超聲強化對消除焊接應力提高焊接質(zhì)量作用

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由于焊接過程中熱輸入量大, 容易出現(xiàn)焊接變形和殘余應力, 同時填充材料和焊縫兩側(cè)材料經(jīng)過熔化重新結(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, 致使焊后接頭強度降低, 一般只有母材強度的50% 左右, 其應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鋁合金焊接接頭強度的方法。從冶金角度, 采用焊接熱模擬試驗方法、改變焊絲成分、進行熱處理等, 來改善焊接接頭區(qū)的組織性能, 提高其強度; 從力學方面, 通過外場作用如振動時效、溫差拉伸、爆炸、碾壓、錘擊等方法改善焊接接頭的性能。以上技術都能有效地改善高強鋁合金焊接接頭強度, 但也存在這樣或那樣的不足。

超聲沖擊技術是最新發(fā)展起來的一種提高焊接接頭疲勞強度的新方法。

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一、超聲沖擊對晶粒組織的改善
從顯微鏡能分辨的尺度來看, 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。同時可以看到, 超聲沖擊處理后焊縫中無論是氣孔的數(shù)量還是單個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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你總是說有蚊子 發(fā)表于 2017-9-19 08:46
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二、超聲沖擊增強焊接接頭強度的機理
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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, 隨著塑性變形的進行, 位錯密度不斷增加, 位錯在運動時的相互交割加劇, 從而產(chǎn)生固定割階、位錯纏結(jié)等障礙, 位錯運動阻力增大, 引起變形抗力增加, 使金屬的進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度( 加工硬化) , 其直接表現(xiàn)就是硬度和后繼屈服強度的增加。這是硬度增加的另一原因。硬度的提高會使焊接接頭的強度得到提高。
, A: ~7 O" Y$ |2 ?1 _; g- [焊接接頭的抗疲勞性能與晶粒細化有著密切的聯(lián)系。在超聲沖擊處理表面過程中，外加載荷重復作用于表面，使表層晶粒組織產(chǎn)生強烈的塑性變形，隨著作用時間的延長，塑性變形量逐漸增大并向深層擴展，使得處理后的晶粒尺寸由表層向心部呈現(xiàn)出梯度分布。對于這種組織結(jié)構(gòu)，許多研究學者通過分析其顯微組織，得出了其微觀變形機理的一般規(guī)律。研究表明，表層細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展。

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你總是說有蚊子 發(fā)表于 2017-9-19 08:48
6 F5 l, o7 d+ k' w/ n二、超聲沖擊增強焊接接頭強度的機理

" P! ]3 M8 z# U1 @超聲沖擊處理使材料表面產(chǎn)生了劇烈的塑性變形, 隨著塑性變形的進行 ...

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三、超聲沖擊對焊接殘余應力的影響
焊接殘余應力是熔化焊接工藝的一個很難避免的缺陷, 對焊接結(jié)構(gòu)抗疲勞、脆斷、應力腐蝕破壞以及屈服強度、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力, 是焊接結(jié)構(gòu)領域十分關注的一個重要問題。
全覆蓋超聲沖擊處理降低焊接殘余拉應力, 形成殘余壓應力層的作用十分明顯,這對提高焊接接頭的抗疲勞性能和抗應力腐蝕性能十分有益。

淡然

我知道有些壓力容器的焊縫會用滾子碾壓的方法消除焊接應力。

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用滾子碾壓的方法消除焊接應力。

也是發(fā)生塑性變形增加位錯的原理，但是碾壓效果差點

超聲振動切削

有沒有應用的實例呢，是邊焊接邊超聲振動嗎？