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振動焊接對焊接殘余應(yīng)力分布的影響
, W- Y" Q* w- G! `& c振動時效是在構(gòu)件焊接完成后在常溫下進(jìn)行的,。因此要使動應(yīng)力和殘余應(yīng)力之和大于材料常溫下的屈服極限(σS)則必須具有較大激振力,。振動焊接是在焊接的整個過程中,,包括降溫過程在內(nèi),,給被焊構(gòu)件一個較輕微的振動,,使焊縫在熱狀態(tài)下調(diào)整應(yīng)變而改變熱應(yīng)力場,,從而達(dá)到降低和均化應(yīng)力,。
/ e7 K0 X% B3 p& t7 Z( a振動焊接對焊縫疲勞性能的影響 0 ^8 a7 z1 @; i* K# S) L1 g
焊接結(jié)構(gòu)的破壞大多數(shù)是疲勞破壞,而且疲勞破壞大多數(shù)發(fā)生在焊縫附近,,這是近一百年來人們所公認(rèn)的,。因為它是焊接結(jié)構(gòu)普遍存在的問題。因此在研究振動焊接技術(shù)的時候必須研究振動焊接對疲勞性能的影響,。
: E; l d& }3 R- z( v5 v% t在振動時效機理的研究中,,已經(jīng)實驗證明:由于降低和均化了應(yīng)力,使焊縫的疲勞性能增強,,構(gòu)件的疲勞壽命得到提高,。振動焊接可以大幅度提高焊接結(jié)構(gòu)件的疲勞壽命,提高率在 70%以上,,振動焊接確實是提高焊件疲勞壽命的有效方法,。
( Y! @) Y) x% h& z/ h. O9 ]3 B8 A振動焊接工藝規(guī)程 , B! h: w) j; j, e9 F
應(yīng)該看到的是振動焊接和振動時效是為提高焊縫質(zhì)量而在兩個階段分別采取的技術(shù)工藝過程。振動焊接是在焊接過程中進(jìn)行的振動處理過程,,而振動時效是在構(gòu)件焊接成型后而進(jìn)行的時效處理過程,,前者的作用在于使晶粒細(xì)化提高材料的機械性能。降低焊接應(yīng)力和變形,、減少氣孔和雜質(zhì)并使焊接紋理細(xì)密提高宏觀焊接質(zhì)量,。而后者則是專門用于降低和均化焊接應(yīng)力,,消除殘余應(yīng)力對變形、開裂和疲勞壽命的影響,。2 |: \" U/ a' g/ D: T
相比較而言,,盡管在消除應(yīng)力方面、振動焊接起到一定的作用,,但其畢竟振動很小,,產(chǎn)生的動應(yīng)力不大,因此消除主應(yīng)力的效果是趕不上振動時效的效果更好,。從這一點出發(fā),,對于大型構(gòu)件建議工藝規(guī)程應(yīng)是振動焊接與振動時效同時采用:即第一階段在焊接過程中采用振動焊接、第二階段采用振動時效處理將是最佳工藝規(guī)程,。 6 T; N( ^; I& |0 {2 ~, J' n1 H
振動焊接工藝參數(shù)
: Z9 Y9 C, V5 f激振頻率 20~100 Hz,;激振振幅 10~50 μm;振動方式 共振與非共振均可,;構(gòu)件直接振動或振動臺帶動構(gòu)件振動均可,;振幅的選擇應(yīng)盡量接近材料晶粒的直徑,即不同材料選用不同的振幅,;在 20~100 Hz 范圍內(nèi)如有共振峰,,可選擇共振峰高 1/3~2/3 所對應(yīng)頻率來處理,但要保證振幅在規(guī)定范圍內(nèi),,共振易于調(diào)整振幅值,。
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