4．测试结果分析
    （1）电磁法
    依据电磁法原理跟踪测试残余应力，确定动臂三脚架残余应力基本稳定时间，可为后期的研究提供试验基础和依据。根据市场故障开裂失效现象，本文主要分析垂直焊缝方向残余应力。动臂与三角架，热处理前、后残余应力如图6、图7所示。



    横坐标表示工作时间，例如45天／225h，表示测试时，钻机已经距开始试验时过了45天，钻机的实际开机时间是225h。需要说明的是，由于各种影响因素，每天开机的时间不能确定，因为即便不开机，也会有自然时效，开机时，能够加速残余应力释放，故把天和小时都标注在横坐标上。
    根据测试结果可知，焊接残余应力会随结构件工作时间的增长而发生波动或逐渐下降，最后将趋于平稳，本试验充分验证了此观点。同一环境下，动臂、三脚架工作过程中自身受到激励而发生振动，最终残余应力达到新的平衡并趋于稳定。其中，83％的测点残余应力下降并最终趋于稳定。
    同时发现，未热处理动臂、三脚架结构件残余应力趋于稳定的时间为56天／294h，基本稳定的时间为77天／514h；热处理动臂、三脚架在56天／196h之后，残余应力已基本趋于稳定。总体看，退火动臂、三脚架的残余应力比未退火动臂、三脚架达到稳定所需要的时间短。就残余应力变化平稳性而言，热处理动臂、三脚架优于未热处理动臂、三脚架。
    （2）盲孔法
    据工作前后未热处理动臂、三脚架残余应力测试结果（本文略去）可知，焊缝部位残余应力分布无规律可循，在与焊缝一定距离处的残余应力拉压情况不定，有时会出现急剧的变化（这种情况在熔合线附近居多）。但随距离增大，残余应力会有一定的衰减；动臂、三脚架残余应力在工作之后发生较人变化，而近焊缝处测点较为明显，为此主要分析对象为距焊缝融合线5mm处残余应力。距焊缝融合线5mm处动臂残余应力分布如图7所示。三角架圆柱底部、套筒外侧、套筒内侧的残余应力分布状况如图8所示。其中，圆柱底部（15）代表距圆柱底部焊缝熔合线15mm，套筒外侧（5）代表距套筒外侧焊缝熔合线5mm，套筒外侧（10）代表距套筒内侧焊缝熔合线10mm。

    由图7、图8可知，工作前未热处理结构件最大残余应力为498MPa，热处理后结构件最大残余应力205MPa，其他测点均小于150MPa。由此看出，采用热处理工艺有效降低了动臂三脚架的焊接残余应力。结构件工作残余应力达到稳定后，结构件残余应力均发生松弛，未热处理结构件最大残余应力240MPa，热处理结构件最大残余应力50MPa。
4．结论
    测试结果显示，完成焊接1周内（装配前），未热处理工件的残余应力明显大于热处理过的工件。距焊接融合线（焊缝）10mm内，残余应力最大。未热处理过工件的焊接残余应力以拉应力为主，最大可超过500MPa，明显高于热处理后工件的残余应力（144MPa）。在交变冲击载荷作用下（实际入岩工况），未热处理工件残余应力下降明显，工作225h后，下降约为50%，并趋于稳定。
    工作800h后，热处理、未热处理垂直焊缝方向的残余应力整体下降，平均下降百分比为82%。但未热处理工件的残余应力明显高于热处理后工件的残余应力，未热处理工件仍有多个测点超过许用应力。
    经过800h严酷工况入岩试验，未热处理工件未发生失效。据此结果，我们在严格控制焊接工艺（已采取多层多道焊，锤击焊缝等措施）的基础上，对未热处理动臂、三脚架进行了小批试装，并将其投放市场验证。若其2000h仍无故障，则可批量生产。
 

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