淺談低溫時效工藝對液壓支架結構件的影響

摘要：隨著我國工業技術的不斷提升，液壓支架結構件的應用范圍也得到了擴展。液壓支架結構件的焊接工藝會增強液壓支架的作用，但同時也會出現焊縫問題，例如拉伸性能不強、殘余應力不足、耐沖擊性不強等。對焊縫的處理工藝較多，文章主要針對熱時效中的低溫時效進行分析，討論其應用價值與影響作用。

關鍵詞：低溫時效；液壓支架結構件；振動時效；焊接工藝；焊縫問題；熱時效

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）36-0074-02

低溫時效工藝的應用對液壓支架結構件十分有幫助，相比高溫時效工藝，對液壓支架結構件焊縫的拉伸、沖擊、硬度、殘余應力等方面均有很好的影響效果。文章從低溫時效工藝的應用中入手，對比了三種不同工藝的影響結果，總結出低溫時效工藝的優勢及對液壓支架結構件的影響，期望能夠對日后研究提供些許

幫助。

1 低溫時效工藝在液壓支架結構件上的應用

液壓支架構件的材料是高強度鋼板焊接而成，在焊接過后容易出現冷裂紋，這是液壓支架結構件的不足之處，冷裂紋將影響液壓支架的工作性能。隨著科技的進步，對液壓支架中產生的冷裂紋受到了生產企業、應用企業的關注，進而形成液壓支架焊接結構焊后去應力時效處理，這是避免生成冷裂紋的一種最佳手段，焊后時效處理工藝包括熱時效、振動時效、自然時效，其中的熱時效又包含了高溫時效和低溫時效。

文中列舉試驗案例進行探討低溫時效工藝對液壓支架結構件的應用，進而得出低溫時效工藝對液壓支架結構件的影響。

首先，試驗材料的選擇是液壓支架中常用的Q550板材焊接而成的組建，焊絲為GHS-60，直徑Φ1.2mm，試驗中做出三件試樣樣坯：樣坯一，對液壓支架結構件的焊后不做任何處理；樣坯二，對液壓支架結構件做高溫時效處理，溫度掌控在480℃左右，持續3小時；樣坯三，對液壓支架結構件做低溫時效處理，溫度在260℃左右，持續3小時。

當三種支架結構的樣坯工藝處理完成后，對樣坯進行拉伸、沖擊、硬度、殘余應力等方面的試驗。拉伸試驗的結果顯示，低溫時效工藝對焊縫的拉伸性能與高溫時效工藝處理后相差無幾，但與焊后無處理的焊縫拉伸性能相比，低溫時效與高溫時效均高出很多。從沖擊韌性中來看，焊縫的沖擊韌性經過低溫時效的處理后，沖擊韌性可達到160/J·cm-2，而焊后無處理和高溫時效處理后的沖擊韌性均在144～145/J·cm-2之間，無明顯變化。從強度測試上看，對三種樣坯的焊縫、熱影響區和母材等部位的硬度測試過后，三者均有不同，圖1為取3點平均值比較后的結果。

不難看出，三種工藝處理后的硬度檢測中，對母材區、熱影響區和焊縫區的對比有所不同，低溫時效處理后焊縫及熱影響區的硬度較高，高于高溫時效處理，而三種樣坯的母材區域硬度基本相同。對焊縫殘余應力進行測試，對液壓支架結構件中的3點進行測試，分別在焊縫兩側的根部，結果顯示，與其他兩種工藝處理相比，低溫時效工藝處理焊縫的殘余應力消除率在32%左右，高溫時效工藝消除率在40%以上。三種樣坯在各種試驗后的作用大小有了答案，最后觀察液壓支架結構件焊后的表面與焊縫的變化，高溫與低溫時效工藝處理后的樣坯放置48小時，高溫時效樣坯中2%～3%面積的表面有氧化皮出現，低溫時效樣坯無氧化皮出現。

2 低溫時效工藝對液壓支架結構件的影響

從上述試驗應用中可以看出，低溫時效工藝處理焊縫沖擊韌性要高于其他兩種工藝，熱影響區和焊縫硬度的處理也高于其他兩種工藝。低溫時效工藝只有殘余應力消除率較低，為31%左右，其他性能還包括耗能低、工件變形小、無氧化皮等方面均高于或等于其他兩種工藝處理的效果。而根據MT/T587《液壓支架結構件制造技術條件》中明確說明的“振動時效處理是結構件焊后處理的可行辦法，但振動時效的應力消除率需要在25%～35%之間”，所以低溫時效應力消除率在31%也在規定范圍內。同時，低溫時效對氫的擴散能力較強，能夠減輕氫擴大冷裂紋的能力，也是消除冷裂紋隱患的一種工藝，效果優良。

在液壓支架結構件中，焊接是必不可少的一種工藝，焊接出現的冷裂縫和應力也無可避免，冷裂縫的出現十分影響液壓支架結構件的性能應用，應力將會減小，應力主要由熱應力和組織應力組成，這是由于焊接過程中對構件產生的溫度會不均勻，從而產生溫度梯度，冷卻過程中的冷卻速度的不均勻便產生了熱應力和應力集中。另外，焊接過程中產生的焊縫，在形成時熔池中不同組織凝固結晶的時間不同、自由收縮量的不同、焊縫不同元素的不同，將會產生殘余應力，但如果是焊縫局部區域的晶內亞結構應力，這種殘余應力不會對焊縫產生影響，所以可以忽略不計。

本文分析的低溫時效工藝也是對整體結構件的一次重新加熱，低溫時效工藝的溫度應該控制在260℃左右，待溫度達到260℃時，保持恒溫狀態3小時，對液壓支架結構件焊后的幫助作用很強。這種低溫時效工藝不僅僅對焊縫局部進行熱循環，也是對結構件整體的一種熱循環，加熱到固定溫度時可以在一定程度上消除焊接時產生的熱應力。焊縫中會產生組織應力，低溫時效工藝需要對組織應力進行減少或消除，在高溫恒溫中保證相應應力的轉變，使應力分布擴散，降低焊縫中的組織應力。在液壓支架結構件的焊后時效工藝中，溫度高能夠降低殘余應力，但是過高的溫度會使焊縫區域中的晶粒變粗，從而降低硬度，還會生成氧化皮，這也是高溫時效工藝的不足之處。

3 結語

綜上所述，低溫時效工藝對液壓支架結構件的作用很大，在液壓支架結構件的焊后處理工作中有多種工藝可以對焊后工作進行補充和改善，低溫時效工藝與高溫時效工藝是液壓支架結構件中常用的一種工藝，對結構件的拉伸、沖擊、硬度、殘余應力等均有很好的影響作用，并且低溫時效工藝由于溫度控制穩定，在260℃左右不會產生氧化皮。低溫時效是一種操作簡單、作用強大的工藝，對社會經濟及企業經濟效益均有很好的提升作用，適合大范圍的推廣應用。

參考文獻

[1] 蔣雖合，毛衛民，楊平，等.再結晶及低溫時效對Fe-6.5wt%Si薄板磁性能的影響[J].功能材料，2013，5（17）.

[2] 尹文鋒.316L/Q235異種鋼焊接接頭性能研究及焊接過程數值模擬[D].西南石油大學，2013.

[3] 劉東風，衛英慧，范光偉.拉伸應變對9Ni鋼低溫韌性的影響[J].物理測試，2013，7（6）.

作者簡介：唐鋼（1964-），男，山西朔州人，供職于大同煤礦機電裝備制造有限公司中央機廠質量檢測中心，中級

職稱。

摘要：隨著我國工業技術的不斷提升，液壓支架結構件的應用范圍也得到了擴展。液壓支架結構件的焊接工藝會增強液壓支架的作用，但同時也會出現焊縫問題，例如拉伸性能不強、殘余應力不足、耐沖擊性不強等。對焊縫的處理工藝較多，文章主要針對熱時效中的低溫時效進行分析，討論其應用價值與影響作用。

關鍵詞：低溫時效；液壓支架結構件；振動時效；焊接工藝；焊縫問題；熱時效

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）36-0074-02

低溫時效工藝的應用對液壓支架結構件十分有幫助，相比高溫時效工藝，對液壓支架結構件焊縫的拉伸、沖擊、硬度、殘余應力等方面均有很好的影響效果。文章從低溫時效工藝的應用中入手，對比了三種不同工藝的影響結果，總結出低溫時效工藝的優勢及對液壓支架結構件的影響，期望能夠對日后研究提供些許

幫助。

1 低溫時效工藝在液壓支架結構件上的應用

液壓支架構件的材料是高強度鋼板焊接而成，在焊接過后容易出現冷裂紋，這是液壓支架結構件的不足之處，冷裂紋將影響液壓支架的工作性能。隨著科技的進步，對液壓支架中產生的冷裂紋受到了生產企業、應用企業的關注，進而形成液壓支架焊接結構焊后去應力時效處理，這是避免生成冷裂紋的一種最佳手段，焊后時效處理工藝包括熱時效、振動時效、自然時效，其中的熱時效又包含了高溫時效和低溫時效。

文中列舉試驗案例進行探討低溫時效工藝對液壓支架結構件的應用，進而得出低溫時效工藝對液壓支架結構件的影響。

首先，試驗材料的選擇是液壓支架中常用的Q550板材焊接而成的組建，焊絲為GHS-60，直徑Φ1.2mm，試驗中做出三件試樣樣坯：樣坯一，對液壓支架結構件的焊后不做任何處理；樣坯二，對液壓支架結構件做高溫時效處理，溫度掌控在480℃左右，持續3小時；樣坯三，對液壓支架結構件做低溫時效處理，溫度在260℃左右，持續3小時。

當三種支架結構的樣坯工藝處理完成后，對樣坯進行拉伸、沖擊、硬度、殘余應力等方面的試驗。拉伸試驗的結果顯示，低溫時效工藝對焊縫的拉伸性能與高溫時效工藝處理后相差無幾，但與焊后無處理的焊縫拉伸性能相比，低溫時效與高溫時效均高出很多。從沖擊韌性中來看，焊縫的沖擊韌性經過低溫時效的處理后，沖擊韌性可達到160/J·cm-2，而焊后無處理和高溫時效處理后的沖擊韌性均在144～145/J·cm-2之間，無明顯變化。從強度測試上看，對三種樣坯的焊縫、熱影響區和母材等部位的硬度測試過后，三者均有不同，圖1為取3點平均值比較后的結果。

不難看出，三種工藝處理后的硬度檢測中，對母材區、熱影響區和焊縫區的對比有所不同，低溫時效處理后焊縫及熱影響區的硬度較高，高于高溫時效處理，而三種樣坯的母材區域硬度基本相同。對焊縫殘余應力進行測試，對液壓支架結構件中的3點進行測試，分別在焊縫兩側的根部，結果顯示，與其他兩種工藝處理相比，低溫時效工藝處理焊縫的殘余應力消除率在32%左右，高溫時效工藝消除率在40%以上。三種樣坯在各種試驗后的作用大小有了答案，最后觀察液壓支架結構件焊后的表面與焊縫的變化，高溫與低溫時效工藝處理后的樣坯放置48小時，高溫時效樣坯中2%～3%面積的表面有氧化皮出現，低溫時效樣坯無氧化皮出現。

2 低溫時效工藝對液壓支架結構件的影響

從上述試驗應用中可以看出，低溫時效工藝處理焊縫沖擊韌性要高于其他兩種工藝，熱影響區和焊縫硬度的處理也高于其他兩種工藝。低溫時效工藝只有殘余應力消除率較低，為31%左右，其他性能還包括耗能低、工件變形小、無氧化皮等方面均高于或等于其他兩種工藝處理的效果。而根據MT/T587《液壓支架結構件制造技術條件》中明確說明的“振動時效處理是結構件焊后處理的可行辦法，但振動時效的應力消除率需要在25%～35%之間”，所以低溫時效應力消除率在31%也在規定范圍內。同時，低溫時效對氫的擴散能力較強，能夠減輕氫擴大冷裂紋的能力，也是消除冷裂紋隱患的一種工藝，效果優良。

在液壓支架結構件中，焊接是必不可少的一種工藝，焊接出現的冷裂縫和應力也無可避免，冷裂縫的出現十分影響液壓支架結構件的性能應用，應力將會減小，應力主要由熱應力和組織應力組成，這是由于焊接過程中對構件產生的溫度會不均勻，從而產生溫度梯度，冷卻過程中的冷卻速度的不均勻便產生了熱應力和應力集中。另外，焊接過程中產生的焊縫，在形成時熔池中不同組織凝固結晶的時間不同、自由收縮量的不同、焊縫不同元素的不同，將會產生殘余應力，但如果是焊縫局部區域的晶內亞結構應力，這種殘余應力不會對焊縫產生影響，所以可以忽略不計。

本文分析的低溫時效工藝也是對整體結構件的一次重新加熱，低溫時效工藝的溫度應該控制在260℃左右，待溫度達到260℃時，保持恒溫狀態3小時，對液壓支架結構件焊后的幫助作用很強。這種低溫時效工藝不僅僅對焊縫局部進行熱循環，也是對結構件整體的一種熱循環，加熱到固定溫度時可以在一定程度上消除焊接時產生的熱應力。焊縫中會產生組織應力，低溫時效工藝需要對組織應力進行減少或消除，在高溫恒溫中保證相應應力的轉變，使應力分布擴散，降低焊縫中的組織應力。在液壓支架結構件的焊后時效工藝中，溫度高能夠降低殘余應力，但是過高的溫度會使焊縫區域中的晶粒變粗，從而降低硬度，還會生成氧化皮，這也是高溫時效工藝的不足之處。

3 結語

綜上所述，低溫時效工藝對液壓支架結構件的作用很大，在液壓支架結構件的焊后處理工作中有多種工藝可以對焊后工作進行補充和改善，低溫時效工藝與高溫時效工藝是液壓支架結構件中常用的一種工藝，對結構件的拉伸、沖擊、硬度、殘余應力等均有很好的影響作用，并且低溫時效工藝由于溫度控制穩定，在260℃左右不會產生氧化皮。低溫時效是一種操作簡單、作用強大的工藝，對社會經濟及企業經濟效益均有很好的提升作用，適合大范圍的推廣應用。

參考文獻

[1] 蔣雖合，毛衛民，楊平，等.再結晶及低溫時效對Fe-6.5wt%Si薄板磁性能的影響[J].功能材料，2013，5（17）.

[2] 尹文鋒.316L/Q235異種鋼焊接接頭性能研究及焊接過程數值模擬[D].西南石油大學，2013.

[3] 劉東風，衛英慧，范光偉.拉伸應變對9Ni鋼低溫韌性的影響[J].物理測試，2013，7（6）.

作者簡介：唐鋼（1964-），男，山西朔州人，供職于大同煤礦機電裝備制造有限公司中央機廠質量檢測中心，中級

職稱。

摘要：隨著我國工業技術的不斷提升，液壓支架結構件的應用范圍也得到了擴展。液壓支架結構件的焊接工藝會增強液壓支架的作用，但同時也會出現焊縫問題，例如拉伸性能不強、殘余應力不足、耐沖擊性不強等。對焊縫的處理工藝較多，文章主要針對熱時效中的低溫時效進行分析，討論其應用價值與影響作用。

關鍵詞：低溫時效；液壓支架結構件；振動時效；焊接工藝；焊縫問題；熱時效

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）36-0074-02

低溫時效工藝的應用對液壓支架結構件十分有幫助，相比高溫時效工藝，對液壓支架結構件焊縫的拉伸、沖擊、硬度、殘余應力等方面均有很好的影響效果。文章從低溫時效工藝的應用中入手，對比了三種不同工藝的影響結果，總結出低溫時效工藝的優勢及對液壓支架結構件的影響，期望能夠對日后研究提供些許

幫助。

1 低溫時效工藝在液壓支架結構件上的應用

液壓支架構件的材料是高強度鋼板焊接而成，在焊接過后容易出現冷裂紋，這是液壓支架結構件的不足之處，冷裂紋將影響液壓支架的工作性能。隨著科技的進步，對液壓支架中產生的冷裂紋受到了生產企業、應用企業的關注，進而形成液壓支架焊接結構焊后去應力時效處理，這是避免生成冷裂紋的一種最佳手段，焊后時效處理工藝包括熱時效、振動時效、自然時效，其中的熱時效又包含了高溫時效和低溫時效。

文中列舉試驗案例進行探討低溫時效工藝對液壓支架結構件的應用，進而得出低溫時效工藝對液壓支架結構件的影響。

首先，試驗材料的選擇是液壓支架中常用的Q550板材焊接而成的組建，焊絲為GHS-60，直徑Φ1.2mm，試驗中做出三件試樣樣坯：樣坯一，對液壓支架結構件的焊后不做任何處理；樣坯二，對液壓支架結構件做高溫時效處理，溫度掌控在480℃左右，持續3小時；樣坯三，對液壓支架結構件做低溫時效處理，溫度在260℃左右，持續3小時。

當三種支架結構的樣坯工藝處理完成后，對樣坯進行拉伸、沖擊、硬度、殘余應力等方面的試驗。拉伸試驗的結果顯示，低溫時效工藝對焊縫的拉伸性能與高溫時效工藝處理后相差無幾，但與焊后無處理的焊縫拉伸性能相比，低溫時效與高溫時效均高出很多。從沖擊韌性中來看，焊縫的沖擊韌性經過低溫時效的處理后，沖擊韌性可達到160/J·cm-2，而焊后無處理和高溫時效處理后的沖擊韌性均在144～145/J·cm-2之間，無明顯變化。從強度測試上看，對三種樣坯的焊縫、熱影響區和母材等部位的硬度測試過后，三者均有不同，圖1為取3點平均值比較后的結果。

不難看出，三種工藝處理后的硬度檢測中，對母材區、熱影響區和焊縫區的對比有所不同，低溫時效處理后焊縫及熱影響區的硬度較高，高于高溫時效處理，而三種樣坯的母材區域硬度基本相同。對焊縫殘余應力進行測試，對液壓支架結構件中的3點進行測試，分別在焊縫兩側的根部，結果顯示，與其他兩種工藝處理相比，低溫時效工藝處理焊縫的殘余應力消除率在32%左右，高溫時效工藝消除率在40%以上。三種樣坯在各種試驗后的作用大小有了答案，最后觀察液壓支架結構件焊后的表面與焊縫的變化，高溫與低溫時效工藝處理后的樣坯放置48小時，高溫時效樣坯中2%～3%面積的表面有氧化皮出現，低溫時效樣坯無氧化皮出現。

2 低溫時效工藝對液壓支架結構件的影響

從上述試驗應用中可以看出，低溫時效工藝處理焊縫沖擊韌性要高于其他兩種工藝，熱影響區和焊縫硬度的處理也高于其他兩種工藝。低溫時效工藝只有殘余應力消除率較低，為31%左右，其他性能還包括耗能低、工件變形小、無氧化皮等方面均高于或等于其他兩種工藝處理的效果。而根據MT/T587《液壓支架結構件制造技術條件》中明確說明的“振動時效處理是結構件焊后處理的可行辦法，但振動時效的應力消除率需要在25%～35%之間”，所以低溫時效應力消除率在31%也在規定范圍內。同時，低溫時效對氫的擴散能力較強，能夠減輕氫擴大冷裂紋的能力，也是消除冷裂紋隱患的一種工藝，效果優良。

在液壓支架結構件中，焊接是必不可少的一種工藝，焊接出現的冷裂縫和應力也無可避免，冷裂縫的出現十分影響液壓支架結構件的性能應用，應力將會減小，應力主要由熱應力和組織應力組成，這是由于焊接過程中對構件產生的溫度會不均勻，從而產生溫度梯度，冷卻過程中的冷卻速度的不均勻便產生了熱應力和應力集中。另外，焊接過程中產生的焊縫，在形成時熔池中不同組織凝固結晶的時間不同、自由收縮量的不同、焊縫不同元素的不同，將會產生殘余應力，但如果是焊縫局部區域的晶內亞結構應力，這種殘余應力不會對焊縫產生影響，所以可以忽略不計。

本文分析的低溫時效工藝也是對整體結構件的一次重新加熱，低溫時效工藝的溫度應該控制在260℃左右，待溫度達到260℃時，保持恒溫狀態3小時，對液壓支架結構件焊后的幫助作用很強。這種低溫時效工藝不僅僅對焊縫局部進行熱循環，也是對結構件整體的一種熱循環，加熱到固定溫度時可以在一定程度上消除焊接時產生的熱應力。焊縫中會產生組織應力，低溫時效工藝需要對組織應力進行減少或消除，在高溫恒溫中保證相應應力的轉變，使應力分布擴散，降低焊縫中的組織應力。在液壓支架結構件的焊后時效工藝中，溫度高能夠降低殘余應力，但是過高的溫度會使焊縫區域中的晶粒變粗，從而降低硬度，還會生成氧化皮，這也是高溫時效工藝的不足之處。

3 結語

綜上所述，低溫時效工藝對液壓支架結構件的作用很大，在液壓支架結構件的焊后處理工作中有多種工藝可以對焊后工作進行補充和改善，低溫時效工藝與高溫時效工藝是液壓支架結構件中常用的一種工藝，對結構件的拉伸、沖擊、硬度、殘余應力等均有很好的影響作用，并且低溫時效工藝由于溫度控制穩定，在260℃左右不會產生氧化皮。低溫時效是一種操作簡單、作用強大的工藝，對社會經濟及企業經濟效益均有很好的提升作用，適合大范圍的推廣應用。

參考文獻

[1] 蔣雖合，毛衛民，楊平，等.再結晶及低溫時效對Fe-6.5wt%Si薄板磁性能的影響[J].功能材料，2013，5（17）.

[2] 尹文鋒.316L/Q235異種鋼焊接接頭性能研究及焊接過程數值模擬[D].西南石油大學，2013.

[3] 劉東風，衛英慧，范光偉.拉伸應變對9Ni鋼低溫韌性的影響[J].物理測試，2013，7（6）.

作者簡介：唐鋼（1964-），男，山西朔州人，供職于大同煤礦機電裝備制造有限公司中央機廠質量檢測中心，中級

職稱。