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通過對皮帶輸送機(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)滾筒焊接過程的連續(xù)性、穩(wěn)定性。我們可以通過優(yōu)化筒體焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計及滾筒焊接工藝等措施來消除皮帶輸送機(jī)滾筒焊接裂紋。
1、優(yōu)化筒體焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計
(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)圓滑過度。
(2)輻板開減輕孔、降低拘束應(yīng)力
輻板上開合適的減輕孔能有效降低環(huán)縫處的拘束應(yīng)力，同時還可提高輻板剛性。開口數(shù)量一般在3個以上，常見形狀有以下幾種(如圖1)。
圖1
在環(huán)縫產(chǎn)生裂紋之后的返修中，有時也采用開止裂工藝孔的方法(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，減小焊接加熱過程中焊縫附近區(qū)域的塑性變形，從而減小焊縫在冷卻過程中的收縮量，避免裂紋的出現(xiàn)。最后焊補(bǔ)好的止裂孔對整體結(jié)構(gòu)無影響。要注意的是，補(bǔ)焊工藝孔與焊縫要連接光滑，必要時用角磨機(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，可以拋開傳統(tǒng)的滾筒結(jié)構(gòu)形式(輪緣、輪輻、輪轂)，設(shè)計以下形式鑄焊復(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，可在較硬的含碳量較高的輪轂表面堆焊過渡(隔離)層。堆焊層可選用E5015或強(qiáng)度等級低一些的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
焊接過程中可通過錘擊焊道釋放應(yīng)力，但由于結(jié)構(gòu)本身或操作原因，效果有時不太明顯，采取焊后整體加熱時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，是實踐中較可行的方法。
