超聲強(qiáng)化對(duì)消除焊接應(yīng)力提高焊接質(zhì)量作用

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由于焊接過(guò)程中熱輸入量大, 容易出現(xiàn)焊接變形和殘余應(yīng)力, 同時(shí)填充材料和焊縫兩側(cè)材料經(jīng)過(guò)熔化重新結(jié)晶, 最終在焊縫處形成鑄態(tài)組織, 容易出現(xiàn)氣孔、縮松等缺陷, 致使焊后接頭強(qiáng)度降低, 一般只有母材強(qiáng)度的50% 左右, 其應(yīng)用受到了很大的限制。為此, 許多研究人員提出了多種改善高強(qiáng)鋁合金焊接接頭強(qiáng)度的方法。從冶金角度, 采用焊接熱模擬試驗(yàn)方法、改變焊絲成分、進(jìn)行熱處理等, 來(lái)改善焊接接頭區(qū)的組織性能, 提高其強(qiáng)度; 從力學(xué)方面, 通過(guò)外場(chǎng)作用如振動(dòng)時(shí)效、溫差拉伸、爆炸、碾壓、錘擊等方法改善焊接接頭的性能。以上技術(shù)都能有效地改善高強(qiáng)鋁合金焊接接頭強(qiáng)度, 但也存在這樣或那樣的不足。

超聲沖擊技術(shù)是最新發(fā)展起來(lái)的一種提高焊接接頭疲勞強(qiáng)度的新方法。

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一、超聲沖擊對(duì)晶粒組織的改善
; M8 A- q1 h+ ?3 n7 p; O% D從顯微鏡能分辨的尺度來(lái)看, 晶粒的形狀發(fā)生了明顯的變化, 晶粒被壓扁, 形成了纖維組織。同時(shí)可以看到, 超聲沖擊處理后焊縫中無(wú)論是氣孔的數(shù)量還是單個(gè)氣孔的體積都明顯減少, 焊縫組織更加致密, 其主要原因是焊縫合金組織經(jīng)超聲沖擊處理后產(chǎn)生了大塑性變形, 其中微小的氣孔或縮松被壓合, 從而使組織致密化。
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你總是說(shuō)有蚊子 發(fā)表于 2017-9-19 08:46
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從顯微鏡能分辨的尺度來(lái)看, 晶粒的形狀發(fā)生了明顯的變化, 晶粒被壓扁, 形成 ...

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二、超聲沖擊增強(qiáng)焊接接頭強(qiáng)度的機(jī)理
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+ \. ^" \! k- o. Z2 A% J+ a超聲沖擊處理使材料表面產(chǎn)生了劇烈的塑性變形, 隨著塑性變形的進(jìn)行, 位錯(cuò)密度不斷增加, 位錯(cuò)在運(yùn)動(dòng)時(shí)的相互交割加劇, 從而產(chǎn)生固定割階、位錯(cuò)纏結(jié)等障礙, 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力增大, 引起變形抗力增加, 使金屬的進(jìn)一步塑性變形變得困難, 要繼續(xù)變形就必須增大外力, 因此就提高了金屬的強(qiáng)度( 加工硬化) , 其直接表現(xiàn)就是硬度和后繼屈服強(qiáng)度的增加。這是硬度增加的另一原因。硬度的提高會(huì)使焊接接頭的強(qiáng)度得到提高。
0 A2 U( L- S; |  x. R' e5 f焊接接頭的抗疲勞性能與晶粒細(xì)化有著密切的聯(lián)系。在超聲沖擊處理表面過(guò)程中，外加載荷重復(fù)作用于表面，使表層晶粒組織產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)，塑性變形量逐漸增大并向深層擴(kuò)展，使得處理后的晶粒尺寸由表層向心部呈現(xiàn)出梯度分布。對(duì)于這種組織結(jié)構(gòu)，許多研究學(xué)者通過(guò)分析其顯微組織，得出了其微觀變形機(jī)理的一般規(guī)律。研究表明，表層細(xì)晶組織能有效地阻止裂紋的萌生，而內(nèi)部的粗晶組織能阻礙裂紋的擴(kuò)展。

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你總是說(shuō)有蚊子 發(fā)表于 2017-9-19 08:48
4 ~% o# O8 x  S, m6 }/ o二、超聲沖擊增強(qiáng)焊接接頭強(qiáng)度的機(jī)理
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超聲沖擊處理使材料表面產(chǎn)生了劇烈的塑性變形, 隨著塑性變形的進(jìn)行 ...

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三、超聲沖擊對(duì)焊接殘余應(yīng)力的影響
焊接殘余應(yīng)力是熔化焊接工藝的一個(gè)很難避免的缺陷, 對(duì)焊接結(jié)構(gòu)抗疲勞、脆斷、應(yīng)力腐蝕破壞以及屈服強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性都存在很大影響。因此最大限度地降低或消除焊接殘余應(yīng)力, 是焊接結(jié)構(gòu)領(lǐng)域十分關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題。
% B0 u: u8 F, n$ S8 U+ U全覆蓋超聲沖擊處理降低焊接殘余拉應(yīng)力, 形成殘余壓應(yīng)力層的作用十分明顯,這對(duì)提高焊接接頭的抗疲勞性能和抗應(yīng)力腐蝕性能十分有益。

淡然

我知道有些壓力容器的焊縫會(huì)用滾子碾壓的方法消除焊接應(yīng)力。
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我有好東西

樓主辛苦了  謝謝分享

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淡然 發(fā)表于 2017-9-19 11:20
我知道有些壓力容器的焊縫會(huì)用滾子碾壓的方法消除焊接應(yīng)力。

5 u8 W5 ?9 A3 I5 M- L5 \) `也是發(fā)生塑性變形增加位錯(cuò)的原理，但是碾壓效果差點(diǎn)

超聲振動(dòng)切削

有沒(méi)有應(yīng)用的實(shí)例呢，是邊焊接邊超聲振動(dòng)嗎？