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水泥輸送泵車是建筑機械的新成員，它通過液壓油缸的循環(huán)工作把水泥輸送到需要的地方。泵車在工作過程中承受工作油缸和換向油缸的循環(huán)沖擊，是一個典型的承受交變動載荷的機械結構。其工作裝置是懸臂結構，在使用過程中，臂架的關鍵部分經(jīng)常出現(xiàn)裂紋。臂架材料為高強度鋼，是箱型梁焊接結構，裂紋形成的原因之一有可能是因為焊接工藝不當，殘余應力集中引起的。

受某生產(chǎn)商委托，對其生產(chǎn)的37米水泥砼輸送車臂架的焊接殘余應力進行測試及分析研究，為合理制定焊接工藝及泵車的設計、生產(chǎn)提供依據(jù)。

殘余應力測試方法

本次測試采用磁測法測量殘余應力，此方法是一種無損檢測方法，適用于鐵磁性材料。儀器采用聚航科技生產(chǎn)的JH-60三維應力磁測系統(tǒng)，操作簡單，測量結果準確，軟件控制測量，適合現(xiàn)場測試。

A、B系數(shù)標定

采用磁彈性法測量殘余應力時，為了獲得實際構架中的應力值，標定曲線是必須的。在標定時，試樣的材質、組織狀態(tài)、晶粒度等與被測構架必須相同。通過在實驗室對標定試樣進行加載，得到BN強度MP值與應力的對應關系-標定曲線。通過現(xiàn)場實測構架上的MP值，從標定曲線上即得到構架上的應力。

標定試樣采用泵車臂架材料，按實際焊接工藝焊接后，加工成300*2*35mm的板狀試樣。由于試樣在加工過程中往往有初始應力存在。因此，試樣在標定以前均加熱到200℃保溫24小時后隨爐冷卻，以消除試樣上初始應力對標定曲線的影響。

現(xiàn)場測試

測試之前應用橡膠水去掉漆皮，測試部位用中號砂紙進行手工打磨，去掉氧化層，使測點處金屬表層裸露、平整、無明顯凹坑。試驗中選擇的BN信號分辨率為20-70KHz，測試深度為0.07mm。

焊接殘余應力測試部位及測試工況

泵車工作裝置有四節(jié)臂架組成，臂架是箱型梁焊接結構。測試過程中，根據(jù)裂紋出現(xiàn)的部位及有限元計算的結果，重點測試部位是箱型梁的主焊縫和臂架工作中受力較大的焊縫部位。對于箱型梁，根據(jù)其結構的對稱性，選擇九條等距離的橫向線及五條等距離的縱向線，測點分布在這些線上。其余三節(jié)臂架測點的處理與臂架一方法相同。

殘余應力測試結果及其分析

分別對四節(jié)臂架焊態(tài)及消氫處理后的殘余應力進行測試。表1為臂架一焊態(tài)和消氫后的殘余應力測試結果。結果表明：消氫后各個測點的殘余應力均有不同程度的消除，平均消除21.1%。其余三節(jié)臂架的測試結果的規(guī)律與此基本相同，臂架二消氫后的殘余應力平均消除21.2%，臂架三消氫后的殘余應力平均消除16.6%，臂架四消氫后的殘余應力平均消除19.2%。根據(jù)測試結果可得臂架一焊態(tài)和消氫后的殘余應力曲線。由此看出，測點的殘余應力分布規(guī)律基本符合一般箱型梁的殘余應力分布規(guī)律。

結論

從上述結果可看出，磁測法可以檢測水泥砼泵車臂架焊接殘余應力，測量結果準確。測試點的選擇與分布基本上反映了混凝土泵車臂架焊接結構的殘余應力分布情況，測試的結果與一般箱型梁焊接結構的殘余應力分布規(guī)律大致相同。