焊接接頭表面改性方法的研究

焊接接頭表面改性方法的研究

在焊接過程中，焊接技術(shù)本身的集中加熱和快速冷卻過程以及不同的焊接材料的添加，導(dǎo)致焊接頭的組織和性能不均勻。這種不均勻性使焊接頭成為組件的薄弱環(huán)節(jié)和易失速區(qū)域。1高能噴丸表面改性高能噴丸是利用直徑小于15mm的剛性丸粒,在高頻作用下從各個(gè)方向撞擊材料表面,使得材料表面產(chǎn)生嚴(yán)重的塑性變形,表面晶粒通過位錯(cuò)增殖、運(yùn)動(dòng)、湮滅、重排等過程,尺寸得以細(xì)化,并且表面層與材料的整體成分保持不變對(duì)于焊接接頭的高能噴丸表面改性處理,人們也進(jìn)行了一些研究。李東等人逯瑤等人張罡等人高能噴丸表面改性除了能對(duì)焊后材料的焊接接頭進(jìn)行處理外,還可以在焊前對(duì)待焊材料接頭端面進(jìn)行處理,提高焊接質(zhì)量。在鈦合金和不銹鋼的擴(kuò)散焊接中2表面機(jī)械研磨處理表面機(jī)械研磨處理與高能噴丸的原理相似,圖1是一種表面機(jī)械研磨處理設(shè)備王宇等人張淑蘭等人高能噴丸和表面機(jī)械研磨處理設(shè)備復(fù)雜,需在密閉容器中進(jìn)行,因而一些管材焊接接頭及不規(guī)則形狀焊接接頭的處理就很難實(shí)現(xiàn),使得這兩種表面改性處理方法的應(yīng)用范圍受到了限制。3組織均勻性及其抗h王吉孝等人超音速微粒轟擊是利用壓縮氣體攜帶硬質(zhì)微粒(α-Al為了提高不銹鋼焊接接頭的組織均勻性及其抗H王吉孝等人王志平等人超音速微粒轟擊的應(yīng)用較為廣泛,適合多種材料,具有設(shè)備操作簡(jiǎn)單,成本低,能耗少,處理效率高等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于材料焊接接頭的表面改性處理,主要集中在合金鋼和不銹鋼等廣泛應(yīng)用的金屬材料上。4超聲沖擊表面改性研究超聲沖擊改性處理是通過結(jié)合超聲頻機(jī)械振動(dòng)和傳統(tǒng)表面壓光工藝進(jìn)行工作的。超聲沖擊的工作原理是將超聲沖擊工作頭垂直于工件表面,在一定靜壓力和進(jìn)給速度作用下,沖擊頭將壓力和超聲沖擊振動(dòng)傳遞給處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的機(jī)械零部件表面,使材料表面產(chǎn)生彈、塑性變形李東等人為了研究超聲沖擊工藝對(duì)Q235鋼結(jié)構(gòu)箱型柱焊接殘余應(yīng)力的影響,饒德林等人綜合許多研究可以看出,超聲沖擊改性處理能夠提高材料的疲勞強(qiáng)度,延長(zhǎng)材料的疲勞壽命為了研究超聲沖擊提高焊接接頭疲勞強(qiáng)度的機(jī)理,王東坡等人李占明等人葉雄林等超聲沖擊設(shè)備具有操作簡(jiǎn)單、方便靈活的特點(diǎn),對(duì)一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的焊接接頭也能夠進(jìn)行表面改性處理,可以適應(yīng)于各種施工工況,因此超聲沖擊表面改性處理方法應(yīng)用比較廣泛,不僅適用于鋼結(jié)構(gòu),還在鋁合金、鈦合金及鎂合金等材料的焊后處理中具有廣泛的應(yīng)用。5激光沖擊表面改性激光沖擊改性處理是利用強(qiáng)激光誘導(dǎo)沖擊波來(lái)強(qiáng)化金屬表面的一種新技術(shù)。其工作原理是利用激光輻射金屬表面,使得金屬表面吸收層(涂覆層)吸收激光能量而升化,產(chǎn)生高壓等離子體,該等離子體受到約束層的約束而發(fā)生爆炸,同時(shí)產(chǎn)生高壓沖擊波作用于金屬表面并向內(nèi)部進(jìn)行傳播孔德軍等人為提高焊接接頭的力學(xué)性能,周磊等人周留成等人激光沖擊改性處理作為一種比較先進(jìn)的表面改性處理方法,在航空航天、核工業(yè)、船舶制造業(yè)、汽車工業(yè)等一些領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,但由于激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)成本太高,目前很難形成工業(yè)化生產(chǎn),只能用于科學(xué)研究及軍用技術(shù)開發(fā)。6焊接接頭殘余應(yīng)力的消除對(duì)各種材料焊接接頭進(jìn)行表面改性處理可采用表面機(jī)械研磨、高能噴丸、超音速微粒轟擊、超聲沖擊、激光沖擊等多種方法,能夠細(xì)化焊接接頭表面晶粒尺寸,提高焊接接頭表面的硬度,消除殘余拉應(yīng)力,并形成殘余壓應(yīng)力,提高焊接接頭的抗疲勞斷裂能力,進(jìn)一步提高焊接構(gòu)件的壽命。隨著對(duì)焊接質(zhì)量的要求越來(lái)