豪克能超聲沖擊消除焊接頭殘余應力提高疲勞特性

更新時間：2022/3/11  點擊數：975

      豪克能沖擊表面納米化技術（豪克能焊接應力消除技術）自產生到應用以來,已經在焊接接頭方面取得了顯著成效﹐使焊接接頭的強度、硬度和疲勞性能等都大為改善。已有的實驗研究表明:豪克能沖擊處理技術通過改善焊接接頭幾何外形使應力集中系數下降以降低應力集中程度;通過細化表層晶粒改善表層組織,減少缺陷,使組織致密均勻;通過在表層引入殘余壓應力以改變表層殘余應力場,抑制表層裂紋的萌生與擴展。所有這些改善綜合作用使焊接接頭的疲勞強度顯著提高,疲勞壽命明顯延長。

      目前關于豪克能沖擊提高焊接接頭疲勞性能的研究主要是通過觀察焊接接頭斷口形貌,測定接頭處殘余應力,建立有限元分析模型以及設計疲勞對比試驗進行的,在現有的研究中,筆者發現以下幾個方面研究相對較少,這些問題將是今后研究的重點。

(1)進一步研究豪克能沖擊誘導塑性變形的機理﹐從微觀角度闡述表層晶粒細化過程。超聲沖擊處理焊接接頭使表層晶粒細化至納米級別,這一點已得到試驗證實。

(2)進一步發展疲勞極限與SN曲線快速預測技術。現有的疲勞實驗大多研究材料的低周疲勞,對于材料的高周疲勞實驗,不僅實驗周期長而且實驗獲得的疲勞數據分散性較大,因此需要新的方法來快速預測疲勞極限和擬合SN曲線,例如采用PHYBAL模型,利用紅外熱像法、應變法和電阻法相結合進行疲勞過程的監測與疲勞極限的快速預測,縮短疲勞實驗的周期。

(3)進一步探索豪克能沖擊焊接接頭疲勞壽命統計方法及有限元模型模擬分析的研究。現有的統計焊接接頭疲勞壽命的方法較單一,只能定性地對焊接接頭的疲勞壽命趨勢進行表征。