超聲強化對消除焊接應力提高焊接質量作用

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由于焊接過程中熱輸入量大, 容易出現焊接變形和殘余應力, 同時填充材料和焊縫兩側材料經過熔化重新結晶, 最終在焊縫處形成鑄態組織, 容易出現氣孔、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超聲沖擊處理后產生了大塑性變形, 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 發表于 2017-9-19 08:46
一、超聲沖擊對晶粒組織的改善
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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, 從而產生固定割階、位錯纏結等障礙, 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。
焊接接頭的抗疲勞性能與晶粒細化有著密切的聯系。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出梯度分布。對于這種組織結構，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律。研究表明，表層細晶組織能有效地阻止裂紋的萌生，而內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 發表于 2017-9-19 08:48
二、超聲沖擊增強焊接接頭強度的機理
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$ [' u/ u7 O0 I. F( e: ]1 z超聲沖擊處理使材料表面產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
/ f. m# p: {7 V& ~焊接殘余應力是熔化焊接工藝的一個很難避免的缺陷, 對焊接結構抗疲勞、脆斷、應力腐蝕破壞以及屈服強度、尺寸穩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, 是焊接結構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。
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我有好東西

樓主辛苦了  謝謝分享

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淡然 發表于 2017-9-19 11:20
7 Y! h9 B; o. r9 L% B  e, a. m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。

2 H0 x7 i) R4 S4 K( A也是發生塑性變形增加位錯的原理，但是碾壓效果差點
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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？