電磁錘隨焊錘擊設(shè)備及工藝的研究.pdf

1、焊接作為制造業(yè)的基礎(chǔ)工藝與技術(shù)，在21世紀(jì)為工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。然而，焊接是一個(gè)局部快速加熱和冷卻的過程，它所引起的不均勻溫度場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)，在被焊工件內(nèi)會(huì)產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，而焊接應(yīng)力的存在可以導(dǎo)致產(chǎn)生熱裂紋及冷裂紋并且還會(huì)影響到焊件加工精度和尺寸穩(wěn)定性，影響了焊接質(zhì)量。 如何降低和消除焊接應(yīng)力，防止焊接裂紋的產(chǎn)生成為焊接領(lǐng)域廣泛關(guān)注的一個(gè)重要課題。人們提出了熱處理法、振動(dòng)法、機(jī)械拉伸法、錘擊法等多種消除焊接應(yīng)力的方法

2、，作為錘擊法，隨焊錘擊是在焊接過程中通過實(shí)時(shí)錘擊焊縫及近縫區(qū)金屬材料從而消除或減小焊接應(yīng)力的一種焊接新技術(shù)。該方法能有效的改善焊接接頭的應(yīng)力分布狀態(tài)，降低應(yīng)力集中現(xiàn)象，防止焊接熱裂紋的出現(xiàn)，提高焊件的抗拉強(qiáng)度。與其它消應(yīng)力的方法相比，隨焊錘擊具有操作簡(jiǎn)單，效率高等特點(diǎn)，顯示了一定的優(yōu)越性。 為了更好的完善隨焊錘擊工藝，實(shí)現(xiàn)隨焊錘擊裝置的自動(dòng)化。在前期研究的基礎(chǔ)之上，本文繼續(xù)對(duì)隨焊錘擊設(shè)備及工藝進(jìn)行了研究。首先，分析了隨焊錘擊強(qiáng)化

3、焊縫的原理，對(duì)隨焊錘擊裝置進(jìn)行了簡(jiǎn)單闡述。對(duì)電磁錘進(jìn)行了改進(jìn)，減小了其體積，增加了靈活性。其次，通過改進(jìn)后的電磁錘設(shè)計(jì)出了三個(gè)自由度的夾具，使電磁錘能自由的調(diào)整錘頭與堆焊焊頭的角度(即錘擊溫度)及錘擊距離。用自行設(shè)計(jì)的夾具帶動(dòng)隨焊錘擊裝置進(jìn)行隨焊錘擊試驗(yàn)，通過試驗(yàn)著重分析了不同的錘擊力和錘擊溫度對(duì)焊接應(yīng)力和顯微硬度的影響，并對(duì)錘擊前后試件的顯微組織進(jìn)行了對(duì)比分析。最后，利用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)焊接溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了分析討論。 通過隨

4、焊錘擊試驗(yàn)可以得出如下結(jié)論: (1)隨焊錘擊可以使焊縫及其附近的焊接應(yīng)力得到不同程度的降低，在焊縫處應(yīng)力降低的幅值最大，距離焊縫越遠(yuǎn)，應(yīng)力降低的幅值越小； (2)從焊縫的金相組織可以看出:隨焊錘擊處理可以細(xì)化晶粒，增加焊縫的強(qiáng)度； (3)基于ANSYS有限元，采用埋弧堆焊技術(shù)對(duì)焊接溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了模擬，得出在焊接熱影響區(qū)和距焊縫中心線不同位置處的熱循環(huán)曲線變化趨勢(shì)一致，溫度都是先迅速升高再下降，隨著時(shí)間的推移