资源描述：
《电子束焊接gh536合金残余应力分布小孔法测试》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第26卷第11期焊接学报Vo.l26No.112005年11月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONNovember2005电子束焊接GH536合金残余应力分布小孔法测试付鹏飞,左从进,毛智勇,刘方军(北京航空制造工程研究所高能束流加工技术国防科技重点实验室,北京100024)摘要:航空发动机许多高温合金结构需要采用电子束焊接制造,但目前对其焊后的残余应力分布状况研究较少。针对航空发动机GH536合金材料,采用小孔法对其电子束焊接试板的残余应力分布趋势进行测试研究,试验结果表明,焊
2、缝区存在较低的应力峰值,且应力分布符合传统规律。研究旨在为航空发动机构件的电子束焊接加工制造积累经验和性能数据。关键词:GH536合金;电子束焊接;小孔法;残余应力中图分类号:TG456.3文献标识码:A文章编号:0253-360X(2005)11-21-03付鹏飞0序言[2]航空构件,焊接残余应力对其强度寿命的影响引起随着航空加工制造技术的发展,高温合金广泛应用于航空制造领域中。作为一种含铁量较高的铬和钼固溶强化的镍基高温合金,GH536合金在了人们越来越多的关注。研究旨在测试分析电子束焊接试板残余应力的分布趋势,为选取较为理想的电子
3、束焊接工艺参数900以下具有较好的持久和蠕变性能。由于其良提供试验依据。好的高温性能,可应用于航空发动机燃烧室部件、压[1]航空发动机构件日趋轻质化和复杂化,这就对焊接工艺及焊接质量提出了越来越高的要求。与传1电子束焊接试验研究研究选用的GH536高温合金成分(质量分统的焊接工艺相比,电子束焊接具有能量密度高、热数,%)见表1,试板尺寸为300mm150mm2影区小、变形小等特点。因此,采用电子束焊接GH536合金航空构件具有较大的优势。众所周知,在焊接过程中存在着较大的温度梯度,将会导致焊后接头产生较高的残余应力;较高的拉应力将会降低
4、接头的疲劳强度和腐蚀抗力,而较高的压应力会mm。用钢丝刷磨削试板表面以去除氧化膜,然后用酒精或丙酮擦拭干净放进真空室中。GH536高温合金在高压ZD150-15A电子束焊机上完成焊接,焊接参数见表2,焊缝正面宽2.8mm,背面宽约1mm。表1GH536合金材料主要化学成分(质量分数,%)Table1ChemicalcompositionofGH536superalloyCr20.5~23Co0.5~2.5W0.2~1Mo8~10Al!0.50Ti!0.15Fe17~20B0.010Cu0.5Mn1Ni余量2小孔法残余应力测
5、试国内外应用较为广泛的应力测试手段包括无损的X射线法及破坏性较小的小孔法等。X射线法主要依据X射线的衍射原理进行测试;接头一般是由多种相组成的,组织及晶粒形态具有明显的不均匀性,各相具有不同的物理化学特征,所处的应力状态也各不相同;X射线对结构表面的平整性要求特收稿日期:2005-09-21别高[3]。因此,采用X射线法测量焊缝表面的残余基金项目:国防预研基金项目应力存在较大的难度和误差。减小结构的稳定性极限。因此,对于GH536合金气机盘、风扇、叶片及其它高温部件的加工制造中。22焊接学报第26卷表2GH536合金电子束焊接
6、工艺参数边温度的恢复和残余应变的释放[5],研究GH536合Table2ParametersofEBWforGH536superalloy金试板钻孔后,每间隔15min测量一次,至两次测编号12工艺焊接修饰焊接修饰加速电压Ua/kV140140140140束流Ib/mA5.33.34.83焊接速度v/(mm∀s-1)13.36.678.336.67量差值小于5!。试验结果表明钻孔后测试总时间达到60min后残余应变可完全释放,测试的应力值可作为最终测量值。GH536合金工艺1焊接试板A列残余应力的分布趋势见图3、4,可以看出,在垂
7、直焊缝方向,试板中心线上各点残余应力的分布以纵向残余应力为主,横向残余应力值很小。焊缝及近缝区存在较高而小孔法测试技术发展的比较成熟,国内外有相关的标准和方法,只要保证钻孔和贴片技术操作的正确,可以达到较高测量精度,对表面状况及环境的纵向残余拉应力,随着距离焊缝中心距离的增大应力值逐渐减小,两侧较远的母材存在压应力区。等因素的影响不太敏感[4]。因此,小孔法被广泛地应用于科学研究工作中。选取小孔法对GH536高温合金电子束焊接试板进行测试研究。采用灵敏度为2.8%#1%的YJD-1型静动态电阻应变仪,以及电阻值为(120#0.1)的BX12
8、0-3CA型电阻应变计进行测试。2.1焊接试板测点布置考虑到传统焊接残余应力的分布特点,在如图1所示的GH536合金焊接试
