谈超声冲击处理焊接接头焊趾区材料的疲劳性能

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1、维普资讯http://www.cqvip.com天津大学学报第34卷第1期2001年1月JOURNALOFTIANJINUNIVERSITYVo1．34No．1Jan2001超声冲击处理焊接接头焊趾区材料的疲劳性能王东坡，张玉风．霍立兴(天津大学材料科学与工程学院，天津300072)摘要：利用自行研制的超声波冲击实验蓑1，对两种典型焊接结构用钢Q235B和16Mn焊接接头实施冲击处理．然后进行焊态与冲击处理态的弯曲与拉仲两种加蝇方式的疲劳对比试验，分别获得了吝种情况冲击处理前后的△-N曲线厦疲劳强度(2×10)．结果袁明，超声冲击处理对16Mr,钢对接接头疲劳强度与

2、寿命的改善程度均高于Q235B。超声冲击处理提高焊接接头疲劳强度的实际效果与母材类别有关；应力比R对超声冲击处理法改善焊接接头疲劳性能的效果(小斌件)有一定的影响‘超声冲击处理法政善焊接接头疲劳性能的实际效果与所施加的戢荷类型关系较大．关羹词：疲劳强度；超声冲击；焊接接头；焊趾中田分类号：TG404文献标识弼：A文章一号：0493—2137(2001)01一l3—05研究表明D一，焊接接头的疲劳破坏一般起裂于焊时，在一个整体试件两面分别刨削成“v”型坡口，而中接接头的焊趾部位．如果改善焊趾处疲劳裂纹的起裂心留有一定厚度(1mm)．焊接表明：除个Ⅱ试件出现性能，将有效

3、地提高焊接结构的疲劳强度．极轻微角变形外，未发现有错位现象．此外，将对接接用超声波冲击处理焊趾区的方法来提高焊接接头头试件圆弧过渡处，全部打磨光滑，防止从该处断裂．及结构疲劳强度是一种理想的改善焊接接头疲劳性能裹1Q235B与16Mn钢的力学性能措施．这已被相关试验所证实“．利用自行研制的Tab．1Meohanlca]propertiesofQ235Band16Mnsteel超声波冲击实验装置，对两种典型焊接结构用钢材料l，／MPa，MPa，Q235B和16Mn实施超声波冲击处理，然后进行焊态Q。3sBl267．4435526O与冲击处理态的对比疲劳试验，研究应力循

4、环比、及钢16MnJ3905591．024．4种对超声冲击处理法改善焊接接头疲劳强度与寿命实际效果的影响．为今后如何设计超声冲击处理焊接接十字接头试件的制备；将受力板刨削出60。坡口，头提供理论与事实依据．然后利用手工电弧焊进行四道船形焊．为了防止和减小焊接试件时出现角变形和错位，先在四角进行定位1试验材料及方法焊．校直纠偏后再进行焊接．同样，将十字接头试件圆弧过渡处也打磨光滑．Q235B采用J422焊条进行焊1．1试验材料及试件的制备接；16Mn采用J5o6焊条进行焊接．试验材料为低碳钢Q235B与16Mn板材，力学1．2试验方法性能见表1．采用对接与十字两种接头

5、形式．焊接工试验是在10吨高频疲劳试验机上进行的．试验艺参数见表2．机静载精度满量程为土0．2，动载振幅波动度满量程对接接头试件的制各：采用刨削加工成“x型坡为土2．口，然后利用手工电弧焊进行双面焊接．为了防止和试验方法：每种材料和接头的试件分成两组，第一减小焊接试件时出现角变形和错位，加工“x”型坡口组试件不采用超声冲击处理(原始焊态)；第二组试件牧瞢日期：2000-02-韶．基盒璃目：国家自熟科学基金贵助项目(59575061)作者筒介：王东坡(1972-)．男，博士后．维普资讯http://www.cqvip.com·14·天津大学学报2001年第34卷第1期

6、对焊缝焊趾进行超声冲击处理．试件形状及几何尺寸见图l～4．施加载荷情况：I6Mn和Q235B对接接头载荷类型均为拉伸载荷，应力比R一0．1；而Q235B十字接头的载荷类型为四点弯曲，应力比R一0．25或R一一0．5．1．3超声冲击处理的实施方法将超声冲击枪对准试件焊趾部位，且基本垂直于焊缝．冲击头的冲击针阵列沿焊缝方向排列．略施压围316Mn对接接头试件几何形状与尺寸(单位：ram)力，使其基本在执行机构(冲击枪)自重的条件下，进行Fig．3Geometricalcharacteristicsof冲击处理．处理Q235B时，激励电流为0．5A；处理16Mnbuttw

7、eldedspeolmens16Mn时，激励电流为0．6A．冲击处理过程中，冲击枪在垂直于焊缝的方向做一定角度的摆动，以便使焊趾部位获得更好的光滑过渡外形．裹2焊接工艺参数Tab．2Weldedprocessparameters6Iir●I2●●I8呈●●l4ib●日l0●●类别(1遭)电流／Aq-(2遭)电流A+焊接电压焊条直径／mm焊条直径／mm／V一一Q235B对接接头1lO-t-3．2120+4．024～30圈416Mn十字接头试件几何形状与尺寸(单位；mm)Q235B十字接头130-t-3．2150+4．O25～3O16Mn对接接头12O-t-4．0l