相关焊接结构的振动时效工艺分析与优化

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1、2014年8月机床与液压Aug．2014第42卷第16期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．42No．16DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．16．001焊接结构的振动时效工艺分析与优化罗丽丽，狄欧，陈新旭(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳621900)摘要：从振动时效的机制人手，阐述了振动效果评价与最佳工艺参数选择是焊接构件振动时效技术的关键。从理论与试验相结合的角度，研究了激振频率、激振力、振动时间对振动时效的影响，优化了盲孔检测法，并针对1Crl8Ni9Ti、5A

2、06、20等3种常见材料的焊接构件进行了试验研究。试验结果表明：1Crl8Ni9Ti、5A06、20焊接试板的应力消除率分别达到98．8％、45．3％、44．1％，验证了工艺参数选择的正确性，进一步表明振动时效优于热时效。关键词：振动时效；焊接构件；残余应力；工艺参数中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)16—001—4AnalysisandOptimizationofVibratoryStressReliefTechniquesforWeldingStructureLUOLili．DIOu．C

3、HENXinxu(InstituteofMachineryManufacturingTechnology，chinaacademyofEngineeringPhysics，MianyangSichuan621900，China)Abstract：Basedonthemechanismofvibratorystressrelief，itwasexpoundedtheevaluationofvibrationeffectandparametersoptimalselectionwerethekeytechnologyofvibrato

4、rystressreliefforweldingstructure．Theeffectsofexcitationfrequency，excitationforce，excitationtimeonvibratorystressreliefwerestudiedwithboththeoreticalandexperimentalpointofview，andtheblind-holemethodwasoptimized．Threecommonweldingpieceswithmaterialof1Cr18Ni9Ti，5A06，20w

5、ereexperimented．Itisrevealedthatthestresseliminationratiooftheweldingpiecesreach98．8％，45．3％，44．1％respectively，whichvalidatesthecorrectionofthese—lectedprocessparametersandconcludesthatvibratorystressreliefissuperiortothethermalrelief．Keywords：Vibratorystressrelief；Wel

6、dingstructuremembers；Residualstress；Processparameters焊接结构件的变形是制约其精度、性能及外观质力的方法，分析了各主要工艺参数对振动时效的影量提高的关键。调查研究表明，焊接残余应力是造成响，并针对3种常见材料的中板焊接构件进行了试验焊接结构件变形的主要原因。残余应力的不均匀分布验证。和峰值过高往往会带来工件变形、翘曲、开裂、应力1振动时效机制腐蚀以及抗变形能力下降、疲劳极限下降、断裂韧性振动时效机制的研究主要分为宏观与微观两个方下降以及抗拉性能下降等¨J。面。从宏观方面，LL通常

7、采用热时效方法降低、消除残余应力，但是VSR就是对构件施加热时效有许多不足之处，如工件易变形、开裂、脱交变载荷的过程，而碳、变脆、成本高及耗能大等。近年来随着对工件残在交变载荷作用下材余应力分布的数值模拟与检测技术的研究，基于特定料应力应变的演化规f’频率的振动时效(VibratoryStressRelief，VSR)技术律则满足包辛格效应，1被广泛地应用于消除均化残余应力。该方法控制与降即在拉应力与压缩应．低焊接残余应力效果显著，可提高抗变形能力与疲劳力交替反复加载过程极限，稳定尺寸，减少变形与裂纹产生，耗能少、时中，材料屈服极

8、限逐：一／间短，在工程实际中逐渐替代传统热时效。因此，研渐降低，最终得到如究焊接构件的振动时效工艺及参数优化，对于解决焊图1所示的滞后回线。图1包辛格效应示意图接构件变形问题具有重要的工程应用价值_2]。LUBAN、FELGEN等在研究残余应力时发