超声波消除铝合金焊接残余应力微观机制研究

介绍了传统消除残余应力方法的不足,从微观位错的角度阐述了超声波消除焊接残余应力的机制,利用透射电子显微镜观察冲击前后焊缝材料内部晶粒的滑移和位错,采用X射线积分法检测冲击前后的焊接残余应力,并对其进行分析。验证了超声波冲击后,焊缝材料内部晶粒实现了从高能位向低能位的运动,达到了释放残余应力的目的。     

铝合金车体结构焊接残余应力研究

采用X射线衍射法(iXRD)对铝合金部件的焊后、调修、部件组装后及其调修和部件喷丸后的焊接残余应力进行无损测量,研究铝合金部件的焊接残余应力分布情况及其变化规律,验证喷丸工艺调整焊接残余应力措施,为调整铝合金焊接残余应力的工程化处理方法和焊接接头辅助增强的工程技术提供数据支撑,以改善焊接接头的抗疲劳性能.研究结果表明,...     

高速列车铝合金车体焊接可靠性

从焊接接头疲劳性、车体关键焊接残余应力入手,阐述了它们的测量方法、如何分析,最后提出提高接头疲劳性和降低焊接残余应力方法.     

高速列车铝合金车体枕梁搅拌摩擦焊接头残余应力分布特征

采用超声波法对铝合金枕梁部件搅拌摩擦焊(FSW)接头和熔化极气保护焊(MIG)接头分别进行了残余应力测量。结果表明,FSW固相焊接头的纵向应力和横向应力均为拉伸残余应力,其中纵向应力水平远高于横向应力。纵向应力在FSW焊缝两侧呈不对称分布特征,在搅拌头的前进侧应力值较高,而在返回侧应力值较低,最高应力位于前进侧的轴肩作用边缘处。MIG熔化焊接头在焊缝及近缝区的纵向应力和横向应力也为拉伸残余应力,且在MIG焊缝两侧呈对称分布特征,其中纵向应力高于横向应力,最高应力位于焊缝及热影响区。     

频谱谐波振动和超声波冲击处理消除铝合金焊接残余应力的研究

采用频谱谐波振动时效法和超声波冲击处理法对铝合金型材焊接件进行了消除残余应力的处理试验,测定了处理前后的残余应力及其分布。结果表明,频谱谐振法和超声冲击法均具有较好的残余应力消除效果,其中经频谱谐振处理后残余应力均匀化率可达50%以上,适合大型焊接结构的整体去应力处理。而超声冲击法更适于消除焊缝及近缝区等局部区域的残余拉应力,残余拉应力消除率可达60%,将此两种方法联合使用可实现残余应力消除效果的最大化。铝合金接头经频谱谐振和超声冲击处理后,其拉伸和弯曲性能符合标准规定的要求,超声冲击处理的接头疲劳强度也接近于频谱谐振时效的接头。     

超声波消除铝合金焊接残余应力的有限元数值模拟

利用有限元ANSYS软件模拟了超声波冲击铝合金焊接件过程,通过对比超声波冲击前后铝合金焊接件的残余应力分布情况,证明了超声波消除残余应力的有效性。     

激光冲击消除焊接残余应力

对现有焊接残余应力的理论进行分析,讨论激光冲击处理消除焊接残余应力的可行性,认为短脉冲高峰值功率密度的激光冲击焊接接头产生的等离子体冲击波,可使焊接接头表面产生塑性应变,能有效消除焊接残余拉应力。文章设计了激光冲击强化12Cr2Ni4A钢焊接接头试验,通过选择不同焊接材料和焊接方式,设计了4种焊接状态,分别进行激光冲击强化。试验结果表明,激光冲击强化均能消除氩弧焊和等离子焊等焊接方式的焊接残余拉应力,改善焊接接头表面的力学分布,在选用NAK80焊材和等离子体焊方式时,形成的残余压应力幅值高达884MPa,极大提升了焊接接头的力学性能。     

我国高速列车铝合金车体焊接变形控制方法研究现状

论述了我国高速列车铝合金车体焊接变形及变形控制方法的研究现状,并对该领域的发展趋势进行了展望.     

超声波检测和消除铝合金焊接残余应力的应用现状

铝合金在机械行业的应用越来越广泛,铝合金的焊接应力问题备受关注,超声波应力测试技术在近几年得到了较大的发展,但对用超声波消除铝合金的焊接残余应力问题的研究尚不深入.介绍了用超声波检测和消除铝合金焊接残余应力的原理及其国内外的一些相关研究,指出了目前存在的若干问题及进一步完善的方向.     

高速列车车体服役状态残余应力超声波法无损测量及验证

焊接残余应力影响焊接结构可靠性.传统残余应力测量方法无法满足焊接结构服役状态下的应力测量,无法实现薄壁结构的应力测量.使用改进的超声波法焊接残余应力测量系统,对壁厚3.5 mm的薄壁高速列车车体残余应力实现了无损测量,测量过程实时无损快速.测量结果与有限元模拟和激光全息小孔法测量结果对比,超声波法测量结果可靠,且对试验结果进行了讨论分析.建立的超声波法应力无损测量系统为焊接结构服役状态在线可靠性评估奠定了基础.     

300km/h高速列车车体残余应力超声波法无损测量

高速列车车体采用铝合金焊接结构,高速列车起动快和制动,交会对接和出入隧道,车体承受应力复杂,车体残余应力分布迫切需要关注.基于声弹性效应,超声波可以无损检测出结构内部应力.开发了超声波法焊接残余应力测量系统,克服了传统应力测量方法费时耗力、破坏、体积庞大等缺点.对高速列车车体侧墙部位的焊接残余应力进行了实时快速无损测量,为服役状态下高速列车车体结构安全评估和疲劳寿命预测奠定了基础.提出了焊接结构安全评定虚拟样机的工程应用设想.     

高速列车铝合金车体焊接缺陷分析及工艺研究

随着我国高速铁路的发展,研究开发高速列车铝合金车体制造工艺势在必行.三角补强板是高速列车铝舍金车体上最重要的焊接零件之一,其焯缝强度严重影响着行车安全,焊缝质量要求极高然而其工艺性较差.对现行生产的敏据统计发现:三角补强板在焊接过程中产生了4种焊接缺陷:气孔、裂纹、夹渣、熔合不良.本文结合实际生产分析了导致4种缺陷产生的原因,并制定了相应的工艺措施,有效地减少了焊缝缺陷的再次产生,提高了焊缝射线探伤(RT)的-次合格率,减少了三角补强板焊缝的补修次数.     

基于超声波冲击的TC4钛合金焊接残余应力消除分析

为探究超声波冲击对中厚板TC4钛合金焊接残余应力控制效果,采用TIG多层多道焊方法制备12 mm厚对接试板,分别对焊接试板进行4,6,8次超声波冲击处理,采用盲孔法进行应力测试,得到冲击次数对残余应力的影响规律,并将最优冲击次数的残余应力与焊态和热处理态结果进行对比。结果表明：采用超声波冲击方法对焊缝附近残余拉应力具有显著的消除效果,随冲击次数增加,残余压应力区及压应力值逐渐增大,当达到峰值后继续增加冲击次数,压应力区及压应力值呈下降趋势;对比热处理方法不仅将消除原有残余拉应力,而且在焊缝区产生有益的压应力。     

超声波冲击削减转向架焊接接头残余应力效果研究

采用超声波冲击处理工艺,分别对铁路车辆转向架焊接构架上常见的4种焊接接头进行冲击处理,并利用X射线衍射应力仪在4种接头的焊缝中心线及距焊趾2,5,10,15,25 mm的6个位置对超声波冲击处理前后的焊接残余应力分别进行实测。对比分析得出:超声波冲击处理能够有效削减转向架常见焊接接头的焊接残余应力,并将拉应力转变为压应力,且焊后4次冲击处理工艺综合效益最高。     

高速列车铝合金车体焊接计划的制定与实施

铝合金的熔点低、导热快、热变形大等特性决定了铝合金结构件焊接后必然存在较大的焊接变形和焊接内应力,本文编制的合理焊接计划能够有效的解决上述问题,进而保证高速列车铝合金车体焊缝的可靠性和安全性。     

航天器铝合金结构残余应力超声波检测方法研究

利用有限元法对5A06铝合金薄板拉伸过程进行数值模拟，以模拟结果为依据设计平面双向应力加载试件。基于声弹性理论，在单、双向加载的条件下，采用临界折射纵波法（LCR）对铝合金薄板进行单、双向应力检测试验研究，得到平面应力下单向和双向应力曲线。对比分析单向加载条件和双向加载条件下的应力曲线及应力系数，结果说明:LCR波在试件中的传播声时是由平行与垂直方向的应力共同决定的，垂直方向应力的作用约为平行方向应力的33%，垂直方向的应力对应力系数的影响不可忽略。     

高速列车铝合金车体典型接头激光-MIG复合焊接特性研究

针对传统高速列车3 mm厚A6N01S-T5铝合金型材典型接头结构开展激光-MIG复合焊接试验,优化复合焊接工艺参数,分析接头组织性能,研究激光-MIG复合焊的工程适应性。结果表明,在最佳工艺参数下,焊缝成形良好、无气孔缺陷。焊缝中心为树枝状铸态组织,靠近熔合线焊缝为柱状晶组织,熔合区较窄但热影响区存在晶粒轻微粗大现象;焊缝区硬度低于母材区,硬度最小值位于熔合线附近的热影响区;最佳工艺参数下接头的平均抗拉强度为204.6 MPa,达到母材的83.5%;断裂发生在熔合线附近,断口形貌呈现典型的塑性断裂特征;接头的弯曲性能良好;组对间隙小于1.0 mm时,最佳工艺参数具有通用性,焊缝成形及接头抗拉强度良好;组对间隙增至1.5 mm时,优化工艺参数焊缝成形及接头抗拉强度依然良好。结果表明,激光-MIG复合焊对高速列车铝合金车体典型接头具有良好的焊接可行性和工程适应性。     

高速列车铝合金车体焊接检测计划的制定与实施

焊接检测计划是现场进行所有焊缝检测的依据,焊接检测计划主要由两部分构成,即焊缝的无损检测和工作试件.本文对这两部分内容及应用分别进行了阐述.焊接检测计划的制定搭建了高速列车铝合金车体焊缝检测的系统框架,工作试件与焊缝无损检测的应用务实了焊缝质量控制的基础,进而保证了高速列车铝合全车体焊缝的可靠性与安全性.     

高速列车铝合金车体的焊缝检验

通过分析高速列车铝合金车体焊接过程中容易产生的缺陷,介绍了不同的焊接检验方法在CRH3高速列车铝合金车体上的应用,指出了焊接检验对高速列车铝合金车体焊接质量提高、焊接工艺改进的重要性.     

控制焊接残余应力方法的超声波监控

为了减少焊接件的残余应力测量时间,基于声弹性效应,采用对应力最为敏感的临界折射纵波,建立了焊接残余应力超声波测量系统,可以准确的检测出焊接结构的内部应力.用该测量系统对随焊旋转挤压法、随焊冲击碾压法、电磁冲击法、预置应力法等一系列降低焊接残余应力的控制方法进行了监控,试验结果给出了各控制方法的残余应力降低程度,确认了工艺参数的合理性.该试验过程无损快速克服了传统切割释放测量方法的耗时费力,加快了控制方法的研制进程.