自动超声冲击处理工艺对焊接接头疲劳性能的影响研究

发布时间：2020-10-25 03:53

　　 超声冲击法是一种表面强化处理方法,但是以往超声冲击的研究都局限于手动超声冲击处理方法。随着社会发展变革的深入,工业自动化趋势也愈加明显,同时手动超声冲击的稳定性及效率等方面问题的暴露,使得自动超声冲击处理的研究提上日程,研究自动超声冲击处理方法及工艺,探索其改善接头疲劳性能机理具有重要意义。文中针对低合金高强钢S690QL对接接头,采用手动超声冲击法和自动超声冲击法分别对试件焊趾处进行处理,对手动超声冲击处理态试件和自动超声冲击处理态试件的疲劳性能、表层硬化效果、焊趾过渡半径、冲击后焊趾表面轮廓和表面粗糙度和残余应力等方面进行研究。在文中的试验条件和工艺参数下,主要结论如下:对于试验材料低合金高强钢S690QL,按照国家标准GB/T 33163—2016关于冲击后焊趾区几何形状的要求,自动超声冲击时选用工艺参数选为:冲击枪针头直径为4mm,电流为2.5A,振幅为35μm,行走速度60mm/min,覆盖率300%时,可以得到符合标准要求的冲击效果。自动超声冲击方法和手动超声冲击方法均能大幅提高焊接接头的疲劳性能。使用自动超声冲击方法处理焊接接头得到的结果分散性显著减小,残差平方和为手动冲击结果的31%。相比于手动冲击,在相同的疲劳强度下(342MPa),经自动冲击处理后的疲劳性能提高58%。自动冲击处理形成的沟槽底部表面粗糙度降低约27%,沟槽轮廓深度更大,宽度较小,距表层0.2mm区域内塑性变形层深度提高33%,硬度较高,试件表层引入的压应力增加32%,压应力随着深度的增加,其总体变化趋势与使用手动超声冲击方法处理试件的结果具有相似的规律。焊趾过渡半径较小,过渡半径分散性显著减小,标准差降低50%。超声冲击产生的叠形缺陷主要是由于冲击针横向移动产生,横移后冲击针挤压之前形成的飞边而产生叠形缺陷。自动超声冲击因可以控制横移而产生的叠形缺陷较少,比手动超声冲击产生的叠形缺陷减少27%。手动超声冲击产生的叠形缺陷会随机分布于整个焊趾,既会单独出现,也会聚集出现,缺陷尺寸范围在50-300μm之间。自动超声冲击产生的叠形缺陷多集中于焊趾边缘,通常集中平行排列,缺陷尺寸通常在100μm以下,大尺寸缺陷较少。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG407
【部分图文】：

研究技术路线图

第二章 试验材料及性能测试方法表 2-5 S690QL 对接焊缝焊接工艺参数电流（A）速度（mm/min）气体流量（L/min）180-200 150-200 20 210-230 220-270 20 210-230 220-270 20 210-230 250-300 20 210-230 250-300 20 210-230 200-250 20

表 2-5 S690QL 对接焊缝焊接工艺参数）电流（A）速度（mm/min）气体流量（L/min）层27 180-200 150-200 20 150（30 210-230 220-270 20 30 210-230 220-270 20 30 210-230 250-300 20 30 210-230 250-300 20 30 210-230 200-250 20 图 2-1 焊接顺序示意图完成后，将其按照图 2-2 所示尺寸进行切割、铣面的粗糙度和试样中间处平直部分的长度。
【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 李业欣;;材料表面残余应力测试技术研究[J];沈阳航空航天大学学报;2011年04期

2 薛运洪;;起重铺管船吊机S690 QL高强钢焊接[J];船海工程;2010年02期

3 王东坡,霍立兴,张玉凤,杨新歧,荆洪阳;超声冲击法提高低碳钢焊接接头疲劳强度的研究[J];机械强度;1999年04期

本文编号：2855421