[发明专利]一种矿用圆环链闪光焊焊口残余应力大小的评判方法

说明书

本发明涉及一种矿用圆环链闪光焊焊口残余应力大小的评判方法，包括步骤a)取样：取刚刚完成端口顶锻焊接后的链环，去除链环焊缝处的毛刺；b)冷却：焊接完成后去除毛刺的链环于干燥环境中进行空冷；c)切割缝隙：在冷却至室温的待测链环沿着横断面切开一条缝，切割位置与焊缝的间隔距离小于5mm；d)缝隙测量：测量步骤c)的切割缝隙的宽度，并与用于切割缝隙的切割设备直接造成的理论切割宽度比较；e)根据步骤d的测量结果，调整闪光焊的工艺参数，包括但不限于顶锻力和或顶锻保压时间或预热时间；f)重复步骤a‑d直至切割缝隙接近或等于理论切割宽度。该评判方法能够及时发现顶锻力和保压时间等相关参数是否到位并进行调整。

技术领域

本发明涉及矿用圆环链闪光焊焊口残余应力大小的评判方法，用于矿用圆环链闪光焊焊接工艺摸索及研究。

背景技术

矿用圆环链是煤矿井下机械化采矿的主要设备，即刮板运输机、刮板转载机、采煤机和刨煤机上的传动链；随着煤炭开采设备的更新换代，高强度矿用圆环链条在煤矿开采上需求日益增加，圆环链的焊接采用闪光对焊，闪光对焊的基本原理是：焊件装配成对接接头，接通电源，并使其端面逐渐移近达到局部接触，利用电阻热加热这些接触点(产生闪光)，使端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内达到预定温度时，迅速施加顶锻力，让两个端部接触完成焊接。

闪光的作用：1)加热焊件，热源主要来自于液体过梁的电阻热以及过梁爆破时部分金属液滴喷射在相对端面上所带来的热量。2)烧掉焊接端面上的赃物和不平，因此降低了对焊前端面的准备要求；3)液体过梁爆破时产生的金属蒸汽及气体(CO、CO₂等)也减少了空气对端口间隙的入侵，形成自保护。4)闪光后期在端面上形成的液体金属层，为顶锻时排除氧化物和过热金属提供了有利条件。

顶锻的作用：1)封闭对口间隙，挤平因过梁爆破而留下的火口。2)彻底排除端面上的液体金属层，使焊缝中不残留铸态组织。3)排除过热金属及氧化物夹杂，使完成洁净金属的紧密结合。4)使端口和邻近区域获得适当的塑性变形，促进焊缝再结晶过程。

目前，国内外矿用圆环链条钢闪光焊焊接工艺的设计主要还是依靠经验进行摸索，在焊接工艺窗口调整方面没有科学准确的方法进行支撑，特别是对于新钢种新规格矿用圆环链钢的焊接工艺参数，焊接操作的残余应力大小(即弹幅大小)对闪光焊焊口质量起着至关重要的作用，而控制弹幅大小的因素包括：顶锻速度、顶锻力、保压时间、环背预热电流大小及环背预热时间等，若控制不当往往浪费大量的人力、财力和物力，延误工期，造成大量的残次品，焊接质量问题突出。

发明内容

本发明的目的是要提供一种矿用圆环链闪光焊焊口残余应力大小的评判方法，用于评判闪光焊接工艺所造成的残余应力即弹幅大小，从而来评价当前闪光焊接工艺与当前矿用圆环链的匹配性，并以此指导对当前闪光焊接工艺进行调整直至良好状态。

本发明的技术方案为：一种矿用圆环链闪光焊焊口残余应力大小的评判方法，包括如下步骤

a)取样：取刚刚完成端口顶锻焊接后的链环，去除链环焊缝处的毛刺；

b)冷却：焊接完成后去除毛刺的链环于干燥环境中进行空冷；

c)切割缝隙：在冷却至室温的待测链环沿着横断面切开一条缝，切割位置与焊缝的间隔距离小于5mm；

d)缝隙测量：测量步骤c)的切割缝隙的宽度，并与用于切割缝隙的切割设备直接造成的理论切割宽度比较，

若切割缝隙小于理论切割宽度甚至为0，代表闪光焊的顶锻力过大或顶锻保压时间过长或预热时间过长，链环残余压应力，且切割缝隙越小残余压应力越大；

若切割缝隙大于理论切割宽度，代表闪光焊的顶锻力过小或顶锻保压时间过短或预热时间过短，链环残余拉伸应力，且切割缝隙越大残余拉应力越大；

若切割缝隙等于理论切割宽度，代表顶锻力和保压时间及预热时间合适；