超聲沖擊處理對厚板接頭組織、應(yīng)力和力學(xué)性能的影響.pdf

1、焊接熔池溫度高及冷卻速度大的特點(diǎn)使焊縫容易產(chǎn)生柱狀晶。粗大的柱狀晶顆粒協(xié)同變形能力差，使接頭在形變過程中容易發(fā)生裂紋擴(kuò)展，同時(shí)焊接造成的接頭中高殘余拉應(yīng)力容易導(dǎo)致其載能力和疲勞壽命下降。因此，優(yōu)化焊縫內(nèi)部組織，改善焊縫力學(xué)性能，有效評價(jià)和調(diào)控焊接殘余應(yīng)力尤為重要。本文以55mm厚Q345鋼板接頭為研究對象，進(jìn)行了無超聲沖擊處理、分層超聲沖擊處理和蓋面前超聲沖擊處理工藝實(shí)驗(yàn)，分析了焊縫內(nèi)部組織變化，結(jié)合輪廓法、沖擊試驗(yàn)、微沖剪試驗(yàn)和顯微硬

2、度試驗(yàn)，研究了焊縫殘余應(yīng)力分布和力學(xué)性能，分析了超聲沖擊處理對焊縫內(nèi)部組織、性能的影響及影響機(jī)理，研究了厚板內(nèi)部殘余應(yīng)力分布特征，提出了分層超聲沖擊處理結(jié)合焊縫表面超聲沖擊處理的調(diào)控方法。
　　組織分析表明：經(jīng)分層超聲沖擊處理后焊縫內(nèi)部組織細(xì)化明顯，晶粒由粗大的柱狀晶轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的等軸晶，同時(shí)組織的細(xì)化也導(dǎo)致硬度值升高。經(jīng)能譜測試發(fā)現(xiàn)分層超聲沖擊處理可以提高焊縫內(nèi)部氧含量，同時(shí)促進(jìn)了金屬氧化物的生成過程，在焊道超聲沖擊處理表層產(chǎn)生的

3、金屬氧化物，這些氧化物可以為后續(xù)焊道凝固過程提供大量的形核質(zhì)點(diǎn)，促進(jìn)非自發(fā)形核，從而改變后續(xù)焊道凝固結(jié)晶過程，促使焊縫內(nèi)部生長為等軸晶。
　　二次切割輪廓法殘余應(yīng)力測試結(jié)果表明：焊態(tài)高殘余應(yīng)力主要分布在焊縫坡口內(nèi)部及其附近，殘余拉應(yīng)力峰值出現(xiàn)在上下表面焊縫內(nèi)部。蓋面前超聲沖擊處理和分層超聲沖擊處理對焊縫內(nèi)部殘余應(yīng)力分布趨勢影響不大，但是在厚度上的水平方向上拉應(yīng)力峰值有所下降，但是下降幅度有限。
　　沖擊試驗(yàn)結(jié)果表明：分層超聲