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標題: 焊接應(yīng)力消除 [打印本頁]
作者: 642093071    時間: 2014-7-5 10:17
標題: 焊接應(yīng)力消除
本帖最后由 642093071 于 2014-7-5 10:39 編輯
+ A: j, O. l8 Q4 E5 H% O( T& I; V5 j* P& W, _
      有直徑500長2500的軸，兩端有滑動軸承支承，材料為42CrMo。在使用中，軸的中部熱裝一個800寬的輪轂，輪彀的過盈量為0.85mm.使用中，通過輪轂使軸主要受交變彎應(yīng)力。現(xiàn)有使用兩年八個月的軸，在更換輪轂時發(fā)現(xiàn)，在輪轂施力大的一側(cè)整個圓周出現(xiàn)裂紋。探傷裂紋的深度為20mm，裂紋在過盈配合區(qū)域，距輪彀端面30mm。
7 K! A( K4 p6 \3 I$ H9 Y      希望把裂紋車除后再焊接。對42CrMo如何防止焊接裂紋，用振動法消除焊接應(yīng)力是否可行（如采取熱時效，軸的直線度可能會產(chǎn)生誤差）各位有什么好的方法，請詳細談?wù)劇?hr noshade size="2" width="100%" color="#808080"> 作者: 陳明6174    時間: 2014-7-5 10:47
為防止42CrMo鋼的冷裂紋，焊前應(yīng)進行預(yù)熱，控制好層間溫度和焊后熱處理是工藝的關(guān)鍵。
1 G# l, w/ f. |3 j9 a/ v& c0 q8 L6 J* V+ f4 \
(1)焊前嚴格清除工件表面的油污、鐵銹、水漬和毛刺。 5 h, E" i: r; P
(2)將工件整體裝入井式加熱爐中預(yù)熱，預(yù)熱溫度為400℃，升溫速度80℃/h，保溫4h。     
, O) T& A$ e; V( d! t/ D(3)焊條使用前經(jīng)350～400℃烘干，保溫2h，然后放入保溫筒內(nèi)，隨用隨取。 - K( }8 l* a: ~" B5 _* Y
(4)采用直流反接(即工件接負極)，焊接電流180～220A，電流電壓23～25V，焊接速度180～190mm/min。 0 L% V) b3 W# I! _7 ^& f9 u# O
(5)在施焊過程中采用履帶式加熱器保溫，由兩名焊工在兩側(cè)對稱施焊，整個焊接過程連續(xù)進行，中途不得中斷，并力求縮短各層(道)焊縫的焊接間隔時間，選用靈敏度高、精度好的測量儀監(jiān)測溫度變化，控制層間溫度在(350±20)℃的范圍內(nèi)。在不產(chǎn)生裂紋的情況下，每個焊層盡量簿，一般不大于焊條直徑，每條焊道的引弧、收弧處要錯開，收弧時填滿弧坑。對每層焊道進行認真檢查，對已產(chǎn)生的氣孔、裂紋等缺陷須徹底清除后，再重新進行焊接。
! L/ r! z% T1 X' {% H  |(6)為了減小焊接應(yīng)力，用錘頭圓角為1.0～1.5mm的風(fēng)鏟逐層錘擊焊道表面，相鄰兩焊層間的錘擊方向要相反。 9 ]% _. h2 W% f1 b6 d6 b& W
(7)整個工件堆焊完畢后，在工件冷卻至350℃以前置于400℃的井式爐中，升溫至600～650℃，保溫4h，隨爐冷卻至150℃后取出空冷。升溫速度為80℃/h。去應(yīng)力退火工藝如圖2所示。
$ |: s9 F2 G8 o' c+ L(8)去應(yīng)力退火后,對堆焊表面進行磁粉探傷檢查,未發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷,機械加工后也未發(fā)現(xiàn)裂紋。
作者: 642093071    時間: 2014-7-5 11:31
陳明6174 發(fā)表于 2014-7-5 10:47 " E5 g5 b) G  ^- Z0 p
為防止42CrMo鋼的冷裂紋，焊前應(yīng)進行預(yù)熱，控制好層間溫度和焊后熱處理是工藝的關(guān)鍵。# p" T( `/ S) i4 @' u: J

4 I7 \8 a2 [& k% T$ L0 T7 G(1)焊前嚴格清除工 ...
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非常贊同“為防止42CrMo鋼的冷裂紋，焊前應(yīng)進行預(yù)熱，控制好層間溫度和焊后熱處理是工藝的關(guān)鍵”。
/ N. `1 M) S; T( l; C(1)焊前嚴格清除工件表面的油污、鐵銹、水漬和毛刺。+ M- Z' n5 [2 q' Z$ |! `8 v
(3)焊條使用前經(jīng)350～400℃烘干，保溫2h，然后放入保溫筒內(nèi)，隨用隨取。
: Z8 E+ K5 y4 l9 J (4)采用直流反接(即工件接負極)，焊接電流180～220A，電流電壓23～25V，焊接速度180～190mm/min。" h- H5 `- e: \) `2 I) G, A. Z
(8)去應(yīng)力退火后,對堆焊表面進行磁粉探傷檢查,未發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷,機械加工后也未發(fā)現(xiàn)裂紋。# Y: W, {  \9 _" D, v
（以上完全可以做到）
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2 f- p/ w3 S1 S(2)將工件整體裝入井式加熱爐中預(yù)熱，預(yù)熱溫度為400℃，升溫速度80℃/h，保溫4h。（可否采用電磁感應(yīng)加熱器對焊接區(qū)域局部加熱，防止軸受400度高溫變形）4 i3 |1 `# c0 H: Z; m; r1 j
: n2 [1 \5 n( [
(5)在施焊過程中采用履帶式加熱器保溫，由兩名焊工在兩側(cè)對稱施焊，整個焊接過程連續(xù)進行，中途不得中斷，并力求縮短各層(道)焊縫的焊接間隔時間，選用靈敏度高、精度好的測量儀監(jiān)測溫度變化，控制層間溫度在(350±20)℃的范圍內(nèi)。在不產(chǎn)生裂紋的情況下，每個焊層盡量簿，一般不大于焊條直徑，每條焊道的引弧、收弧處要錯開，收弧時填滿弧坑。對每層焊道進行認真檢查，對已產(chǎn)生的氣孔、裂紋等缺陷須徹底清除后，再重新進行焊接。 （測溫儀有紅外線和接觸式，正負20度的公差可以控制；“整個焊接過程連續(xù)，中途不得中斷”是指一個焊層中途不得中斷嗎？）
' s% P. x& z/ w$ m8 E) N3 s1 D' J: ~(6)為了減小焊接應(yīng)力，用錘頭圓角為1.0～1.5mm的風(fēng)鏟逐層錘擊焊道表面，相鄰兩焊層間的錘擊方向要相反。（是風(fēng)鏟效果好，還是如“豪克能”效果好）
8 ^4 b, \6 r5 \6 w7 `1 g$ ?(7)整個工件堆焊完畢后，在工件冷卻至350℃以前置于400℃的井式爐中，升溫至600～650℃，保溫4h，隨爐冷卻至150℃后取出空冷。升溫速度為80℃/h。去應(yīng)力退火工藝如圖2所示。（還是怕變形和精加工表面氧化）( H% a7 Q9 _1 `
謝謝回復(fù)，希望繼續(xù)指導(dǎo)
作者: zerowing    時間: 2014-7-5 11:56
個人建議你焊接后增加一個應(yīng)力槽。
作者: 陳明6174    時間: 2014-7-5 13:02
642093071 發(fā)表于 2014-7-5 11:31
( f, g, F6 Q4 q; P. r9 H5 V5 c非常贊同“為防止42CrMo鋼的冷裂紋，焊前應(yīng)進行預(yù)熱，控制好層間溫度和焊后熱處理是工藝的關(guān)鍵”。0 q  ?  n& t5 ]2 Z; f, T/ Z3 D
(1)焊 ...

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(2)將工件整體裝入井式加熱爐中預(yù)熱，預(yù)熱溫度為400℃，升溫速度80℃/h，保溫4h。（可否采用電磁感應(yīng)加熱器對焊接區(qū)域局部加熱，防止軸受400度高溫變形） -->是的，這里確實應(yīng)該只進行局部熱處理，防止軸的變形。6 r3 S- }5 G) [0 }5 W6 \7 P  B/ t
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(5)在施焊過程中采用履帶式加熱器保溫，由兩名焊工在兩側(cè)對稱施焊，整個焊接過程連續(xù)進行，中途不得中斷，并力求縮短各層(道)焊縫的焊接間隔時間，選用靈敏度高、精度好的測量儀監(jiān)測溫度變化，控制層間溫度在(350±20)℃的范圍內(nèi)。在不產(chǎn)生裂紋的情況下，每個焊層盡量簿，一般不大于焊條直徑，每條焊道的引弧、收弧處要錯開，收弧時填滿弧坑。對每層焊道進行認真檢查，對已產(chǎn)生的氣孔、裂紋等缺陷須徹底清除后，再重新進行焊接。 （測溫儀有紅外線和接觸式，正負20度的公差可以控制；“整個焊接過程連續(xù)，中途不得中斷”是指一個焊層中途不得中斷嗎？） -->最好是層內(nèi)與層間都要連續(xù)起來焊補。可以裝夾在機床上或其他可使軸低速旋轉(zhuǎn)的分度頭上，連續(xù)焊補。 + y# j  S" u- |* N/ M5 i
(6)為了減小焊接應(yīng)力，用錘頭圓角為1.0～1.5mm的風(fēng)鏟逐層錘擊焊道表面，相鄰兩焊層間的錘擊方向要相反。（是風(fēng)鏟效果好，還是如“豪克能”效果好） -->有條件的話當然還是豪克能的效果好，高頻高效。
% W  v+ D, F5 z" {9 k7 w' H" \(7)整個工件堆焊完畢后，在工件冷卻至350℃以前置于400℃的井式爐中，升溫至600～650℃，保溫4h，隨爐冷卻至150℃后取出空冷。升溫速度為80℃/h。（還是怕變形和精加工表面氧化）-->這里作用類似于回火處理，也有利于焊后再加工。) A2 A7 i8 n/ `2 O8 Z+ ~7 n
作者: 642093071    時間: 2014-7-5 13:52
陳明6174 發(fā)表于 2014-7-5 13:02 : h$ U: D/ j/ S5 H0 f
(2)將工件整體裝入井式加熱爐中預(yù)熱，預(yù)熱溫度為400℃，升溫速度80℃/h，保溫4h。（可否采用電磁感應(yīng)加 ...
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(7)整個工件堆焊完畢后，在工件冷卻至350℃以前置于400℃的井式爐中，升溫至600～650℃，保溫4h，隨爐冷卻至150℃后取出空冷。升溫速度為80℃/h。（還是怕變形和精加工表面氧化）-->這里作用類似于回火處理，也有利于焊后再加工。( b6 \+ z2 s, ]5 ^3 k
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如果“豪克能”，能達到消除應(yīng)力的目的，是否可以不進行600度的回火處理。
作者: 陳明6174    時間: 2014-7-5 14:45
642093071 發(fā)表于 2014-7-5 13:52 2 @# d* f3 c; `: H
(7)整個工件堆焊完畢后，在工件冷卻至350℃以前置于400℃的井式爐中，升溫至600～650℃，保溫4h，隨爐冷卻 ...

% I$ X7 f$ y0 Y1 a0 j9 R這里要分開說，1“豪克能”消除應(yīng)力是最徹底消除焊接應(yīng)力的方法，2“豪克能”金屬表面鏡面加工，是用普通刀具將工件尺寸加工到基本到位后，再用豪克能金屬表面加工設(shè)備的豪克能刀具代替原普通刀具再加工一遍，是精加工功能了吧。這個回火處理主要是針對焊補后的加工性能來說的，沒有這一道工序，怕是不好加工。- ]' a8 R1 P: G" M
作者: 642093071    時間: 2014-7-5 16:59
陳明6174 發(fā)表于 2014-7-5 14:45
" @* T' i' U2 o7 q0 U8 I' c這里要分開說，1“豪克能”消除應(yīng)力是最徹底消除焊接應(yīng)力的方法，2“豪克能”金屬表面鏡面加工，是用普通 ...
8 U. u6 Q# }) S; T" m: s
加工沒問題，只要焊接區(qū)不產(chǎn)生應(yīng)力。
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作者: 陳明6174    時間: 2014-7-5 18:17
642093071 發(fā)表于 2014-7-5 16:59
1 E9 a& m  d* w( Y9 h3 G- B加工沒問題，只要焊接區(qū)不產(chǎn)生應(yīng)力。
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OK，那就不需要了。
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作者: zerowing    時間: 2014-7-6 01:35
就是在你過盈配合的輪轂兩側(cè)開一個3-5mm寬的應(yīng)力槽。槽底圓角過渡。這樣，過盈配合后，不會有你所謂的切應(yīng)力存在。其實，我個人認為是一個拉應(yīng)力。" W7 F' `& k4 S, P; t! X" P$ r! [
你不做這樣的應(yīng)力槽，過盈安裝時就有一個拉應(yīng)力在邊沿處，你再加上循環(huán)載荷，很快就疲勞了。
作者: lingpeng654123    時間: 2014-7-6 09:13
見識了。路過。
作者: ysw1979321    時間: 2014-7-6 17:33
陜西興平有個熱加工工藝所，是消除應(yīng)力的專業(yè)單位，可以到那兒了解了解。
作者: 642093071    時間: 2014-7-7 10:28
本帖最后由 642093071 于 2014-7-7 10:30 編輯
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裂紋位置圖示
作者: 642093071    時間: 2014-7-7 15:15
zerowing  大俠需要“結(jié)構(gòu)圖和受力位置圖”。
' Y! N& Z$ n( h5 W現(xiàn)只能定性說下：1.結(jié)構(gòu)和典型車軸過盈配合相似  2.輪邊沿處應(yīng)力最大。
2 g0 V" s) r* E$ X# U/ y請大俠先定性分析。從定性到定量，一步一步來。有了分析的方向和計算公式，代入具體數(shù)值就簡單了。
作者: zerowing    時間: 2014-7-7 16:48
作者: 642093071    時間: 2014-7-8 08:56
本帖最后由 642093071 于 2014-7-8 09:00 編輯
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zerowing 發(fā)表于 2014-7-7 16:48

8 w5 {9 P$ \7 f4 ^# n  b3 k' b9 }
（圖中的芯軸是約束，所以你看到的是輻輪的結(jié)果。但是力是相互的，根據(jù)這點也可以看出軸的情況 ）。大俠：軸的兩端有滑動軸承支承。輪子受脈動的徑向力和指向一個方向的軸向力。所以在軸的一端還有軸向止推軸承。如前面帖子所說，軸主要受彎。大俠的圖示，我實在是看不出軸的真正受力狀態(tài)，也看不出大俠所做的應(yīng)力槽的位置。
' E; u$ H# S# C/ X8 @% e（至少按你發(fā)的這個圖的結(jié)構(gòu)是不合理的，雖然它采用了應(yīng)力釋放結(jié)構(gòu)），這點特別希望大俠詳細談?wù)剤D示結(jié)構(gòu)的不合理之處，更希望看到大俠的修改意見。先謝謝大俠
作者: 642093071    時間: 2014-7-9 06:22
zerowing 發(fā)表于 2014-7-7 16:48

: x5 b) H1 ]+ K- I% v( Z大俠一眼就看出“發(fā)的這個圖的結(jié)構(gòu)是不合理的，雖然它采用了應(yīng)力釋放結(jié)構(gòu)”，大俠建議加的應(yīng)力槽是什么樣的，大俠有時間詳細談?wù)劇Ｏ榷ㄐ苑治鲆幌乱残小?/font>
- }# B* a% n, M" c: ^0 V$ S
作者: 642093071    時間: 2014-7-9 14:28
1.（以你發(fā)的那個結(jié)構(gòu)來說，左側(cè)有懸空部分，右側(cè)卻坐實在軸上。如果右側(cè)沒有特殊的位置要求，右側(cè)也當同左側(cè)一樣，懸空處理。），大俠有時間再講講這樣處理的原因。（同時，對收徑圓弧做滾壓或者拋丸），R200的圓弧在現(xiàn)有表面粗糙度要求的情況，沒有裂紋。此處滾壓或噴丸處理不會影響到過盈配合面內(nèi)的裂紋吧。( d6 }6 j  q; b3 j! d4 `" f3 _
2.（最次，輪寬度邊沿也該同軸肩寬。無論是輪轂開槽法，還是變厚度法，其應(yīng)力集中都比越臺肩應(yīng)力槽法差。這就是這個結(jié)構(gòu)不合理的地方。你開始的時候沒有圖，俺說要開應(yīng)力槽指的就是左側(cè)的這種連接情況），麻煩大俠配個圖說一下，“輪寬度邊沿”指的是哪里1 Y" r3 @' a6 Q- H) G$ A4 m
3.（至于你的零件上為什么在靠里的位置開裂，俺只能說，大俠既然什么都盤算瞞著，那大可自己分析下），對大俠沒有什么隱瞞，大俠需要什么數(shù)據(jù)，還可以補充。只要是和分析這個問題有關(guān)的。先補充這根軸的轉(zhuǎn)速為340轉(zhuǎn)每分鐘，電機功率500KW.（無外乎輪轂承載力同過盈力合力引發(fā)的局部盈利集中。可能原因也很多。包括的你的表面質(zhì)量”。 表面粗糙度2.2，R200圓弧處的表面粗糙度1.6. “可能原因也很多”，大俠如能細分一下可能的原因，我也好對照檢查一下。先謝謝大俠的回復(fù)
作者: 642093071    時間: 2014-7-10 09:37
642093071 發(fā)表于 2014-7-9 14:28
7 Z% [. |! Y# u  T1.（以你發(fā)的那個結(jié)構(gòu)來說，左側(cè)有懸空部分，右側(cè)卻坐實在軸上。如果右側(cè)沒有特殊的位置要求，右側(cè)也當同左 ...

6 p1 u8 q1 U( t4 f（ 問題1和2，你可以參考下成大先的機械設(shè)計手冊第五版第二卷6-10頁中關(guān)于過盈配合的應(yīng)力集中系數(shù)處理辦法的部分。你看完就知道我在說什么了。對于過渡圓弧的滾壓，目的跟表面質(zhì)量關(guān)系不大，是為了形成預(yù)壓應(yīng)力）。大俠所說的資料中部分相關(guān)內(nèi)容摘錄如圖。只是這點過渡區(qū)加工硬化的壓應(yīng)力，如何能影響到大過盈配合區(qū)域的裂紋的，還請明示。
作者: 642093071    時間: 2014-7-10 09:42
輪轂和軸的配合，類似與左圖1和圖3的組合，大俠所說的結(jié)構(gòu)不合理，還是沒有看明白，也請明示。
作者: 642093071    時間: 2014-7-10 09:51
（疲勞破壞的本質(zhì)是拉應(yīng)力破壞，所以通過形成預(yù)壓應(yīng)力，增加壽命是一個方法。增加預(yù)壓，不代表說一定會從這個圓角處破壞，但預(yù)壓的效果依舊存在。  0疲勞損壞的本質(zhì)是拉應(yīng)力破壞還是切應(yīng)力破壞，不同的力學(xué)大師有各自的理論。大俠認可哪個理論都沒有問題，關(guān)鍵是如何說清R200處的一點點壓應(yīng)力，是如何影響到過盈配合區(qū)30mm處的
作者: 642093071    時間: 2014-7-10 09:57
（關(guān)于第三條，首先，你明白過盈配合的壓力分布是不均勻的。兩側(cè)高中間低。其目的是過盈變形趨于一致。然后，你的輪轂所傳遞的外載荷，根據(jù)載荷形式不同，對配合面的影響也不同），過盈配合的壓應(yīng)力兩側(cè)高中間低指的是什么？
作者: 642093071    時間: 2014-7-10 10:32
（對于扭矩影響，其結(jié)果是不同位置的摩擦力不同，換句話就是配合處的切應(yīng)力不同。說白了，就是切應(yīng)力最高的地方就是最后出現(xiàn)裂紋的地方。這個你可以有限元模擬，可以手算。特別是當你的扭矩位置偏置的時候，結(jié)果不同） ，這里關(guān)鍵是如何建立應(yīng)力與壽命的關(guān)系？* N: x  I( Q, H  Y  j

4 A. K& i8 M/ G2 M（純徑向力影響這里可以不討論，因為純徑向力的疲勞結(jié)果不應(yīng)該是環(huán)狀的），是說在傳動扭矩夠的情況下，其大小和裂紋沒有關(guān)系嗎？？。( F' C6 }) n6 i7 Q9 W. `3 V
（表面質(zhì)量如果本身有殘缺，也可能優(yōu)先從殘缺位置出現(xiàn)裂紋。），這一點是公認的。從統(tǒng)計看裂紋集中在某個區(qū)域，還是要先說明同等材質(zhì)的情況下，為什么該區(qū)域先產(chǎn)生裂紋。
作者: 642093071    時間: 2014-7-11 10:47
本帖最后由 642093071 于 2014-7-12 10:11 編輯 # w# h9 h( ?% i

  o: T# [  E& z3 ?2 Y( ~1 Y. r, F陳明先生，您好。濟南二機廠在大型機床的修復(fù)上有豐富的經(jīng)驗。不知下文所講的噴鉬效果真正如何。
5 @$ _+ x1 a1 s( O0 x1 pzerowing大俠多次在夜間回復(fù)，非常辛苦。; m1 H% y0 R$ V) l
機車車輛車軸的保護和修復(fù)
' A  |# H5 Z* {6 a    車軸是列車運行的關(guān)鍵部件，其與車輪、軸承和制動盤等零件均采用過盈配合連接。車軸在列車運行過程中承受著交變載荷和軸頸后部的對稱彎曲應(yīng)力，因此，在車軸與軸承過盈配合的軸頸表面上，或在與輪轂過盈配合的輪座表面上，或在與機車傳動齒輪過盈配合的齒輪嵌入部均可產(chǎn)生微動。該微動所造成的表面損傷包括：產(chǎn)生氧化磨屑；表面形貌變化；表面、亞表面塑性變形或出現(xiàn)微觀裂紋。微動會降低過盈量和退輪力，還會在循環(huán)應(yīng)力作用下引起裂紋的擴展，導(dǎo)致車軸疲勞強度降低或早期斷裂。由此可見，車軸的微動損傷是危及行車安全的巨大隱患。
1 t4 v2 C' |4 s- w    從國內(nèi)外經(jīng)驗來看，為防止車軸輪座處的微動損傷，在車軸的制造過程中，除采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計措施以外，在工藝上還采用了表面強化措施，其中包括在車軸輪座表面噴涂一種能與基體牢固結(jié)合的特殊覆蓋層—鉬和氧化鉬。經(jīng)過噴鉬處理后的車軸，一方面可以防止壓裝車輪時拉傷車軸配合表面；另一方面，可消除配合表面的微動損傷，提高車軸的疲勞強度。德國E120機車及ICE動力車車軸輪座處均采用了噴鉬處理。實踐證明噴鉬層具有良好的抗擦傷性能，能防止輪軸裝拆時拉傷車軸表面。
6 h4 c2 m. a  b/ W' Y7 Z    俄羅斯在噴涂修復(fù)車軸軸頸方面進行了大量的研究，并進行了生產(chǎn)性試驗。研究發(fā)現(xiàn)電弧噴涂0.15～0.2Omm厚度鉬噴涂層可提高預(yù)磨試樣疲勞極限的4O％，而經(jīng)滾壓的試樣提高11.5％。隨著單面涂層厚度增大到1.5 mm，帶涂層試樣的疲勞極限也隨著增加。對于只進行滾壓而不噴涂的車軸而言，疲勞極限隨試驗次數(shù)增加而下降的情況非常明顯；而對噴涂試樣而言，在試驗次數(shù)增加至1000次循環(huán)時疲勞極限并不降低。此技術(shù)已經(jīng)在烏克蘭斯塔勒斯克車輛修理工廠進行了修復(fù)車輛車軸軸頸工藝的生產(chǎn)性試驗。部分貨車經(jīng)1O萬km運行表明，涂層狀態(tài)是令人滿意的。  Z& D( |" ~8 A$ V0 |. Z, l& J; ~
    利用金屬噴涂的方法治理車軸軸頸可以獲得很高的經(jīng)濟效益，據(jù)俄羅斯方面統(tǒng)計，車輛車軸2個軸頸的噴涂修復(fù)成本大約是新車軸成本的8％；機車車軸2個軸頸的噴涂修復(fù)成本大約是車軸制造成本的5％。卡納什車輛修理工廠噴涂500根軸頸磨損的車軸，預(yù)計每根軸可獲得6O萬盧布(1995年價格)的收益。國內(nèi)方面，北京交通大學(xué)、戚墅堰機車車輛研究所在應(yīng)用熱噴涂修復(fù)車軸方面也開展了研究工作他們將Fe、Ni、Cr及A1合金粉末噴涂于模擬試驗軸表面，然后進行模擬車軸工況的微動損傷試驗。研究發(fā)現(xiàn)，涂層的層狀結(jié)構(gòu)有利于阻止微動作用下表面裂紋向縱深擴展形成疲勞裂紋，提高了車軸的抗微動疲勞能力和使用壽命。對比1.0mm和0.5mm厚度的涂層，在選定的試驗條件下，0.5mm厚的修復(fù)涂層具有較高的耐微動疲勞和磨損能力，能延長車軸使用壽命。9 T5 H3 n: o4 D3 j

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作者: 642093071    時間: 2014-7-12 07:01
本帖最后由 642093071 于 2014-7-12 10:14 編輯 . Q2 Q" F- b) B% w0 l

2 i- t( Y. u/ Y（zerowing  我建議你先找找書，看看疲勞是怎么回事兒，再提問。你這樣問，我完全沒辦法答你），大俠看這裂紋是微動疲勞產(chǎn)生的吧？: \% o0 [. C; y; c
微動疲勞
1 t0 l5 o4 s: e* \% A, F% j微動疲勞是指構(gòu)件在循環(huán)載荷的作用下，由于表面某一部位與其它接觸表面產(chǎn)生小振幅相對滑動而導(dǎo)致構(gòu)件導(dǎo)致部件疲勞強度降低或早期斷裂的現(xiàn)象。& G' n8 f' l' V+ x& n1 _5 t
所謂微動就是名義上相對靜止的兩個固體,其相互接觸的表面在法向壓力作用下互相擠壓并產(chǎn)生往復(fù)的相對滑動，相對滑動幅度在5～400μm。
- W0 n1 h  }" z微動現(xiàn)象早在1911年就被發(fā)現(xiàn)，學(xué)者們提出了很多理論和見解，但是到目前為止，還沒有一個完滿的理論能解釋所觀察到的全部微動損傷現(xiàn)象和實驗結(jié)果。' B/ _6 T1 k( s0 H) P" n* s) w
   
' }. y- o/ d& p* k5 w+ c微動按其損傷形式分為三類，微動磨損、微動腐蝕和微動疲勞，其中微動疲勞是最為常見也是危害最大的一種。交變載荷和微動能促使疲勞裂紋早期萌生和早期擴展，最后導(dǎo)致構(gòu)件在大大低于材料疲勞極限，甚至低于材料彈性極限時失效，這一現(xiàn)象就被稱為材料的微動疲勞。微動疲勞損傷是各種壓配合或收縮配合構(gòu)件在交變應(yīng)力或振動作用下的主要破壞形式，且在實際工作的條件下幾乎不能避免。
作者: 642093071    時間: 2014-7-12 10:10
大俠，對14樓的圖，在資料中有這樣些數(shù)據(jù):新干線車型D=209,d=190,ρ=100.(D/d=1.1);TGV車型D=212，d=184, ρ=15.75.(D/d=1.152)；ICE車型 D=190，d=160 ，ρ=15.75.（D/d=1.188).. A$ L/ ~- t9 u! X$ c  ?; V0 B
資料中還有如下說明：TGV、ICE的輪座與軸身的過渡圓弧半徑較小，輪座與軸身的直徑比較大，過渡圓弧處應(yīng)力集中大。危險斷面在過渡圓弧區(qū)；新干線是小直徑比，大過渡圓弧。危險斷面在輪座過盈配合區(qū)域。對輪座區(qū)域進行高頻淬火，引入較高的表面殘余壓應(yīng)力，提高輪座區(qū)域耐微動損傷的疲勞強度。8 Z2 q/ D- d5 g& s
大俠看到這個圖，就斷定該圖不合理。不知是指的什么，一直沒有見到大俠的詳細說明。& k0 L! ^' S% }' |4 B* _* @
現(xiàn)在使用中的軸過渡區(qū)的直徑比為1.125；對軸裂紋區(qū)域原設(shè)計也進行過直徑加大處理，過渡區(qū)的直徑比達到了1.15（圓弧過渡區(qū)采用了兩段圓弧過渡1.122*1.025=1.15）。加大處理后的軸裂紋區(qū)域也在過盈配合區(qū)域以內(nèi)。
作者: 閃耀    時間: 2014-7-12 18:58
zerowing 發(fā)表于 2014-7-5 11:56
1 X- C. g* t. C4 {1 b: h4 m) N個人建議你焊接后增加一個應(yīng)力槽。
9 R9 e- U- X" {
啥叫應(yīng)力槽- U4 O' v; ?7 c, c, N
作者: zerowing    時間: 2014-7-13 03:23
642093071 發(fā)表于 2014-7-12 07:01
; n8 n, P. E- W4 Y% t（zerowing  我建議你先找找書，看看疲勞是怎么回事兒，再提問。你這樣問，我完全沒辦法答你），大俠看這裂 ...
. x& F2 T1 N( V: X) b, O
呵呵，你找了很多資料，但是俺說一句，這些說了很多的東西，都不是我讓你看的疲勞的原理。
. N$ \. q7 z$ L" L. T我很久不回復(fù)你，是因為明明一個東西是可以討論的，但是你總是喜歡釣魚似的一點點擠，這樣沒有意思。你陳述清楚你的思路，表述清楚你認為的觀點，我再表達我的觀點，這樣才形成交流。不然，這樣一點點擠是很沒有意思的，我也不會有那個耐心。
! B$ d# c* Z7 s' D! T回頭來說疲勞。
% Y: ~( P3 V0 d7 Y/ d無論你是應(yīng)用哪種已知的疲勞理論，疲勞學(xué)都是在研究一個在交變載荷下裂紋擴張的技術(shù)。5 m3 k* k- \5 ~% ~
我讓你檢查表面質(zhì)量，或者探傷內(nèi)部質(zhì)量，這是考察前期疲勞必須要做的步驟。當然 ，我說這些的時候，你連具體斷裂位置都沒說。這不影響。前期疲勞的主因是任意既有裂紋或者缺陷都會在加載后形成嚴重的應(yīng)力集中，比你零件結(jié)構(gòu)上的集中要嚴重得多。在這種情況下，你加載交變載，該處應(yīng)力集中值一旦超過屈服值，裂紋就會擴張，當擴張超過一個百分比后，就會發(fā)生斷裂。
/ T0 ^0 O9 u# `而長期疲勞不同，雖然現(xiàn)在有幾種說法，但基本類似。一種是微裂紋說。講述的是材料成型后必然存在的一種微小裂紋組織。這種裂紋會隨著交變載荷生長，使得材料的屈服強度降低。當屈服強度低于一定值以后，就會從你結(jié)構(gòu)上的高應(yīng)力點開始斷裂。這個變化同材料松弛有點像。另一種是錯位說。講交變下，材料內(nèi)部的各原子鏈的斷裂和重組出現(xiàn)的錯位斷裂。這些都沒問題。
2 l$ w" [1 [. Z: @3 W$ s但是所有這些都講述一個情況，或者說一個前提，只要是疲勞，就必須存在拉應(yīng)力。或者這么說，沒有拉應(yīng)力，也就沒有疲勞。
" s, Y, D& n5 B然后，再說滾壓圓角的影響。滾壓也好，熱處理也好，目的只有兩個。1，增大局部強度。2，形成局部預(yù)壓力，或者說殘余壓應(yīng)力。對于后者，是針對某一特定方向拉應(yīng)力的有效辦法。只要針對的方向正確，可以這么說，只要這個殘余壓應(yīng)力沒有被抵消掉，你的材料就不該被破壞。
! [  d( ^+ w' ?接著，再說所謂的微動破壞。這個，你別管到底世界上哪家的理論更成熟，哪權(quán)威。微動只是一個應(yīng)用學(xué)術(shù)延伸。微動的本質(zhì)還是材料基本力學(xué)。前面的部分，我給你說了，當你把你的扭矩加載上之后，真正導(dǎo)致你材料破壞的就是扭矩（或者說，齒輪或者其他扭矩傳遞方式中的切向力）。而你自己畫應(yīng)力元圖就明白，這切向力的本質(zhì)是臨位單元的拉應(yīng)力。只不過，相對拉應(yīng)力破壞來說，表現(xiàn)的形式是切應(yīng)力破壞。那么所有問題其實你不用搞那么復(fù)雜。什么微動磨損，什么微動疲勞。說到底，最基礎(chǔ)的就是切應(yīng)力問題。你明白這個，剩下的就是如何疊加應(yīng)力圖譜。當然，微動磨損同你的切向力只是存在一個聯(lián)系，直接產(chǎn)生微動破壞的是你配合面的摩擦力。但是顯然，每一個微單元的摩擦力和最后一定等于切向力。所以，如果你一定要確定破壞位置，最終研究和確認的就是分布不均的摩擦力的位置。$ b' {+ J) {% O
先說這么多，你能理解，你就能以此判斷很多連帶問題。你不能理解我也沒有辦法。
作者: 642093071    時間: 2014-7-13 18:35
閃耀 發(fā)表于 2014-7-12 18:58
! ~) C7 t5 c: \. T啥叫應(yīng)力槽

8 G/ C1 @6 t/ H4 b6 Q1 Z一般是臺階軸連接加圓弧連接的槽子
作者: 張曉剛zxg    時間: 2014-11-14 10:36
學(xué)習(xí)了
作者: shuangyinglgb66    時間: 2014-11-22 15:57
. O: B$ k) u5 R# f9 s* I
為防止42CrMo鋼的冷裂紋，焊前應(yīng)進行預(yù)熱，控制好層間溫度和焊后熱處理是工藝的關(guān)鍵。/ D! e! A' c2 W- R- U
7 ]2 W. H' m% ~0 S2 d- t- i( H) K
(1)焊前嚴格清除工件表面的油污、鐵銹、水漬和毛刺。
, k8 l" |/ a5 I: V4 r(2)將工件整體裝入井式加熱爐中預(yù)熱，預(yù)熱溫度為400℃，升溫速度80℃/h，保溫4h。       d1 ?( x, @: e. o
(3)焊條使用前經(jīng)350～400℃烘干，保溫2h，然后放入保溫筒內(nèi)，隨用隨取。 * c8 `  M3 |) B& M5 t. i( J( E" `  n
(4)采用直流反接(即工件接負極)，焊接電流180～220A，電流電壓23～25V，焊接速度180～190mm/min。
3 a% Z; L& l1 N3 W* \(5)在施焊過程中采用履帶式加熱器保溫，由兩名焊工在兩側(cè)對稱施焊，整個焊接過程連續(xù)進行，中途不得中斷，并力求縮短各層(道)焊縫的焊接間隔時間，選用靈敏度高、精度好的測量儀監(jiān)測溫度變化，控制層間溫度在(350±20)℃的范圍內(nèi)。在不產(chǎn)生裂紋的情況下，每個焊層盡量簿，一般不大于焊條直徑，每條焊道的引弧、收弧處要錯開，收弧時填滿弧坑。對每層焊道進行認真檢查，對已產(chǎn)生的氣孔、裂紋等缺陷須徹底清除后，再重新進行焊接。
; t) c/ Y4 X- r(6)為了減小焊接應(yīng)力，用錘頭圓角為1.0～1.5mm的風(fēng)鏟逐層錘擊焊道表面，相鄰兩焊層間的錘擊方向要相反。 - w1 d& A& `* [* C) ?3 d# M8 _
5 ~* B5 a$ q& j5 c(7)整個工件堆焊完畢后，在工件冷卻至350℃以前置于400℃的井式爐中，升溫至600～650℃，保溫4h，隨爐冷卻至150℃后取出空冷。升溫速度為80℃/h。去應(yīng)力退火工藝如圖2所示。 - q# E' N5 G6 r% u5 z# o: O& ^' ?
7 M5 H- x' q3 Y/ ]2 s+ T(8)去應(yīng)力退火后,對堆焊表面進行磁粉探傷檢查,未發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷,機械加工后也未發(fā)現(xiàn)裂紋。
作者: 大陸架    時間: 2014-11-28 13:47
自己陌生的知識區(qū)域，學(xué)習(xí)了。討論的很細致，贊一個！
作者: leiliwings    時間: 2014-12-15 20:57
新人，學(xué)習(xí)中
作者: ygyi2009    時間: 2014-12-15 21:38
好復(fù)雜 學(xué)習(xí)了



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