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通過(guò)對(duì)皮帶輸送機(jī)滾筒焊接裂紋產(chǎn)生的原因分析可知，滾筒焊接工藝參數(shù)直接影響到皮帶輸送機(jī)滾筒焊接過(guò)程的連續(xù)性、穩(wěn)定性。我們可以通過(guò)優(yōu)化筒體焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及滾筒焊接工藝等措施來(lái)消除皮帶輸送機(jī)滾筒焊接裂紋。
1、優(yōu)化筒體焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)選擇合適的接頭和坡口形式減小應(yīng)力集中為減小應(yīng)力集中，焊縫表面最好為凹面，向母材表面應(yīng)圓滑過(guò)度。
(2)輻板開(kāi)減輕孔、降低拘束應(yīng)力
輻板上開(kāi)合適的減輕孔能有效降低環(huán)縫處的拘束應(yīng)力，同時(shí)還可提高輻板剛性。開(kāi)口數(shù)量一般在3個(gè)以上，常見(jiàn)形狀有以下幾種(如圖1)。
圖1
在環(huán)縫產(chǎn)生裂紋之后的返修中，有時(shí)也采用開(kāi)止裂工藝孔的方法(如圖2)，均布止裂孔，修焊完成后再補(bǔ)焊止裂孔。止裂孔的數(shù)量及大小根據(jù)滾筒直徑、板厚、焊縫尺寸和產(chǎn)生裂紋的情況具體確定。止裂孔的作用就是顯著降低環(huán)縫的圓周拘束應(yīng)力，減小焊接加熱過(guò)程中焊縫附近區(qū)域的塑性變形，從而減小焊縫在冷卻過(guò)程中的收縮量，避免裂紋的出現(xiàn)。最后焊補(bǔ)好的止裂孔對(duì)整體結(jié)構(gòu)無(wú)影響。要注意的是，補(bǔ)焊工藝孔與焊縫要連接光滑，必要時(shí)用角磨機(jī)修光，以減少應(yīng)力集中。
1-筒皮；2-輪轂；3-輪輻
圖2
(3)采用鑄焊復(fù)合結(jié)構(gòu)規(guī)避焊接缺陷
對(duì)于成批生產(chǎn)且用其它工藝方法控制裂紋成本較高的滾筒，可以拋開(kāi)傳統(tǒng)的滾筒結(jié)構(gòu)形式(輪緣、輪輻、輪轂)，設(shè)計(jì)以下形式鑄焊復(fù)合結(jié)構(gòu)(如圖3)。此鑄焊結(jié)構(gòu)徹底解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)輪輻與輪緣及輪轂連接焊縫的裂紋問(wèn)題。雖然成本較焊接滾筒略有增加，但在成批生產(chǎn)和Φ800以上重要滾筒中已獲得廣泛應(yīng)用。
1、3-筒箍；2-筒圈
圖5
2、優(yōu)化滾筒焊接工藝
(1)注意材料焊接性
輪轂、輪輻、輪緣材料不一致時(shí)，可在較硬的含碳量較高的輪轂表面堆焊過(guò)渡(隔離)層。堆焊層可選用E5015或強(qiáng)度等級(jí)低一些的E4315焊條，堆焊厚度≤6mm。
(2)注意焊接應(yīng)力
由于環(huán)縫1、2處裂紋主要是拘束應(yīng)力過(guò)大引起，這種情況下，應(yīng)選用抗裂性能較好的堿性低氫型焊條。工藝上通常采用預(yù)熱工件或?qū)ΨQ同時(shí)施焊等措施。預(yù)熱溫度由所用材料及厚度確定，常使外件溫度略高于內(nèi)件溫度，這樣焊后工件與焊縫同時(shí)冷卻收縮，外件收縮多于內(nèi)件，減小焊接應(yīng)力，甚至可能使焊縫出現(xiàn)壓應(yīng)力，達(dá)到防止裂紋的目的。
(3)消除或減少殘余應(yīng)力
焊接過(guò)程中可通過(guò)錘擊焊道釋放應(yīng)力，但由于結(jié)構(gòu)本身或操作原因，效果有時(shí)不太明顯，采取焊后整體加熱時(shí)效處理或局部加熱緩慢冷卻的方法可有效去除殘余應(yīng)力。整體加熱成本較高，用氧、乙炔火焰局部加熱焊縫及熱影響區(qū)至550℃左右(暗褐色)，再緩冷至室溫，是實(shí)踐中較可行的方法。
