皮带输送机滚筒焊接裂纹产生的原因

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        传动滚筒是皮带输送机的关键部件，对输送机整体运行质量起重要作用，生产中大量采用焊接方法制造。滚筒主要结构一般分为筒皮、轮毂、轮辐等(如图1)。

1-轮毂；2-筒皮；3-胶层；4-轮辐
图1

        筒体在制造和使用中最易出现的问题是环缝1、环缝2处产生裂纹(如图2)。

1-筒皮；2-轮辐
图2

        传动滚筒把皮带输送机主电机强大扭矩传至胶带，拖动负载，实现运输。环缝1、2 均为工作焊缝，受到圆周方向剪切力和交变循环径向拉应力、压应力的作用，工作中裂纹极易扩展，导致疲劳破坏，引发滚筒失效。
        裂纹产生的原因：
        (1)圆周焊缝拘束应力过大
        轮辐与轮毂和筒皮连接的两处焊缝均为圆周封闭焊缝，焊接过程中产生的应力无应变空间，焊接结束后随温度降低，焊缝收缩，径向残余应力不断加大，超过焊缝抗拉极限，焊缝中间或焊趾热影响区附近产生沿圆周方向的裂纹。
        (2)轮毂、筒皮与轮辐材料不一致
        传动滚筒筒体结构中，轮毂常用45#钢锻造毛坯。筒皮一般为Q235钢板卷制或采用ZG35离心铸造毛坯，铸件成分得不到保证，常出现碳含量高及S、P等有害元素超标的情况。轮辐材料为16mm钢板。异种钢材焊接，尤其是在碳含量较高或存在S、P等杂质的情况下，如焊接工艺措施不到位，焊缝可能出现裂纹。
        (3)焊缝有明显的应力集中
        由于焊接接头形式、坡口形式、熔透情况、焊缝截面形状等原因可能使焊缝处于较大的应力集中区域，而应力集中是降低焊接接头和结构疲劳强度的主要原因。应力集中的存在有可能导致滚筒在焊接制造中产生裂纹或在使用中裂纹扩展。
        (4)焊接工艺参数选择不当或操作者熟练程度不够
        滚筒焊接工艺参数直接影响到焊接过程的连续性、稳定性，从而对裂纹的产生起到一定的作用。在手工或半自动电孤焊接中几乎所有焊接缺陷的产生都与焊工操作水平有一定关系。