【摘要】：采用盲孔法和壓痕法,分別對(duì)2219鋁合金變極性TIG焊焊縫兩側(cè)的殘余應(yīng)力進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量點(diǎn)沿距焊縫中心線19 mm的縱截面上布置.鋁合金熔焊的殘余應(yīng)力關(guān)于焊縫中心線近似對(duì)稱相等,在焊縫中心線任一垂直線上,距離焊縫中心線距離相等的兩點(diǎn)應(yīng)力相等.分別用兩種應(yīng)力測(cè)量方法測(cè)量焊縫中心線兩側(cè)應(yīng)力,對(duì)比兩種測(cè)量方法對(duì)同一大小的應(yīng)力測(cè)量的差別.測(cè)量結(jié)果表明,盲孔法與壓痕法應(yīng)力測(cè)量結(jié)果變化趨勢(shì)大體一致,沿焊縫方向應(yīng)力呈現(xiàn)拋物線狀,在焊縫中部存在應(yīng)力最大值.根據(jù)兩種測(cè)量方法的回歸曲線,壓痕法測(cè)量結(jié)果比盲孔法大20MPa左右.通過R軟件做配對(duì)樣本的t檢驗(yàn)分析,在置信度為0.95時(shí),壓痕法測(cè)量結(jié)果減盲孔法測(cè)量結(jié)果的差值的置信區(qū)間為(14,37),平均差值為25 MPa.
【圖文】：

第7期黃超群，等:盲孔法與壓痕法測(cè)量2219鋁合金熔焊焊縫殘余應(yīng)力的對(duì)比分析55如圖1、圖2所示．圖1盲孔法測(cè)量應(yīng)力原理Fig.1Principleofblindholemethodtomeasuringresidu-alstress圖2壓痕法測(cè)量應(yīng)力原理Fig.2Principleofindentationmethodtomeasuringresid-ualstress1．2試驗(yàn)方法與過程試驗(yàn)件為兩塊尺寸為500mm×150mm×6mm的2219鋁合金平板經(jīng)變極性TIG焊得到的焊接件．焊縫寬度為18mm．2219鋁合金為可熱處理強(qiáng)化鋁合金，主要強(qiáng)化元素是Cu．表1為其化學(xué)成分和力學(xué)性能．表12219鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)和力學(xué)性能Table1Chemicalcompositionsandmechanicalproper-tiesof2219AlalloyCuMnFeSiAl抗拉強(qiáng)度Ｒm/MPa斷后伸長(zhǎng)率A(%)0．680．320．230．49余量43211．1試驗(yàn)中為盡可能使試驗(yàn)條件相同，盲孔法和壓痕法均采用中國(guó)科學(xué)院沈陽金屬所生產(chǎn)的KJS-3P型壓痕應(yīng)力測(cè)試儀．盲孔法采用該儀器測(cè)量出應(yīng)變的變化量，再通過相關(guān)公式計(jì)算出殘余應(yīng)力．壓痕法可直接采用該設(shè)備讀出殘余應(yīng)力數(shù)值．盲孔法采用的應(yīng)變片型號(hào)為BE120-2CA-K，該應(yīng)變片有0°，45°，90°方向三個(gè)測(cè)量通道，大多數(shù)應(yīng)力測(cè)量都是測(cè)量三個(gè)通道的應(yīng)變變化量．由于焊接殘余應(yīng)力的主方向沿焊縫和垂直于焊縫方向，為簡(jiǎn)化測(cè)量和計(jì)算過程，只測(cè)量0°和90°方向，即沿焊縫和垂直焊縫方向的應(yīng)變變化量，然后計(jì)算殘余應(yīng)力．壓痕法采用應(yīng)變片型號(hào)為BA120-1BA(11)-ZKY．在焊縫長(zhǎng)度方向上的中間部位，溫度波動(dòng)小，焊接工藝參數(shù)、熔滴過渡等較為穩(wěn)定，在縱向方向的約束影響也不大，使得殘余應(yīng)力曲線分布較穩(wěn)定［9］．殘余應(yīng)力測(cè)量點(diǎn)取在焊縫長(zhǎng)度方向的中間部位兩側(cè)的母材．根據(jù)彈性力學(xué)分析的結(jié)果，若孔中心距大于10倍鉆孔半徑，各孔之間測(cè)量結(jié)果的相互

第7期黃超群，等:盲孔法與壓痕法測(cè)量2219鋁合金熔焊焊縫殘余應(yīng)力的對(duì)比分析55如圖1、圖2所示．圖1盲孔法測(cè)量應(yīng)力原理Fig.1Principleofblindholemethodtomeasuringresidu-alstress圖2壓痕法測(cè)量應(yīng)力原理Fig.2Principleofindentationmethodtomeasuringresid-ualstress1．2試驗(yàn)方法與過程試驗(yàn)件為兩塊尺寸為500mm×150mm×6mm的2219鋁合金平板經(jīng)變極性TIG焊得到的焊接件．焊縫寬度為18mm．2219鋁合金為可熱處理強(qiáng)化鋁合金，主要強(qiáng)化元素是Cu．表1為其化學(xué)成分和力學(xué)性能．表12219鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)和力學(xué)性能Table1Chemicalcompositionsandmechanicalproper-tiesof2219AlalloyCuMnFeSiAl抗拉強(qiáng)度Ｒm/MPa斷后伸長(zhǎng)率A(%)0．680．320．230．49余量43211．1試驗(yàn)中為盡可能使試驗(yàn)條件相同，盲孔法和壓痕法均采用中國(guó)科學(xué)院沈陽金屬所生產(chǎn)的KJS-3P型壓痕應(yīng)力測(cè)試儀．盲孔法采用該儀器測(cè)量出應(yīng)變的變化量，再通過相關(guān)公式計(jì)算出殘余應(yīng)力．壓痕法可直接采用該設(shè)備讀出殘余應(yīng)力數(shù)值．盲孔法采用的應(yīng)變片型號(hào)為BE120-2CA-K，該應(yīng)變片有0°，45°，90°方向三個(gè)測(cè)量通道，大多數(shù)應(yīng)力測(cè)量都是測(cè)量三個(gè)通道的應(yīng)變變化量．由于焊接殘余應(yīng)力的主方向沿焊縫和垂直于焊縫方向，為簡(jiǎn)化測(cè)量和計(jì)算過程，只測(cè)量0°和90°方向，，即沿焊縫和垂直焊縫方向的應(yīng)變變化量，然后計(jì)算殘余應(yīng)力．壓痕法采用應(yīng)變片型號(hào)為BA120-1BA(11)-ZKY．在焊縫長(zhǎng)度方向上的中間部位，溫度波動(dòng)小，焊接工藝參數(shù)、熔滴過渡等較為穩(wěn)定，在縱向方向的約束影響也不大，使得殘余應(yīng)力曲線分布較穩(wěn)定［9］．殘余應(yīng)力測(cè)量點(diǎn)取在焊縫長(zhǎng)度方向的中間部位兩側(cè)的母材．根據(jù)彈性力學(xué)分析的結(jié)果，若孔中心距大于10倍鉆孔半徑，各孔之間測(cè)量結(jié)果的相互
【作者單位】： 天津大學(xué)天津市現(xiàn)代連接技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;四川航天技術(shù)研究院;北京工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51475325) 天津市應(yīng)用基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃資助項(xiàng)目(14JCYBJC19100)
【分類號(hào)】：TG404

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本文編號(hào)：2540826