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振動焊接對焊接殘余應(yīng)力分布的影響
' P! u8 k! I. y3 b/ z! x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。
% z# r+ u5 Q; L: g1 P& m6 j. z8 G振動焊接對焊縫疲勞性能的影響 0 B" j6 ]/ O, B" y3 r; Y+ x
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,。
6 r4 L7 `4 z: I( a在振動時效機(jī)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(qiáng),,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。
) R7 A' S4 K+ L2 ~ j振動焊接工藝規(guī)程 # K5 [$ u* T; B; _+ s- Y5 Z
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(jī)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。
3 G* h( o$ W, ]& ~, }# d, s& H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,。
, v3 m2 e# I9 \+ [/ y- D振動焊接工藝參數(shù) * T% i2 O& g0 m) \$ @
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,。( x2 l; X& z8 k
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