|
发表于 2007-6-25 16:04:14
|
显示全部楼层
提高疲劳强度的新工艺方法# [5 b4 a, a. K' t0 R
用表面加工的方法(机械加工、电弧重熔焊道整形),皆能减小其几何不连续程度,降低构件中的应力集中,一定程度上提高疲劳强度(使表面光滑,消除一些近表面缺陷)。但该种方法应用起来太麻烦,显然不适合大批量生产需要。而超声冲击装置的应用不仅降低能够改善焊缝的几何外形、降低焊趾部位的应力集中程度,又能调节焊接残余应力场,在焊趾部位表面形成有利的压应力,同时还使接头部位尤其是焊趾区表层得以硬化,显著提高了焊接接头的疲劳强度,并且该方法具有执行机构轻巧、使用灵活方便、噪音很小、效率高、应用时受限极小、适用于各种接头、成本低且节能等优点。; t1 d) L* d% Q5 C1 Z
1. 对残余应力影响:0 V4 r" s0 s% F) R2 s
表1 冲击前后应力对比
/ C9 Z, o7 }+ K& O0 z, p测点 取样位置 冲击前应力(Mpa) 冲击后应力(Mpa) 冲击效果9 C7 g, Q. o0 P' W
1 % l5 ~: k j( K, U; W. m
前车架 292.5 -176.7
2 m& d' {) O' o3 `# S拉应力转变为压应力, S- b; @! B/ W* Q; e2 s
2 294.6 -346.0
7 V( U# L9 K8 i+ B# x% x7 p" {3 348.3 -359.6 . w h' G3 p3 ?9 t3 t8 Q+ {
4
! {# a) W4 g& c2 `) U后车架 616.0 -248.0 7 j s. g7 a; h5 g2 h% S
5 597.4 -425
" s7 r! U {8 ?结论:焊接接头经过超声处理后,可以有效地消除焊接残余应力,并将焊趾和接头的应力变为压应力。焊趾部位变为压应力可显著提高接头的疲劳强度。
/ a/ {4 J8 v5 N2.对焊趾的影响:试验现场可以看到经超声波处理后的焊趾处有一条光滑的过( p# Y% v0 Q% ?9 [, O
渡圆弧;使焊趾部位的表层焊接缺陷得以
. t/ C5 V; G9 w, x% N消除。
4 L( [, J% `. _, I 1 W6 f/ [9 t9 m2 Y5 S% h' |
焊缝冲击前 焊缝冲击后 $ {% Z4 x9 C5 ^7 F; M# L, l
3.对疲劳寿命的影响
( |& y& M- G+ A' q表2 相同载荷作用下处理前后的寿命比较' o% [% {# N6 ` j* T% J! C1 F4 y& W: K
材料与接头形式 状态 应力幅 寿命+ r8 q" m. C4 Z& A
Q235B对接接头(R=0.1) 焊态 228 1.65×105. j2 J# V O8 ]. N8 }
Q235B对接接头(R=0.1) 超声冲击处理 228 1.0×107
. M$ {1 w$ o8 }' j! z+ P# {Q235B十字接头(R=0.25) 焊态 211 2.4×105
2 g2 M' v0 `5 ~+ m# J0 b: ?9 r) @Q235B十字接头(R=0.25) 超声冲击处理 211 1.0×107
8 T- @! O( a5 \' {Q235B十字接头(R=-0.5) 焊态 231 5.3×105" o5 k s9 C: H! E0 J/ @
Q235B十字接头(R=-0.5) 超声冲击处理 231 1.0×107
( O) C9 h4 h6 i6 _9 o3 R# oQ345对接接头(R=0.1) 焊态 253 1.04×105! N! O$ z9 [1 j1 U) a& R
Q345对接接头(R=0.1) 超声冲击处理 253 1.0×107
3 z+ o; _& q0 l' c' n! \Q345十字接头(R=0.1) 焊态 186 2.98×105
: B j, @; N6 F( H' a; R9 \Q345十字接头(R=0.1) 超声冲击处理 186 1.0×107
* K) S3 q. ]9 G5 _$ e( ?从表2可以看出,超声冲击处理Q235各种接头的疲劳寿命提高到15~40倍左右;超声冲击处理Q345各种接头的疲劳寿命提高到30~100倍左右。
, S4 Q' [, Y: G4 b% A4.工作状态
4 w- n( b) Z4 j3 O0 {a) 操作方式:人工手持冲击抢操作,不受结构限制,操作灵活方便,想处理那条焊缝就处理那条焊缝。; h4 g" i3 |: M! Q9 x
b) 工作方式:不改变现有焊接工艺,仅作为焊接的最后一道工序。" h9 z4 i9 i3 _; H! h# y ~" n
c) 工作效率:标准处理线速度0.5-1.0米/分钟
9 O7 h+ \3 W, f8 f D; n4 |% }d) 成本:报价不足5万元
. F5 ]6 {8 }$ M. j2 Ye) 可仅对关键焊缝进行处理。
0 J" ?/ Y+ B6 F) S综上所述,超声冲击装置设备投资较低,操作灵活方便。处理后焊接接头抗疲劳断裂的性能得到很大改善;使用超声冲击的方法改善焊接接头的疲劳性能,其效果十分明显。 |
评分
-
查看全部评分
|