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发表于 2007-6-25 16:04:14
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来自： 中国山东临沂
提高疲劳强度的新工艺方法$ @2 }4 S a2 Q: j) O) N
用表面加工的方法(机械加工、电弧重熔焊道整形)，皆能减小其几何不连续程度，降低构件中的应力集中，一定程度上提高疲劳强度(使表面光滑，消除一些近表面缺陷)。但该种方法应用起来太麻烦，显然不适合大批量生产需要。而超声冲击装置的应用不仅降低能够改善焊缝的几何外形、降低焊趾部位的应力集中程度，又能调节焊接残余应力场，在焊趾部位表面形成有利的压应力，同时还使接头部位尤其是焊趾区表层得以硬化，显著提高了焊接接头的疲劳强度，并且该方法具有执行机构轻巧、使用灵活方便、噪音很小、效率高、应用时受限极小、适用于各种接头、成本低且节能等优点。
5 Q& }# E' o& E. Z7 m: z9 ~) A& r1. 对残余应力影响：
, Y0 s, Y* F& Y, C/ `表1 冲击前后应力对比9 ~/ H8 v0 I9 @7 h7 j2 S
测点 取样位置 冲击前应力（Mpa） 冲击后应力（Mpa） 冲击效果
/ A6 t9 H( Y4 ?3 p9 C4 b# U1
; k7 w U8 K! b) @: K+ i前车架 292.5 －176.7
2 a* G3 s0 Z; x- R$ s! b拉应力转变为压应力
1 R4 i2 Z$ B8 i7 m( [* ] W* J/ ~7 P2 294.6 －346.0 6 a8 C+ q4 N& y% _: F! z4 [
3 348.3 －359.6
4 T* F& z( N% H* G, p* o4
* n% c- A a4 G6 H" e- \后车架 616.0 －248.0
9 q5 l2 I- H; Z v5 K1 ^( O9 X# x5 597.4 －425 0 P1 G9 i' y/ ]* {6 G, q
结论：焊接接头经过超声处理后，可以有效地消除焊接残余应力，并将焊趾和接头的应力变为压应力。焊趾部位变为压应力可显著提高接头的疲劳强度。
5 j# W6 S! q |& i2 Z" V- O2．对焊趾的影响：试验现场可以看到经超声波处理后的焊趾处有一条光滑的过" _% p# i3 R% u* ?/ l! v
渡圆弧；使焊趾部位的表层焊接缺陷得以
6 s3 O( B) x( h4 M消除。 ' @% j( H9 i+ A7 I$ Q3 P% |
' c: D4 q) u( B8 S% g% I, g0 |9 N% E' \焊缝冲击前 焊缝冲击后 j! p) V1 [5 h) v" y
3．对疲劳寿命的影响
" G% l, J' t; _7 P, ~2 B5 n表2 相同载荷作用下处理前后的寿命比较6 ~8 i- _9 G1 _
材料与接头形式 状态 应力幅 寿命
$ c7 W @8 y8 [& ]Q235B对接接头（R=0.1） 焊态 228 1.65×1053 W5 L8 M$ M# Z5 i2 d {5 h
Q235B对接接头（R=0.1） 超声冲击处理 228 1.0×1075 v& f* o; |! P% h& f) L4 _! a
Q235B十字接头（R=0.25） 焊态 211 2.4×1050 i, ^; r7 c. |# Q& m9 _
Q235B十字接头（R=0.25） 超声冲击处理 211 1.0×107* Q6 [" U) k2 v! T. s- @
Q235B十字接头（R=-0.5） 焊态 231 5.3×105
' z9 K7 Y' K8 g$ a$ w6 eQ235B十字接头（R=-0.5） 超声冲击处理 231 1.0×107
% i1 D- {2 ~: h2 M$ `: ]Q345对接接头（R=0.1） 焊态 253 1.04×105
8 R/ X. c6 |. a T- YQ345对接接头（R=0.1） 超声冲击处理 253 1.0×107
5 b. _5 J/ `' P- X3 d5 a' kQ345十字接头（R=0.1） 焊态 186 2.98×105
/ C% B* m* q/ s9 v/ T. D8 mQ345十字接头（R=0.1） 超声冲击处理 186 1.0×107
. c4 H( I( c8 C1 X7 g从表2可以看出，超声冲击处理Q235各种接头的疲劳寿命提高到15~40倍左右；超声冲击处理Q345各种接头的疲劳寿命提高到30~100倍左右。4 N; C0 Y9 |3 o8 U. a+ Q
4．工作状态
! W! I+ |* {3 w7 v5 Oa) 操作方式：人工手持冲击抢操作，不受结构限制，操作灵活方便，想处理那条焊缝就处理那条焊缝。, u- X' @7 z/ }/ _% d2 W( U4 G) C
b) 工作方式：不改变现有焊接工艺，仅作为焊接的最后一道工序。
+ G3 i2 i" @8 Q7 gc) 工作效率：标准处理线速度0.5－1.0米/分钟2 x$ _$ b4 {' p8 g7 ~
d) 成本：报价不足5万元* X: h. Z+ w% V: }, {1 Y( B
e) 可仅对关键焊缝进行处理。
( I3 i( z, |2 v" I( F$ c综上所述，超声冲击装置设备投资较低，操作灵活方便。处理后焊接接头抗疲劳断裂的性能得到很大改善；使用超声冲击的方法改善焊接接头的疲劳性能，其效果十分明显。 |
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