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《薄板隨焊錘擊防止熱裂紋的工藝研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、隨焊錘擊防止薄板焊接熱裂紋的工藝研究 摘要:針對焊接時(shí)薄板構(gòu)件產(chǎn)生焊接熱裂紋傾向大的缺點(diǎn)，從力學(xué)角度出發(fā)，采用隨焊錘擊的焊接新工藝，并利用試驗(yàn)和測試技術(shù)，來達(dá)到防止薄板焊接熱裂紋的目的，開辟一條解決焊接熱裂紋的新途徑。討論了隨焊錘擊防止熱裂紋的基本原理，對比了常規(guī)焊條件下和隨焊錘擊工藝條件下，試件的裂紋率情況，試驗(yàn)結(jié)果表明：隨焊錘擊能夠有效地防止焊接熱裂紋的產(chǎn)生。關(guān)鍵詞:隨焊錘擊焊接熱裂紋脆性溫度區(qū)間裂紋率PROCESSOFAVOIDINGWELDINGHOTCRACKINGOFTHIN PLATEWITHTRAILINGPEENINGHarbinInstitut
2、eofTechnologyFangHongyuan,DongZhibo,XuWenliAbstractInordertoreducethetendencyofhotcrackinthinplatewelding,anewprocessnamedWeldingwithTrailingPeening(WWTP)isusedtopreventtheweldmentsfromweldinghotcrackbyexperimentsandmeasurementsfromtheviewofmechanics.AndthefundamentalprincipleofWWTPisdiscus
3、sed.ComparingthecrackrateonbothconditionofcommonweldingandweldingwithWWTP,experimentalresultsshowthatWWTPisaneffectivemethodtocontrolweldinghotcrack.Keywords：weldingwithtrailingpeening,weldinghotcrack,BTR,crackingrate0前言 熱裂紋是在焊接時(shí)高溫下產(chǎn)生的[1］。根據(jù)所焊金屬材料的不同，產(chǎn)生熱裂紋的形態(tài)、溫度區(qū)間和主要原因也各有不同。關(guān)于焊接熱裂紋理論，國外在2
4、0世紀(jì)50年代就已經(jīng)開始研究，目前公認(rèn)較完善的是Прохоров理論[2］。該理論認(rèn)為結(jié)晶裂紋的產(chǎn)生與否主要取決于以下三個(gè)方面：脆性溫度區(qū)間的大小，在脆性溫度區(qū)間內(nèi)合金所具有的延性以及在脆性溫度區(qū)間金屬的變形率大小?！ 『附訜崃鸭y是冶金因素和力學(xué)因素共同作用的結(jié)果，在焊接熱裂紋的控制方面，以往主要是從冶金角度出發(fā)，設(shè)法改善焊接金屬的抗裂性。但是從冶金角度防止熱裂紋有其局限性。一方面不易防止近縫區(qū)的液化裂紋，因?yàn)檫@種熱裂紋主要與母材成分有關(guān)。另一方面由于引入與母材異質(zhì)的焊絲可能會犧牲部分接頭使用性能。因此，對于薄板來說，單從冶金角度來控制焊接熱裂紋是非常困難的。而從力學(xué)角度防
5、止焊接熱裂紋的實(shí)質(zhì)就是調(diào)整和改善焊接時(shí)的應(yīng)力和應(yīng)變情況，即采取適當(dāng)措施使處于脆性溫度區(qū)間的焊縫或熱影響區(qū)金屬承受一種外加壓縮應(yīng)變，以抵消焊接凝固過程中凝固收縮和熱收縮及外部應(yīng)力造成的致裂拉伸應(yīng)變。力學(xué)角度防止焊接熱裂紋的主要方法有：碾壓法[3］隨焊錘擊方法是一種新的控制焊接熱裂紋的力學(xué)方法，這種方法的基本原理與碾壓法相似。但隨焊錘擊與碾壓法相比又具有自己的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡單、質(zhì)量輕，并且可以廣泛適用于具有直焊縫和封閉環(huán)焊縫的焊接工件，對于控制焊接熱裂紋和焊縫橫向及縱向變形都非常有效。因此，隨焊錘擊工藝在控制焊接熱裂紋和焊接變形方面的研究具有光明的前景。1隨焊錘擊法防止焊接
6、熱裂紋的基本原理1.1熱裂紋產(chǎn)生的基本機(jī)理 為了更好地說明隨焊錘擊防止焊接熱裂紋的基本原理，首先討論一下，常規(guī)焊條件下熱裂紋產(chǎn)生的基本機(jī)理。從力學(xué)角度來講，焊接熱裂紋的產(chǎn)生是由于在脆性溫度區(qū)間焊縫或熱影響區(qū)金屬所承受的拉伸應(yīng)變率大于它們的臨界應(yīng)變率（CST），如圖1所示?！ ∈街?，ε為焊縫或熱影響區(qū)冷卻時(shí)受到的內(nèi)部應(yīng)變或真實(shí)應(yīng)變，T為溫度。設(shè)εe為表觀應(yīng)變值，T為熱應(yīng)變，α為金屬的熱膨脹系數(shù)，則 時(shí)，即可防止焊接熱裂紋的產(chǎn)生。1.2隨焊錘擊防止焊接熱裂紋的基本原理 在焊接過程中，熱裂紋常產(chǎn)生于脆性溫度區(qū)間（BTR）內(nèi)，滿足dε/dT＞C
7、ST條件時(shí)，則會產(chǎn)生焊接熱裂紋。當(dāng)焊縫或熱影響區(qū)金屬處于脆性溫度區(qū)間時(shí)，在熔池后方一定距離內(nèi)放置一氣錘，跟隨焊槍后方同步錘擊BTR兩側(cè)金屬，如圖2所示。由于錘頭距離熔池較近，錘頭下方的金屬處于較高溫度。因此，錘頭錘擊焊縫兩側(cè)金屬時(shí)，在錘頭錘擊力的作用下，會對處于BTR的焊縫或熱影響區(qū)金屬產(chǎn)生橫向壓應(yīng)變εc，以滿足dε/dT-dεc/dT
