振动时效技术在铝合金箱形焊接构件中的应用

概述了振动时效原理和特点,通过铝合金箱形焊接构件振动时效与热时效前后残余应力的检测对比试验,证明了二者消除应力的效果相当,说明了用振动时效工艺取代铝合金箱形焊接构件热时效工艺的可行性,对于消除零件加工中的残余应力、提高加工精度和生产效率具有重大意义。     

频谱谐振处理对铝合金焊接残余应力的影响

A7N01铝合金具有较高的应力腐蚀裂纹敏感性,为消除或降低铝合金焊接结构的残余拉应力,抑制应力腐蚀裂纹的形成,对7N01铝合金型材焊接部件进行频谱谐波振动消除残余应力处理试验,并采用X射线法测量处理前后的残余应力及分布。结果表明,在本试验条件下,频谱谐波振动时效法具有较好的消除残余拉应力效果,尤其是残余应力的均匀化效果明显,适合于大型焊接结构的整体消应力处理。同时,频谱谐振处理对焊接接头的拉伸、弯曲和疲劳性能影响不大,都满足标准要求。     

热时效对A7N01铝合金焊后残余应力及性能的影响

为研究热时效参数(温度和时间)对铝合金焊接接头残余应力和力学性能的影响规律,对A7N01铝合金焊接部件进行不同参数下的热时效,采用钻孔应变释放法测量时效前后接头焊接残余应力。结果表明,在120~200℃内提高热时效温度有利于焊后残余应力的消除,而延长保温时间并没有显著效果,热时效参数为200℃×2 h时平均下降率能够达到35%;经过200℃×2 h时效处理后焊接接头抗拉强度达到JISZ3040规定的不小于285 MPa的要求,屈服强度和抗拉强度均高于焊态;200℃×2 h时效后接头在100 MPa应力下试样没有发生破裂,疲劳强度为136 MPa,与焊态下131 MPa相比有所提高,力学性能达到标准要求。     

超声波消除铝合金焊接残余应力的应用

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,超声波应力检测技术在近几年得到了广泛的发展,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。     

2219铝合金FSW局部热时效温度-应力场研究

对2219铝合金板进行搅拌摩擦焊和局部热时效试验.用X射线衍射仪对搅拌摩擦焊和局部热时效引起的残余应力场进行测量,用热电偶及无纸记录仪对局部热时效温度进行记录,分析研究温度-应力场的特性.结果表明:与保温宽度相比,加热宽度对局部热时效温度场的影响更显著,且两者存在临界值,当超过临界值后,继续增加宽度值对温度场影响较小;与保温时间相比,保温温度对焊接残余应力的影响更显著,但延长保温时间使残余应力分布更平均;当温度达不到理想要求时,可延长保温时间以达到同样的应力消减效果.     

超声冲击对焊接残余应力影响的研究进展

残余应力对焊接结构的力学性能具有重要影响,概述了超声冲击处理对焊接接头残余应力的影响。超声冲击处理可以降低焊趾部位的应力集中,降低或消除残余拉伸应力,甚至在焊缝及其附近区域形成残余压应力,从而提高焊接接头的疲劳性能及耐磨性等。指出在超声冲击改善焊接接头残余应力方面研究目前存在的问题,展望了今后该研究领域的发展动向。     

用低頻振动减小焊接接头的残余应力

苏联土拉综合技术学院Г.Б.苏迪林研制成功的低频振动处理新装置,可用于代替热处理消除焊接接头中的残余应力。该低频振动处理装置采用非平衡振动器(图1),它们由一组偏心地装在轴3上的圆盘(非平衡器)构成,轴3装在刚性基体4上。振动轴的平稳旋转靠特殊的轴承5保证。     

焊后热处理对FSW和TIG焊残余应力影响的数值模拟

为展示FSW在焊接残余应力方面的优势和特点,采用顺序热力耦合模型模拟FSW和TIG两种焊接构件的残余应力,在与已有文献验证对比的基础上,讨论和对比焊后热处理工艺对残余应力分布的影响。结果表明:FSW的焊后残余应力低于TIG焊接,在焊接厚度方向上,FSW的残余应力有较明显的变化,而TIG焊的残余应力变化很小;热输入功率的改变对TIG纵向残余应力的影响相对较小,而对FSW的影响较大;随着热处理温度的升高,焊后热处理对残余应力的降低作用越明显;同样的焊后热处工艺对TIG焊的残余应力降低更为明显。     

搅拌摩擦焊接中材料变形及残余应力分析

采用数值模拟手段,分析了在搅拌摩擦焊接过程中不同材料的变形情况及其残余应力的分布,研究了材料变形与残余应力之间的关系,并建立了异种金属搅拌摩擦焊接的模型。研究结果表明,搅拌摩擦焊接过程中材料的流动主要集中在焊接构件的后退侧,且在搅拌摩擦焊接过程中铝合金较钢表现出更好的流动性能。残余应力分布呈现典型的双峰特征,残余应力的最大值发生在热影响区的边界。拉伸残余应力较大的区域与等效塑性应变较大的区域具有较好的对应关系。异种金属焊接会增大焊接构件搅拌区内较软材料一侧的残余应力。     

喷丸对2219铝合金TIG焊接残余应力的影响

用不同喷丸参数对2219-T8铝合金TIG焊接接头进行强化处理。用X射线衍射仪(XRD)、盲孔应力仪(MTS3000)检测试样喷丸前后残余应力场。结果表明:喷丸处理前,垂直于焊缝的横截面,纵向应力呈不规则"几"字型分布,表现为焊缝附近区域存在较大残余拉应力,远离焊缝的母材区接近零应力状态,随试样厚度增大,残余应力峰值增大;喷丸处理后,垂直于焊缝的横截面表面应力呈不规则"V"型分布,表现为焊缝附近区域产生较大残余压应力。在相同丸径情况下,玻璃丸较钢丸表面压应力更大。喷丸处理后,焊缝内部有限范围内压应力呈不规则"S"型分布。对相同材质弹丸,随弹丸直径增大,压应力层深度逐渐增大。在相同丸径下,钢丸较玻璃丸压应力层和峰值更大,且随钢丸直径增大,残余压应力峰值所在位置逐渐内移,其值逐渐增大。     

镁合金焊接的研究现状及进展

综述了近年来国内外镁合金在熔焊连接和固相连接两方面的研究现状与进展。分析了镁合金在熔焊过程中存在容易产生气孔、裂纹及焊后变形量较大等问题。采用搅拌摩擦焊连接镁合金可以避免熔焊时产生的焊接缺陷,且具有焊后变形小、残余应力小等优点。提出了镁合金焊接今后的研究方向与工作重点。     

钨合金宏观残余应力X射线测量

利用日本理学公司２９０４型Ｘ射线应力测量仪及其残余奥氏体测量附件，建立了侧倾固定η法的Ｘ射线应力测量法，测定了ＣｒＫα－Ｗ（２１１）晶面的Ｘ射线应力常数，解决了钨合金宏观残余应力测量的技术难题，并利用Ｗａｎｇ－６００计算机编程，实现了自动化测量。该方法还可推广应用于其它类似材料的应力测量。     

超声冲击对7A05铝合金焊接接头性能的影响

对7A05铝合金采用双丝MIG焊接工艺得到的焊接接头进行超声冲击处理,并从焊趾处应变与应力、抗拉强度、疲劳寿命和疲劳断口扫描等方面对经过超声冲击处理和未经超声冲击处理的试样进行对比研究。研究结果显示,经过超声冲击处理的试样,焊趾处拉应力减小,抗拉强度增大,平均疲劳寿命变长。疲劳断口扫描显示冲击后材料在断裂前发生明显的塑性变形。     

2519铝合金及焊缝应力腐蚀性能研究

用美国ER2319焊丝,采用钨极氩弧焊接和搅拌摩擦焊接工艺焊接2519铝合金板材。对两种焊接工艺焊接的板材焊缝部位取样,用慢应变速率试验方法,研究2519铝合金板材及两种焊接工艺焊接的接头,在3.5%NaCl溶液中,1.58×10-6s-1的慢应变速率下的应力腐蚀特性。试验结果表明:2519铝合金板材及焊缝抗应力腐蚀性能较好;用钨极氩弧焊接工艺焊接的试样,在惰性气体中试样断在焊缝的熔合线附近;搅拌摩擦焊接工艺焊接试样,不论在惰性气体还是在3.5%NaCl溶液中,均断裂在焊缝部位。焊缝区的抗应力腐蚀性能好于板材。     

航天运载器贮箱结构材料工艺研究

美国运载火箭低温料燃料贮箱材料２０１４,２２１９都是３５年以前设计的,材料已经过时。用新的２１９５超高强度锂合金成功地制造了航天飞机大型ＬＨ２、ＬＯ２贮箱,减轻重量３４０５ｋｇ。论述了美国Ｗｅｌｄａｌｉｔｅ０４９系列超高强度铝锂合金迅速发展的研制特点,材料的力学性能,设计要求,主要结构的成型工艺和焊接工艺。     

焊接工艺对低合金海洋用钢焊接接头耐蚀性的影响

采用不同焊接工艺制备10CrNiSiMnCu钢焊接接头的腐蚀试样,通过室内挂片和电化学测试,探讨焊接工艺对焊接接头腐蚀性能的影响。分析结果认为,接头各区夹杂物、化学成分和微观组织的差别,是导致接头各区耐蚀性差异和不同种类接头耐蚀性差异的重要影响因素;熔合区由于成分、组织的不均匀,微观缺陷和焊接残余应力的存在等促使该区容易发生沟槽状腐蚀;焊接过程中输入的线能量较高,是造成埋弧焊接头的耐腐蚀性比其手工焊接头好的主要原因。     

高温过热器管道开裂原因分析

某电厂用高温过热器管道,其端部与它管的对接采用焊接方式,使用约半个月后,在对接焊缝处发生开裂。借助光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等手段对管道材质,裂纹形态及扩展方式,以及断口表面进行分析。结果表明:该电厂用高温过热器管道由于焊后热处理工艺不当,从而导致焊接残余应力存在,因此,管道在使用过程中会受到环境介质及使用温度的共同作用从而导致管道开裂。     

铝合金搅拌摩擦焊接接头疲劳行为的研究

综述国内外铝合金搅拌摩擦焊接接头疲劳行为的研究结果。包括接头不同区域的疲劳行为;工艺参数对疲劳强度的影响;微结构、残余应力、试件的几何形状对疲劳裂纹扩展速率的影响;总结摩擦点焊接头疲劳裂纹扩展的特点。对比分析铝合金熔焊和搅拌摩擦焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命。     

焊接工艺对厚壁核压力容器焊接残余应力的影响

应用热弹塑性有限元理论,采用"生死单元"技术,模拟在多道焊焊接工艺条件下,厚壁核压力容器与接管间马鞍形焊缝处焊接残余应力的分布规律,着重分析坡口型式和计算中所采用的"焊接层数"对残余应力计算结果的影响。结果表明:采用双U型坡口相比于I型坡口有利于降低等效残余应力;计算中采用不同的"焊接层数"对双U型坡口焊缝焊接残余应力的计算结果存在一定影响。