實時超聲沖擊消除焊接殘余應(yīng)力和變形的研究.pdf

1、焊接作為一種重要的制造技術(shù),在工業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟建設(shè)中起著非常重要的作用。然而,焊接殘余應(yīng)力和變形的存在對焊接結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生諸多不利的影響。超聲沖擊處理技術(shù)是近年來新發(fā)展起來的一種低能耗消除應(yīng)力技術(shù)。本項目在焊接過程中,對熔池附近的焊縫背面實時施加超聲沖擊,使焊縫正面局部脹形產(chǎn)生雙向拉伸塑性變形,與冷卻收縮時產(chǎn)生的拉伸塑性變形疊加,從而抵消升溫時產(chǎn)生的壓縮塑性變形,達到消除焊接殘余應(yīng)力和變形的目的。
　　本項目首先通過ANSYS軟件對

2、焊件內(nèi)部溫度場、應(yīng)變場以及應(yīng)力場的模擬,得到整個焊接過程中溫度場、殘余應(yīng)力場的分布以及殘余變形的狀況,為沖擊位置的確定以及進一步確定應(yīng)力應(yīng)變之間的關(guān)系提供了理論依據(jù)。然后用AR892+紅外測溫儀對3mm薄板和10mm厚板焊縫正面、背面距熱源不同位置處的溫度進行實測,結(jié)合ANSYS的模擬結(jié)果,最終確定實時超聲沖擊的位置。
　　對低碳鋼Q235進行實時超聲沖擊處理消除焊接殘余變形的研究表明,采用實時超聲沖擊可以顯著減小橫向殘余變形量,

3、對縱向收縮的影響不明顯;在高溫塑性區(qū)進行實時超聲沖擊時,消除焊接殘余變形的效果好;沖擊頭的形狀、直徑對消除焊接殘余變形量也有重要影響,當沖擊頭為球冠狀、沖擊頭直徑較小(10mm),且在高溫塑性區(qū)進行實時沖擊時,300mm長試樣橫向殘余變形的平均值可減小至0.03mm左右。對實時超聲沖擊處理消除焊接殘余應(yīng)力的研究表明,不管是表面堆焊還是對接焊,采用實時超聲沖擊對于消除縱向殘余應(yīng)力有明顯作用,而橫向殘余應(yīng)力的效果不明顯;在恢復(fù)彈性區(qū)進行實時