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振动时效在焊接结构件消除应力的应用原理

点击次数:532 发布时间:2018-09-18 打印本页面 返回

振动时效在焊接结构件消除应力的应用原理

我们在振动时效通过和焊缝发生共振来改善应力集中应力和使得以振动时效技术来消除残余应力,在国内外的研刚刚起步,但由于电脉冲的优良特性,使得其在消除残余应力,提高材料使用性能等方面有着巨大的应用前景。
    振动时效处理方法的原理是振动时效发生器产生振动能量,通过振动时效的实验对材料表层输入振动冲击能量,使得焊趾区域平滑过度,焊缝表层表面形成加工硬化的强化层,同时振动能量的输入还能够有效的改善焊接接头的应力集中分布,消除焊接残余拉应力,并且将残余拉应力转换成对构件使用有益的残余压应力,提高构件的使用范围及寿命。超声冲击消除焊接应力的原理类似于振动时效和热时效的叠加,国内己有一些成功的实验案例,超声冲击技术具有设备操作简单,处理效率高,对工件的要求不高等优势,可以处理一些难以使用热处理工艺的件。
    振动时效时和电脉冲复合技术处理焊接构牛,是将这两种技术结合起来,同时作用于焊接接头,这项技术在国内外尚未见报道,基于两种技术对接头性能改善的优势,利用高能电脉冲技术所产生的电致塑性效应,使得焊接构件表层的塑性变形能力提高,硬度下降,用来辅助振动时效技术,当这是些冲击构件表面时,提高其对焊接构件的冲击程度,提高焊接构件的表层组织的变形能力,以降低焊接构件的残余拉应力,细化晶粒组织,提高焊缝表层显微硬度。因而超声冲击和电脉冲复合技术在提高焊接接头组织及力学性能,改善应力集中分布,提高提高疲劳强度等方面有着巨大的潜力。

  几年来,振动时效技术广泛运用于提高大型焊接构件疲劳寿命的实际运用中,而对于振动时效时及超声波表面处理对材料疲劳寿命的影响,国内学者也进行了较多的深入研宄,取得了显著的研宄成果。叶雄林06]通过超声冲击处理焊后的22SiMn2TiB钢发现,超声冲击处理消除了焊趾的缺陷,改善应力集中,并引入残余压应力,大大减少了疲劳裂纹扩展的几率,疲劳寿命能够提高33.3%。盛永华巧71采用超声冲击16Mn接头焊趾,与冲击前比较发现,冲击后在接头表面引入了残余乐应力,使得接头疲劳性能和硬度显著提高。何柏林等081通过超声冲击转向架用16MnR钢接头后发现,在疲劳寿命为2×106时候,焊接接头经过振动时效处理后,疲劳强度从265MPa提高到325MPa,增加了22.6%,此外,振动时效后焊接接头的疲劳寿命显著提高了50多倍,其疲劳试验结果如表这说明经振动时效处理后,焊接接头和焊趾处的应力集中和残余拉应力得到显著降低,接头的疲劳性能显著增加

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