【摘要】:由于焊接熱源的不均勻快速加熱和快速冷卻過程,焊縫區(qū)域產(chǎn)生不均勻分布的塑性應變,最終在焊縫中不可避免地形成殘余應力。隨著鋼材強度級別和厚度的提高以及鋼結(jié)構(gòu)的整體大型化,焊縫的拘束度增加,多層多道焊反復熱循環(huán)使焊縫中殘余應力呈現(xiàn)高峰值和分布復雜的特點。焊接拉伸殘余應力會對焊接結(jié)構(gòu)抗腐蝕性能、抗斷裂性能以及疲勞性能造成危害,所以準確評價和調(diào)控焊縫拉伸殘余應力十分重要。本文以30~50mm的厚板高強鋼(強度級別大于345MPa)的焊接接頭為研究對象,采用小孔法、X-射線衍射法和輪廓法測試焊接接頭的表面應力及內(nèi)部應力;分析厚板焊態(tài)應力的分布特點;研究超聲沖擊處理和熱處理對焊接殘余應力的影響,對比分析該兩種應力處理方式對應力調(diào)控的差異及優(yōu)缺點;研究逐層超聲沖擊處理對不同強度級別及不同厚度材料焊接應力調(diào)控的適應性;研究拘束對焊縫殘余應力的影響以及超聲沖擊對拘束焊接后焊縫殘余應力的影響。綜合無超聲沖擊處理和逐層超聲沖擊處理不同厚度及不同強度級別鋼焊接接頭的殘余應力測試結(jié)果表明:焊態(tài)高拉伸殘余應力主要分布在焊縫坡口內(nèi)部及其附近,殘余拉應力峰值出現(xiàn)在近表層。逐層超聲沖擊可以在焊縫表層引起應力下降,并引入2~5mm的壓縮應力層,雖然焊縫金屬強度不同,但焊縫表層應力下降幅值都為800MPa左右,而且逐層超聲沖擊對焊縫內(nèi)部殘余應力分布趨勢影響不大,表明焊接試板厚度和不同強度級別焊縫材料對超聲沖擊處理調(diào)控應力的能力沒有影響。焊態(tài)、逐層超聲沖擊態(tài)和熱處理態(tài)焊縫殘余應力測試結(jié)果表明:熱處理可以將整塊試板包括焊縫區(qū)域的應力值控制在0~100MPa,縱向和橫向應力表現(xiàn)為較小的拉伸應力,焊縫區(qū)域應力下降幅值為400MPa左右,逐層超聲沖擊在表層引入壓縮應力層,焊縫區(qū)域應力下降幅值約為800MPa,但對焊縫內(nèi)部應力的影響不大。馬板拘束焊縫表面超聲沖擊處理前后殘余應力測試結(jié)果表明:相對自由態(tài)焊接的應力分布,馬板拘束引起了焊縫及附近區(qū)域應力升高,表面縱向和橫向應力都為拉伸應力,且拘束馬板的焊接還在試板表面引入拉應力,影響深度達到13mm;超聲沖擊處理造成高于焊縫屈服強度的拉伸應力區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s應力區(qū),超聲沖擊處理以外區(qū)域的并沒有受到超聲沖擊的影響,應力分布無變化。
【學位授予單位】:江蘇科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:TG407
【參考文獻】
相關期刊論文 前10條
1 劉川;馮俊;朱海洋;李良碧;;基于輪廓法測試慣性摩擦焊接頭內(nèi)部殘余應力[J];焊接學報;2015年06期
2 朱海洋;劉川;鄒家生;;超聲沖擊對海洋工程大厚度高強鋼焊接殘余應力的影響[J];江蘇科技大學學報(自然科學版);2015年03期
3 楊蔚;郭強軍;徐野;;頻譜諧波振動和超聲波沖擊處理消除鋁合金焊接殘余應力的研究[J];熱加工工藝;2015年10期
4 蔡建鵬;葉延洪;張彥杰;鄧德安;;坡口形式對Q345/SUS304異種鋼對接接頭殘余應力和變形的影響[J];機械工程學報;2015年10期
5 任香會;萬里鵬;邢麗;夏春;;拘束度對30CrMnSiA鋼CO_2氣體保護焊焊接接頭的影響[J];熱加工工藝;2015年07期
6 何柏林;雷思涌;;超聲沖擊對焊接殘余應力影響的研究進展[J];兵器材料科學與工程;2015年02期
7 劉振宇;唐帥;陳俊;葉其斌;王國棟;;海洋平臺用鋼的研發(fā)生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];鞍鋼技術(shù);2015年01期
8 孫樂飛;王福明;閆博;;大厚度海洋平臺高強鋼焊接熱影響區(qū)的組織和性能[J];金屬熱處理;2013年11期
9 何柏林;宋燕;;超聲沖擊改善焊接接頭疲勞性能的研究進展[J];兵器材料科學與工程;2013年05期
10 王建雄;;控制鋼結(jié)構(gòu)焊接殘余應力與變形的措施[J];現(xiàn)代企業(yè)教育;2013年04期
相關碩士學位論文 前2條
1 葛慶磊;超聲沖擊處理對厚板接頭組織、應力和力學性能的影響[D];江蘇科技大學;2017年
2 李鐵生;超聲沖擊對焊接殘余應力影響的數(shù)值模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年
,
本文編號:
2696837
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jinshugongy/2696837.html