影响10607

筋板差异对试验结果的影响

尽管筋板与底板间的焊缝长度只有主筋与底板间焊缝长度的7C 6,但由于筋板的焊缝与主筋板的焊缝垂直,在主筋板的作用下,筋板焊缝的纵向收缩强于横向收缩,则筋板与底板组成的*形接头角度变形变小。筋板越高,箱板截面积越大,构件抗变形能力越强。10606

盖板差异对试验结果的影响

盖板与主筋板的焊缝多为/形坡口上焊缝,焊接方向与

底板和主筋板间焊接方向一致,焊后也会引起构件整体的横向挠曲变形。则盖板焊缝会加大试验结果的数值。但焊盖板时,底板与主筋、筋板已形成一个箱体,刚度增加大大减小了因盖板焊接引起的挠曲变形。而对试验结果的影响很大程度上与筋板高度相关。10601

长宽比例差异对试验结果的影响

长宽比的差异实质上是刚度大小的差异。实际产品的长宽比为7D !,而大焊缝又都沿着长度方向,故长宽比的差异将减少试验结果数据。

从以上分析可知,除盖板焊接加大变形量的趋势外,另外两种差异都有减小变形量的趋势,且后者强于前者。

$试验方法

!07

试验条件及原则

将立板与底板装成*形接头,每种1件,保证垂直度,用手弧焊进行预焊,然后用EF 6气体保护焊进行等强度焊接,设备、工艺参数与生产中相同,即:焊机型号G HI8922JK7,焊接电流1A2L A224,电弧电压6A L !2/M 焊丝:

大型焊接构件%形接头挠曲变形的试验研究

文章编号:7226826AN >6227?2!822!\

张铁山7,盛

陈6,郑力军6

(70南京理工大学机械学院,江苏南京6722\

摘要:对大型焊接构件*形接头进行了试验研究。试验中采用等强度原则焊接,使用通用量具测量焊接件变形。由于多个*形接头焊接的研究较单个*形接头焊接的研究更有实用价值,重点分析了多个*形接头焊接的工艺试验结果。通过对试验数据的分析,得到了*形接头焊接构件的弯曲挠度变形的经验公式及有关结论。关键词:焊接;残余应力;变形;试验中图分类号:*O!2!

文献标识码:P

?压力容器及结构件的焊接?万方数据

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