不同處理工藝對(duì)A7N01S-T5鋁合金焊接接頭殘余應(yīng)力的影響
樊云杰，吉華,茍國(guó)慶
(1.南車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司,山東青島266111;2.上海航天設(shè)備制造總廠(chǎng)，上海200245;3.西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,四川成都610031)
摘要:
采用熱處理、機(jī)械振動(dòng)以及豪克能沖擊技術(shù)對(duì)A7NO1S-T'5鋁合金焊接接頭進(jìn)行處理,并采用X射線(xiàn)衍射法測(cè)量這三種處理方法前后的焊接殘余應(yīng)力,結(jié)果表明:采用豪克能沖擊對(duì)鋁合金焊接接頭表面殘余應(yīng)力的處理效果最為顯著,消除率達(dá)到了95%;采用熱處理退火,焊縫及熱影響區(qū)焊接殘余應(yīng)力有所降低,而母材區(qū)則有所升高,能有效均勻化焊接接頭殘余應(yīng)力;而采用機(jī)械振動(dòng)處理,應(yīng)力只降低了約35%,效果相對(duì)較差。
關(guān)鍵詞:
A7NO1S-T5鋁合金;殘余應(yīng)力;熱處理;機(jī)械振動(dòng);豪克能超聲沖擊
中圖分類(lèi)號(hào):TG404
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1001-2303(2014)01-0073-04 DOI:10.7512/j.issn.1001-2303.2014.01.19
隨著高速列車(chē)的發(fā)展，其車(chē)體采用大型中空鋁合金型材焊接而成。焊接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、抗脆斷能力、耐腐蝕性能等受到殘余應(yīng)力與焊接缺陷、接頭幾何不連續(xù)性、冶金非均勻性等因素相互作用,從而降低了高速列車(chē)車(chē)體結(jié)構(gòu)的安全可靠性,縮短其服役壽命。適當(dāng)?shù)摹⒎植己侠淼臍堄鄩簯?yīng)力可以提高疲勞強(qiáng)度,提高抗應(yīng)力腐蝕能力,從而延長(zhǎng)車(chē)體使用壽命;而不適當(dāng)?shù)臍堄鄳?yīng)力則會(huì)降低疲勞強(qiáng)度,產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕,失卻尺寸精度,甚至導(dǎo)致變形、開(kāi)裂等早期失效事故"。因此研究如何有效控制和消除殘余應(yīng)力對(duì)保證結(jié)構(gòu)的安全可靠性有著重要的意義。
陳明鳴R等人用小盲孔應(yīng)力釋放法對(duì)LD10鋁合金材料由不同熱處理工藝產(chǎn)生的殘余應(yīng)力進(jìn)行了測(cè)試,并分析比較了試驗(yàn)結(jié)果,為該材料熱處理工藝選擇和結(jié)構(gòu)的使用性能研究打下了基礎(chǔ)。
孔德軍等人利用激光沖擊波對(duì)LY12CZ.鋁合金表面進(jìn)行了沖擊處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)LY12CZ鋁合金表面殘余應(yīng)力的控制,有利于提高其表面涂層的結(jié)合強(qiáng)度。
本研究采用熱處理、機(jī)械振動(dòng)和豪克能沖擊三種方法對(duì)A7NO1S-T5鋁合金焊接接頭殘余應(yīng)力進(jìn)行調(diào)節(jié)處理,并采用X射線(xiàn)衍射法測(cè)試殘余應(yīng)力,深入分析不同處理方法對(duì)殘余應(yīng)力的影響。
結(jié)論
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采用熱處理退火,焊縫及熱影響區(qū)焊接殘余應(yīng)力有所降低,而母材區(qū)則有所升高,能有效均勻化焊接接頭殘余應(yīng)力。
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采用機(jī)械振動(dòng)處理,應(yīng)力只降低了約35%,效果相對(duì)較差。
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采用豪克能沖擊對(duì)鋁合金焊接接頭表面殘余應(yīng)力處理效果最為顯著,消除率達(dá)到了95%。
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采用X射線(xiàn)無(wú)損測(cè)量殘余應(yīng)力能保證測(cè)點(diǎn)的重復(fù)性,且測(cè)試的是處理前后的表面殘余應(yīng)力，有利于評(píng)價(jià)鋁合金焊接接頭的疲勞強(qiáng)度。
