不同處理工藝對A7N01S-T5鋁合金焊接接頭殘余應力的影響
樊云杰，吉華,茍國慶
(1.南車青島四方機車車輛股份有限公司,山東青島266111;2.上海航天設備制造總廠，上海200245;3.西南交通大學材料科學與工程學院,四川成都610031)
摘要:
采用熱處理、機械振動以及豪克能沖擊技術對A7NO1S-T'5鋁合金焊接接頭進行處理,并采用X射線衍射法測量這三種處理方法前后的焊接殘余應力,結果表明:采用豪克能沖擊對鋁合金焊接接頭表面殘余應力的處理效果最為顯著,消除率達到了95%;采用熱處理退火,焊縫及熱影響區焊接殘余應力有所降低,而母材區則有所升高,能有效均勻化焊接接頭殘余應力;而采用機械振動處理,應力只降低了約35%,效果相對較差。
關鍵詞:
A7NO1S-T5鋁合金;殘余應力;熱處理;機械振動;豪克能超聲沖擊
中圖分類號:TG404
文獻標志碼:A 文章編號:1001-2303(2014)01-0073-04 DOI:10.7512/j.issn.1001-2303.2014.01.19
隨著高速列車的發展，其車體采用大型中空鋁合金型材焊接而成。焊接結構的強度、抗脆斷能力、耐腐蝕性能等受到殘余應力與焊接缺陷、接頭幾何不連續性、冶金非均勻性等因素相互作用,從而降低了高速列車車體結構的安全可靠性,縮短其服役壽命。適當的、分布合理的殘余壓應力可以提高疲勞強度,提高抗應力腐蝕能力,從而延長車體使用壽命;而不適當的殘余應力則會降低疲勞強度,產生應力腐蝕,失卻尺寸精度,甚至導致變形、開裂等早期失效事故"。因此研究如何有效控制和消除殘余應力對保證結構的安全可靠性有著重要的意義。
陳明鳴R等人用小盲孔應力釋放法對LD10鋁合金材料由不同熱處理工藝產生的殘余應力進行了測試,并分析比較了試驗結果,為該材料熱處理工藝選擇和結構的使用性能研究打下了基礎。
孔德軍等人利用激光沖擊波對LY12CZ.鋁合金表面進行了沖擊處理，實現了對LY12CZ鋁合金表面殘余應力的控制,有利于提高其表面涂層的結合強度。
本研究采用熱處理、機械振動和豪克能沖擊三種方法對A7NO1S-T5鋁合金焊接接頭殘余應力進行調節處理,并采用X射線衍射法測試殘余應力,深入分析不同處理方法對殘余應力的影響。
結論
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采用熱處理退火,焊縫及熱影響區焊接殘余應力有所降低,而母材區則有所升高,能有效均勻化焊接接頭殘余應力。
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采用機械振動處理,應力只降低了約35%,效果相對較差。
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采用豪克能沖擊對鋁合金焊接接頭表面殘余應力處理效果最為顯著,消除率達到了95%。
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采用X射線無損測量殘余應力能保證測點的重復性,且測試的是處理前后的表面殘余應力，有利于評價鋁合金焊接接頭的疲勞強度。
