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豪克能超声冲击在盐雾环境下对焊接应力消除的影响研究

更新时间:2021/12/10  点击数:426


摘要:经豪克能超声冲击处理后的6005A 铝合金焊接接头的焊缝区、热影响区的残余应力与未经豪克能冲击处理的试样各区相比均有所下降,由拉应力转变为压应力,且各区残余应力变化起伏更小。在盐雾环境中腐蚀不同时间后, 未经豪克能冲击焊接接头试样的残余应力基本保持为拉应力状态,而经豪克能冲击处理后的试样基本保持压应力状态。结果表明,豪克能冲击可以有效改善6005A焊接接头的抗应力腐蚀性能。

关键词:6005A 铝合金;焊接接头; 豪克能超声冲击处理;残余应力;盐雾腐蚀 

       在铝合金车体组装过程中, 焊接是最主要的手段。由于铝合金导热系数高、线膨胀系数大,其焊接接头存在焊接残余应力。焊接残余应力及变形不仅会影响高速车体制造的尺寸精度、尺寸稳定性,而且还会与焊接缺陷、接头几何不连续、冶金非均匀等因素交互作用,影响焊接结构的强度、抗脆断能力、耐腐蚀性能等,降低高速列车车体结构的安全可靠性,缩短其服役寿命[1-4]。
         目前对于消除焊接残余应力的方法有很多,可分为两大类:一类是温度作用,如整体和局部热处理、焊前预热等方法;另一类是机械作用,用塑性变形来释放残余应力, 如振动、锤击以及爆炸等方法[5]。其中豪克能冲击是利用改善母材过渡区与焊缝的形状,从而降低应力集中系数,同时提高铝合金表面层的强度,调整铝合金焊接接头的残余应力场,并且在应力集中处产生有利的正压力, 是控制和消除焊接接头残余应力的一种有效方法[6]。
         高速列车运行环境复杂多样, 海洋性盐雾大气环境是其中一种典型的大气环境[7],豪克能冲击处理后的焊接接头残余应力在盐雾环境中会发生怎样的变化,其变化趋势和变化规律如何,目前的研究还较少涉及, 而这一研究对于豪克能冲击这一控制焊接接头残余应力的方法在高速列车上的应用以及高速列车车体结构服役寿命研究具有重要意义, 本文拟对此进行实验研究探讨。首先采用豪克能冲击对6005A 铝合金焊接接头进行处理,并测试出其豪克能冲击前后的焊接残余应力值, 然后将焊接接头置于盐雾腐蚀环境中, 在腐蚀不同时间后对其残余应力再进行测试, 分析腐蚀条件下超声冲击对铝合金焊接接头残余应力的影响, 为豪克能冲击在降低车体铝合金焊接接头残余应力方面提供依据。

 

结论:
6005A 焊接接头经豪克能超声冲击处理后, 母材区、焊缝和热影响区的残余应力由拉应力转为压应力,且各测试点应力值起伏较冲击前明显减缓。在盐雾环境中, 未经豪克能冲击的焊接接头各区残余应力有起伏,但基本保持为拉应力状态,在氯离子介质的作用下容易发生应力腐蚀;经豪克能冲击处理的焊接接头各区残余应力始终保持为压应力状态, 可有效改善焊接接头的抗应力腐蚀开裂能力。

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