【正文】 20 焊接殘余應(yīng)力的影響 殘余應(yīng)力的作用和平均應(yīng)力相當(dāng)，二者的區(qū)別僅在于，殘余應(yīng)力在加載過程中海海事人學(xué)順學(xué)位論義會(huì)逐漸釋放，因此其影響也逐漸減少；而平均應(yīng)力在加載過程中則不會(huì)自動(dòng)減少的。焊接過程常常產(chǎn)生拉伸殘余應(yīng)力，拉伸殘余應(yīng)力相當(dāng)于增加了一個(gè)平均應(yīng)力，一般使其疲勞強(qiáng)度降低。因此，采用熱處理方法消除或減少拉伸殘余應(yīng)力，可以提高焊接接頭的疲勞強(qiáng)度。殘余應(yīng)力的作用，隨應(yīng)力比的不同而異。在對(duì)稱循環(huán)下，拉伸殘余應(yīng)力降低疲勞強(qiáng)度的作用較大。當(dāng)應(yīng)力比增大時(shí)， IU 于拉應(yīng)力的數(shù)值增大，殘余應(yīng)力易于釋放，因此對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響 減少。當(dāng)應(yīng)力比增大到一定程度以后，殘余應(yīng)力實(shí)際上已經(jīng)對(duì)疲勞強(qiáng)度不起作用。由于應(yīng)力集中增大時(shí)，殘余應(yīng)力的集中也增大，因此殘余應(yīng)力的影響隨著應(yīng)力集中程度的增加而增加。 T 形接頭的縱向應(yīng)力分布 焊接缺陷的影響 焊接缺陷引起應(yīng)力集中，從而使焊接接頭的疲勞強(qiáng)度降低。焊接缺陷有很多種類型，諸如裂紋、未焊透、缺口、氣孔和央雜等。焊接缺陷對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響與缺陷的種類、尺寸、方向和位置等很多因素有關(guān)。片狀缺陷對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響比帶圓角的缺陷大，表面缺陷比內(nèi)部缺陷的影響大，位于殘余拉應(yīng)力場的缺陷比位于殘余 壓應(yīng)力場的缺陷影響大，位于應(yīng)力集中區(qū)的缺陷比位于均勻應(yīng)力場的缺陷影響大。同時(shí)，不同材料具有不同的缺口敏感性，因此，同樣的缺陷在不同的材料中的影響也不相同。因此直到現(xiàn)在還沒有足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來制定一個(gè)焊接缺陷的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。 尺寸的影響 增加對(duì)接焊接接頭橫截面的絕對(duì)尺寸會(huì)使疲勞極限大大降低。焊接接頭的疲勞強(qiáng)度隨尺寸增大 Ifii 降低的原因與非焊接件基本相同。但尺寸對(duì)焊接接頭疲勞強(qiáng)度的影響更大一些，其原因是焊接后焊縫中產(chǎn) ft 了很高的拉伸殘余應(yīng)力，試件的截面尺寸愈大，拉伸殘余應(yīng)力愈大，因而降低疲勞強(qiáng)度的作用 也愈強(qiáng)。 21 對(duì)接圓筒環(huán)焊縫的縱向殘余應(yīng)力（切向應(yīng)力） 橫向應(yīng)力 橫向殘余應(yīng)力有兩部分組成： 一部分是由焊縫及其附近塑性區(qū)的縱向收縮引起的橫向應(yīng)力σ y′ ； (1) 縱向收縮引起的焊縫橫向應(yīng)力隨焊縫長度變化： 22 （ 2）焊縫橫向收縮引起的橫向應(yīng)力σ y〞 先焊部分先冷卻，后焊部分后冷卻。先冷卻的焊縫限制后冷卻焊縫的橫 向收縮，導(dǎo)致最后收縮的焊縫受拉應(yīng)力。 （ 3）厚度方向的殘余應(yīng)力 隨著填充材料厚度的增加，橫向收縮應(yīng)力也沿 z 軸向上移動(dòng)，并在已填充的坡口的縱截面上引起應(yīng)力。 厚度方向應(yīng)力為壓應(yīng)力 （ 4）管板焊接的殘余應(yīng)力分布 23 高焊接接頭疲勞強(qiáng)度的方法 降低應(yīng)力集中 1)盡量避免在應(yīng)力集中部位焊接，盡量避免未焊透和減少焊接缺陷。 2)盡量采用應(yīng)力集中系數(shù)小的對(duì)接接頭，避免使用角焊縫和塔接接頭。 3)去處對(duì)接焊縫上的凸出部分可以減少應(yīng)力集中，是最明顯的改進(jìn)方法。磨削是達(dá)到這一目的的最方便方法，但應(yīng)使打磨方向順著力線，與力線垂直打磨往往 適得其反。 4)對(duì)角焊縫采用綜合措施，比如將直角聯(lián)接改為圓弧過渡，并用機(jī)械方法打磨焊縫端部等。 5)側(cè)焊縫聯(lián)接的應(yīng)力 集中很大，因而疲勞強(qiáng)度很低，同時(shí)采用側(cè)焊縫和端焊縫能使其疲勞強(qiáng)度有較大的提高。 6)丁字焊接接頭的疲勞極限主要決定于焊透深度，當(dāng)邊緣未丌坡口和被聯(lián)接鋼板厚度上未完全焊透時(shí)，疲勞缺口系數(shù)巧值 2． 5～ 4． 0，當(dāng)邊緣丌坡口和焊透深度較深時(shí)，心值 1． 1～ 1． 7，當(dāng)完全焊透且焊縫經(jīng)過機(jī)械加工，從而保證其外形平滑時(shí)，丁字焊接接頭的疲勞極限可以提高到與帶有氧化皮的母體會(huì)屬的疲勞極限相等。 24 7)當(dāng)構(gòu)件上焊有不受力的焊件或焊道時(shí)，焊縫雖然不受力．但出于使受力件的截面發(fā) 生急劇變化，長生應(yīng)力集中，也使其疲勞強(qiáng)度大大降低。這時(shí)，使用端焊 縫聯(lián)接，可以使其疲勞極限比使用側(cè)焊縫高。使聯(lián)體件具有平滑外形而過渡處 經(jīng)過機(jī)械加工，也能使其疲勞極限比聯(lián)接板為矩形而未經(jīng)機(jī)械加工時(shí)高。 8)使用鎢極氬弧焊方法將焊接接頭的過渡區(qū)重熔一次，使焊縫與基體會(huì)屬光滑過渡，能使其疲勞強(qiáng)度有較大提高。這種電弧整形法對(duì)于低碳鋼和低合金鋼的效 果與機(jī)械方法相似，對(duì)于高強(qiáng)鋼效果更好。 調(diào)整殘余應(yīng)力場 1)使用噴丸、滾壓和錘擊等表面冷作方法，可以在焊件表面建立壓縮殘余應(yīng)力， 并使表面材料冷作硬化，從 而大大提高其疲勞強(qiáng)度，是提高焊接接頭疲勞強(qiáng)度 的有效手段。 2)對(duì)焊接件進(jìn)行整體退火或回火，可以消除或減少焊接殘余應(yīng)力，使其疲勞強(qiáng)度 提高。但與其同時(shí)，又使焊縫及其附近金屬軟化，使其疲勞強(qiáng)度降低。其效果 決定于兩種因素的綜合作用。當(dāng)應(yīng)力集中較大時(shí)，整體退火或回火的作用較大。 25 提高焊接件的材料強(qiáng)度 當(dāng)應(yīng)力比 R0， 5 時(shí)，采用強(qiáng)度 f 南的合金鋼可以提高焊接接頭的強(qiáng)度。對(duì)于R0． 5 的焊接接頭，合金鋼的疲勞極限幾乎與碳鋼相同。 8 其他輔助 設(shè)計(jì) 潤滑 潤滑的目的就是為了減少工作表面的摩擦及由此造成的能量損失、減少工作表面的磨損及發(fā)熱，提高其壽命、保持機(jī)器的工作精度及提高機(jī)器的工作效率；次外，潤滑劑還有沖洗污物、防止表面腐蝕的功能。 在機(jī)械行業(yè)中，常用的潤滑材料可分為礦物潤滑油、潤滑脂（俗稱黃油），另外還有水及固體潤滑劑等。不同的潤滑劑有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。 稀油潤滑一般用于下列情況： （ 1） 除完成潤滑任務(wù)外，還需要帶走摩擦表面間產(chǎn)生的熱量者； （ 2） 須能夠保證滑動(dòng)平面間為液體摩擦者：液體摩擦軸承、高速移動(dòng)的滑動(dòng)平面之間、止推滑動(dòng)軸承等； （ 3） 能夠用簡易的手段向嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)本身及其軸承，同時(shí)提供一種潤滑劑的情況； （ 4） 除潤滑外，還需要清洗摩擦平面并保持清潔狀態(tài)者； （ 5） 相同情況下，易于對(duì)軸承進(jìn)行密封并能很好防止?jié)櫥屯庖缯摺? 干油潤滑一般用于下列情況： （ 1） 粘性很好，并能附著在摩擦平面上，不易流失及飛濺，多用于做往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)及短期 （ 2） 工作制的重載荷低轉(zhuǎn)速的滑動(dòng)軸承上； （ 3） 密封性好，且給油方便； （ 4） 很適用于低速的滾動(dòng)軸承潤滑，可長時(shí)間不用加油，維護(hù)方便； （ 5） 防護(hù)性能好，能保護(hù)裸露的摩擦表面免受機(jī)械雜質(zhì)及水等的污染。 密封 軸承的密封裝置是為了防止灰塵、水、酸氣和其它雜物進(jìn)入軸承，并防止?jié)櫥瑒┝魇ФO(shè)置的。密封裝置可分為接觸式和非接觸式兩類。當(dāng)環(huán)境比較臟時(shí)和比較潮濕時(shí)，采用非接觸式中的曲路密封是相當(dāng)可靠的。曲路密封是由旋轉(zhuǎn)的和固定的密封零件之間拼合成的曲折的縫隙所形成的。本設(shè)計(jì)中，軸因溫度變化有可能會(huì)伸縮，并且采用的是調(diào)心軸承做支撐，所以選擇密封墊圈進(jìn)行密封。 26 參考文獻(xiàn) [1]王勇勤，朱寧，嚴(yán)興春等．地下式熱帶卷取機(jī)夾送輥結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究 [J]．鋼鐵釩鈦， 2021， (3)： 25— 28 [2]廖永鋒． 2050 熱軋卷取機(jī)咬入帶鋼狀態(tài)分析及改進(jìn) [J]．寶鋼技術(shù)， 1998，(6)： 11~14， 17 [3]付志剛，孫文彬，王景林等．帶鋼纏夾送輥事故分析與改進(jìn)措施 [J]．軋鋼，2021， V01． 23(4)： 55— 57 [4]萬飛，王勇勤，嚴(yán)興春等．地下卷取機(jī)卷筒與夾送輥相互位置研究 [J]．鋼鐵研究學(xué)報(bào)， 2021， V01． 19(9)： 25～ 28 [5]王勇勤，劉鍵業(yè)，嚴(yán)興春等．地下式熱帶卷取機(jī)夾送輥偏轉(zhuǎn)角的分析與研究[J]．中國機(jī)械工程， 2021， (12)： 999— 1002 [6]萬飛．夾送輥接觸應(yīng)力分析計(jì)算 [J]．重型機(jī)械科技， 2021， (1)： 39— 43 [7]鄢檀力．卷取夾送輥?zhàn)饔梅治黾捌漭佇团渲?[J]．鋼鐵研究學(xué)報(bào)， 2021，V01． 16(6)： 33— 36 [8]周國盈．帶鋼卷取設(shè)備 [M]．北京：冶金工業(yè)出版社， 1982 [9]潘衛(wèi)東，梅如敏．二次冷軋機(jī)組張力輥設(shè)計(jì)計(jì)算．江蘇冶金， 2021， V01． 35(3)：59— 61 [10]劉鴻文．材料力學(xué) (第四版 )[M]．北京：高等教育出版社， 2021 [11]王國凡主編 .鋼結(jié)構(gòu)焊接制造 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021.