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豪克能超聲沖擊在鹽霧環境下對焊接應力消除的影響研究

更新時間:2021/12/10  點擊數:272


摘要:經豪克能超聲沖擊處理后的6005A 鋁合金焊接接頭的焊縫區、熱影響區的殘余應力與未經豪克能沖擊處理的試樣各區相比均有所下降,由拉應力轉變為壓應力,且各區殘余應力變化起伏更小。在鹽霧環境中腐蝕不同時間后, 未經豪克能沖擊焊接接頭試樣的殘余應力基本保持為拉應力狀態,而經豪克能沖擊處理后的試樣基本保持壓應力狀態。結果表明,豪克能沖擊可以有效改善6005A焊接接頭的抗應力腐蝕性能。

關鍵詞:6005A 鋁合金;焊接接頭; 豪克能超聲沖擊處理;殘余應力;鹽霧腐蝕 

       在鋁合金車體組裝過程中, 焊接是最主要的手段。由于鋁合金導熱系數高、線膨脹系數大,其焊接接頭存在焊接殘余應力。焊接殘余應力及變形不僅會影響高速車體制造的尺寸精度、尺寸穩定性,而且還會與焊接缺陷、接頭幾何不連續、冶金非均勻等因素交互作用,影響焊接結構的強度、抗脆斷能力、耐腐蝕性能等,降低高速列車車體結構的安全可靠性,縮短其服役壽命[1-4]。
         目前對于消除焊接殘余應力的方法有很多,可分為兩大類:一類是溫度作用,如整體和局部熱處理、焊前預熱等方法;另一類是機械作用,用塑性變形來釋放殘余應力, 如振動、錘擊以及爆炸等方法[5]。其中豪克能沖擊是利用改善母材過渡區與焊縫的形狀,從而降低應力集中系數,同時提高鋁合金表面層的強度,調整鋁合金焊接接頭的殘余應力場,并且在應力集中處產生有利的正壓力, 是控制和消除焊接接頭殘余應力的一種有效方法[6]。
         高速列車運行環境復雜多樣, 海洋性鹽霧大氣環境是其中一種典型的大氣環境[7],豪克能沖擊處理后的焊接接頭殘余應力在鹽霧環境中會發生怎樣的變化,其變化趨勢和變化規律如何,目前的研究還較少涉及, 而這一研究對于豪克能沖擊這一控制焊接接頭殘余應力的方法在高速列車上的應用以及高速列車車體結構服役壽命研究具有重要意義, 本文擬對此進行實驗研究探討。首先采用豪克能沖擊對6005A 鋁合金焊接接頭進行處理,并測試出其豪克能沖擊前后的焊接殘余應力值, 然后將焊接接頭置于鹽霧腐蝕環境中, 在腐蝕不同時間后對其殘余應力再進行測試, 分析腐蝕條件下超聲沖擊對鋁合金焊接接頭殘余應力的影響, 為豪克能沖擊在降低車體鋁合金焊接接頭殘余應力方面提供依據。

 

結論:
6005A 焊接接頭經豪克能超聲沖擊處理后, 母材區、焊縫和熱影響區的殘余應力由拉應力轉為壓應力,且各測試點應力值起伏較沖擊前明顯減緩。在鹽霧環境中, 未經豪克能沖擊的焊接接頭各區殘余應力有起伏,但基本保持為拉應力狀態,在氯離子介質的作用下容易發生應力腐蝕;經豪克能沖擊處理的焊接接頭各區殘余應力始終保持為壓應力狀態, 可有效改善焊接接頭的抗應力腐蝕開裂能力。

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