發(fā)布時間：2017-04-14 04:10

  本文關(guān)鍵詞：實時超聲沖擊消除焊接殘余應(yīng)力和變形的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：焊接作為一種重要的制造技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著非常重要的作用。然而，焊接殘余應(yīng)力和變形的存在對焊接結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生諸多不利的影響。超聲沖擊處理技術(shù)是近年來新發(fā)展起來的一種低能耗消除應(yīng)力技術(shù)。本項目在焊接過程中，對熔池附近的焊縫背面實時施加超聲沖擊，使焊縫正面局部脹形產(chǎn)生雙向拉伸塑性變形，與冷卻收縮時產(chǎn)生的拉伸塑性變形疊加，從而抵消升溫時產(chǎn)生的壓縮塑性變形，達(dá)到消除焊接殘余應(yīng)力和變形的目的。 本項目首先通過ANSYS軟件對焊件內(nèi)部溫度場、應(yīng)變場以及應(yīng)力場的模擬，得到整個焊接過程中溫度場、殘余應(yīng)力場的分布以及殘余變形的狀況，為沖擊位置的確定以及進(jìn)一步確定應(yīng)力應(yīng)變之間的關(guān)系提供了理論依據(jù)。然后用AR892+紅外測溫儀對3mm薄板和10mm厚板焊縫正面、背面距熱源不同位置處的溫度進(jìn)行實測，，結(jié)合ANSYS的模擬結(jié)果，最終確定實時超聲沖擊的位置。 對低碳鋼Q235進(jìn)行實時超聲沖擊處理消除焊接殘余變形的研究表明，采用實時超聲沖擊可以顯著減小橫向殘余變形量，對縱向收縮的影響不明顯；在高溫塑性區(qū)進(jìn)行實時超聲沖擊時，消除焊接殘余變形的效果好；沖擊頭的形狀、直徑對消除焊接殘余變形量也有重要影響，當(dāng)沖擊頭為球冠狀、沖擊頭直徑較�。�10mm），且在高溫塑性區(qū)進(jìn)行實時沖擊時，300mm長試樣橫向殘余變形的平均值可減小至0.03mm左右。對實時超聲沖擊處理消除焊接殘余應(yīng)力的研究表明，不管是表面堆焊還是對接焊，采用實時超聲沖擊對于消除縱向殘余應(yīng)力有明顯作用，而橫向殘余應(yīng)力的效果不明顯；在恢復(fù)彈性區(qū)進(jìn)行實時超聲沖擊時，消除焊接殘余應(yīng)力的效果好；另外，沖擊頭的形狀對消除殘余應(yīng)力的影響較大，而沖擊頭直徑的影響相對較��；在沖擊頭為球冠狀且在恢復(fù)彈性區(qū)進(jìn)行實時超聲沖擊時，表面堆焊的殘余應(yīng)力平均值減小33.38%，而對接焊的殘余應(yīng)力平均值減小55%。 隨著超聲沖擊處理技術(shù)在焊接領(lǐng)域的不斷發(fā)展以及理論研究的進(jìn)一步深入，實時超聲沖擊處理消除焊接殘余應(yīng)力和變形必將擁有更加廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：超聲沖擊處理 焊接殘余應(yīng)力 焊接殘余變形 實時
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG404
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及目的10-11
• 1.2 消除焊接殘余應(yīng)力和變形的方法11-13
• 1.2.1 調(diào)節(jié)控制焊接應(yīng)力和變形的焊前措施11
• 1.2.2 調(diào)節(jié)控制焊接應(yīng)力和變形的焊后措施11-12
• 1.2.3 隨焊調(diào)控焊接應(yīng)力和變形的措施12-13
• 1.3 超聲沖擊技術(shù)的研究進(jìn)展13-15
• 1.4 發(fā)展的前景和意義15-16
• 1.5 研究思路與內(nèi)容16-17
• 第2章 焊件溫度、變形和應(yīng)力模擬17-33
• 2.1 薄板表面堆焊溫度場的模擬計算17-23
• 2.1.1 建立模型與劃分網(wǎng)格18-19
• 2.1.2 加載計算19-20
• 2.1.3 計算結(jié)果及分析20-23
• 2.2 厚板表面堆焊溫度場的模擬計算23-25
• 2.3 焊接溫度場的理論解析解25-26
• 2.4 薄板應(yīng)變場的計算26-29
• 2.4.1 建立有限元模型26-27
• 2.4.2 加載計算27
• 2.4.3 計算結(jié)果及分析27-29
• 2.5 厚板應(yīng)力場的計算29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-33
• 第3章 焊件溫度的實測與沖擊位置的確定33-41
• 3.1 焊件溫度的測定33-39
• 3.1.1 紅外測溫原理33-34
• 3.1.2 實驗設(shè)備及方案34-35
• 3.1.3 實驗結(jié)果及分析35-39
• 3.2 沖擊位置的確定39-40
• 3.2.1 沖擊溫度區(qū)的確定39-40
• 3.2.2 沖擊位置的確定40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 第4章 實時超聲沖擊消除焊接殘余變形的研究41-52
• 4.1 實驗材料及方法41-43
• 4.1.1 實驗材料41
• 4.1.2 實驗設(shè)備41-42
• 4.1.3 實驗方案42-43
• 4.2 焊接殘余變形的測定43-44
• 4.3 300M M 試樣實驗結(jié)果及分析44-47
• 4.3.1 沖擊位置的影響45-46
• 4.3.2 沖擊頭形狀的影響46
• 4.3.3 沖擊頭直徑的影響46-47
• 4.4 200M M 試樣實驗結(jié)果分析47-51
• 4.4.1 沖擊位置的影響49
• 4.4.2 沖擊頭形狀的影響49-50
• 4.4.3 沖擊頭直徑的影響50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 實時超聲沖擊消除焊接殘余應(yīng)力的研究52-65
• 5.1 實驗材料及方法52-53
• 5.1.1 實驗材料52
• 5.1.2 實驗方案52-53
• 5.2 焊接殘余應(yīng)力的測定53-55
• 5.2.1 盲孔法測焊接殘余應(yīng)力的原理53-54
• 5.2.2 盲孔法測焊接殘余應(yīng)力的步驟54
• 5.2.3 焊接殘余應(yīng)力測量點的位置54-55
• 5.3 實驗結(jié)果及分析55-62
• 5.3.1 表面堆焊實驗結(jié)果及分析55-58
• 5.3.2 對接焊實驗結(jié)果及分析58-62
• 5.4 實時超聲沖擊消除焊接殘余應(yīng)力的機(jī)理研究62-63
• 5.5 本章小結(jié)63-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果71-73
• 致謝73

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