喷丸焊接

焊接可以形成残余拉应力,因为焊条在熔融时处在最热,最膨胀的状态。当粘结到基材的时候,由于基材的温度要低的多,焊条急剧冷却并收缩。但由于焊条已经和比自身更冷,更坚硬的基材粘结,所以没有收缩的余地。最终结果是焊缝必然被基材所“拉伸”。

焊接过程中受热的区域一般也最容易遭受残余应力影响,因而也最容易在该区域发生疲劳失效。焊条的材料、化学元素、焊缝几何形状等方面的不均匀性,导致的残余应力和外界的拉应力共同引起了疲劳失效。

如图3-1所示,喷丸强化对于消除高热影响区焊接应力, 把拉应力转化为压应力相当有效果。

 

图3-1 显示了一系列残余应力在焊接后,退火去应力处理和喷丸强化后的有趣变化。焊接后产生的拉应力和外界载荷共同作用下,会加速焊接联接处的疲劳失效。

当焊缝的应力在1150 °F (620 °C)被释放达一个小时,拉应力将被减低到几乎为零。拉应力的降低能显著提高零件的疲劳属性。

如果焊缝被喷丸强化过(而非退火去应力)残余应力会很明显地从拉应力转化为压应力。这能更有效地防止疲劳裂纹的产生和蔓延。

从图3-1可以看出,最理想的焊接处理工艺是先去应力再喷丸强化。退火去应力软化焊缝,使导入更深的压应力成为可能。

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