大型轧机机架盲孔法残余应力分析试验

某工厂铸造的一大型轧机机架，重量约400t。在铸件清理时发现有裂纹，所以要进行焊补和焊后整体消除应力处理。为了确定焊补工艺和了解机架消除应力前后残余应力实际分布状态，找出高应力区的位置。现对工艺评定试板和机架进行残余应力分析。

残余应力测试方案

本次试验采用盲孔法对机架进行残余应力分析，测试仪器采用JHMK残余应力检测系统，由JHYC静态应变仪和JHZK盲孔法专用钻孔设备组成。

采用钻孔法测定铸件的残余应力时，要注意以下几点：

1. 工件表面准备

被测表面要提前打磨，达到Ral.6μm，范围为120*120mm，用划针刻出贴应变花的测点位置，用丙酮清洗待测量的表面。

应变花的粘贴

粘贴前应先对应变花进行筛选，在筛选后要对应变花做外观检查，不能有折皱。用棉花球蘸少量丙酮轻轻擦洗应变花粘贴面，以保证粘贴面无油污，并严禁手指接触粘贴面。以应变片对准参考轴，粘贴后达到一定的固化强度后，即可开始测量。

焊接导线

检查粘贴好的应变花，要求绝缘电阻在100MΩ以上，将另一待测的应变花作为补偿片，将应变花的引出线与静态应变仪的引出线焊接起来。焊接过程要尽可能短，以免烫坏应变花。

钻孔

用带端铣刀的钻杆插入钻具套筒里，轻轻转动，划去应变花钻孔部位的基底。此时，应变仪测读每个应变片的应变数据，变化应在允许的范围内（1ε-10ε）。

取出带Φ1.0mm钻头的钻杆，用深度2.0mm的控制块定位，启动手电钻开始钻孔。保持手电钻尽可能垂直于工件表面，钻至预订孔深。然后拔出钻杆换上Φ1.5mm钻头的钻杆，将转速调低，钻至预定孔深后拔出钻杆。

工艺评定试板残余应力分析

为确定大型轧机机架的整体消除应力工艺，首先需对手工电弧焊和CO₂气体保护焊工艺评定试板在消除应力前后的焊缝、热影响区、母材等区域的残余应力进行测定。

根据对工艺评定试板的测定结果，调整轧机机架的消除应力工艺，确保大型轧机机架后续工作的进行。

大型轧机机架焊补残余应力分析

为了解机架消除应力处理前后残余应力的实际分布状态，找出高应力区的位置，为机架使用的安全性研究提供科学数据，有必要对大型轧机机架补焊区焊缝、热影响区、母材等区域的残余应力进行测定。

结语

通过大量的残余应力分析工作，了解了消除应力处理后机架残余应力的实际分布状态，找出了高应力区的位置，为机架使用的安全性研究提供了科学的数据。根据测定结果，及时调整消除应力工艺，使大型轧机机架焊补后的残余应力分布在比较理想的范围内，解决了生产中的难题。