圆钢管加工方法诱导的残余应力分布检测与分析
【图文】：
仍鋾薹煸哺止芙孛娴淖菹虿杏嘤α鐗鈉惺?验研究，分析了加工方法、钢材强度以及焊接圆钢管两端起焊点和落焊点截面处的残余应力大小及分布模式。为进一步研究钢管的稳定性提供试验依据和前提条件。1试验概况1.1试件设计及制作设计制作了5组15个圆钢管试件，规格相同，钢材强度等级分别为Q690、Q420和Q345三种，试件加工方式分为埋弧焊、高频焊和热轧三种。为了使试验测试结果准确，本次试验采用盲孔法多次测试取平均值。表1为各试件的尺寸规格数。表2、表3和表4分别为埋弧焊焊接参数、高频焊焊接参数和热轧参数；图1为高频焊焊管焊脚及焊缝尺寸示意图。表1试件参数Table1Parametersofspecimens成型工艺埋弧焊直缝钢管高频焊直缝钢管热轧无缝钢管钢材牌号Q345Q420Q690Q345Q345试件数量3件3件3件3件3件截面规格325×8长度L1500mm表2直缝埋弧焊焊接参数Table2Weldingparametersofsubmergedarcstraightwelds接头坡口尺寸示意图60o~70o~028焊接顺序示意图焊接设备奥太NBC-500电源及极性直流反接焊丝牌号WH-70-G道次焊接方法气体或焊剂焊丝直径/mm焊接速度/(cm/min)电流/A电压/V1GMAW80%Ar+20%CO21.220~32120~16018~232GMAW80%Ar+20%CO21.224~38220~24024~283SAWSJ105G2.540~45380~42036~39表3直缝高频焊焊接参数Table3Weldingparametersofhighfrequencystraightwelds焊接温度/(℃)焊接压力/MPa开口角度/(o)焊台线宽度/mm热影响区/mm1380~155019.6~29.43~60.02~0.120.4~4.0表4热轧参数Table4Parametersofhotrolling钢管初始温度/(℃)芯棒初始温度/(℃)钢管与轧辊摩擦系数钢管与芯棒摩擦系数出口速度/mm1进口速度/mm1950~1050
51.2698-37.83904951.269平均7.83995021.256Q345(高频)8-18.23605101951.4178-28.23555101.4378-38.23605101.417平均8.23585101.423Q420(埋弧)8-17.94505501961.2228-27.84455561.2498-37.84425501.244平均7.84465521.239Q690(埋弧)8-18.07208751991.2158-28.07009501.3578-38.07108701.225平均8.07108981.2651.3标定试验本试验中采用的应变释放系数A、B的值通过标定试验测得[17]，根据盲孔与边界最小距离要求，取试件工作部分宽度为60mm，标定试件尺寸及应变花布置见图2，应变花采用与原试件相同型号，为BX120-3CA三向45o应变花。在试件正反面对应位置粘贴相同应变花，以校正加载偏心和试件的扭转。假设人为的在构件中施加单向应力场1=,2=0应变片1、3分别平行于1、2方向，即θ=0，，代入参考文献[12]的式(1)中则有：1313113132=4444ABAB(1)将单向应力场代入式(1)中有：1313()/(2)()/(2)AB(2)由1、3应变片测得释放应变ε1、ε3，即可求出应变释放系数A、B。基于盲孔法测试原理及理论计算公式，应尽量在平面的应力场中进行标定试验。当加载条件受限制时，往往利用单向均匀加载法来标定。该方法既简单又便于操作，在实践中得到了广泛应用，标定结果可靠。A和B测量结果见表6。160300R20图2标定试件尺寸及应变花布置Fig.2Calibrationspecimendimensionsandstrainrosetteslayout表6标定常数Table6Calibrationconstant标定常数加工方法A/(106MPa)B/(106MPa)Q345(无缝)-0.3342-0.8258Q345(高频)-0.3216-0.9019Q345(埋弧)-0.3461-0.8876Q420(埋弧)-0.1962-0.
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