焊接結(jié)構(gòu)因其高強(qiáng)度和能滿足各種尺寸和形狀的要求等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。然而，焊接件容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，這會(huì)縮短構(gòu)件使用壽命，甚至產(chǎn)生裂紋。為解決這一問題，廠家采用超聲波沖擊去除殘余應(yīng)力。采用盲孔法對(duì)自制錳鋼板焊接件進(jìn)行殘余應(yīng)力測(cè)試，得出超聲前后各點(diǎn)的應(yīng)力變化情況，從而分析超聲波沖擊去應(yīng)力的效果。

測(cè)點(diǎn)選擇

自制錳鋼焊接件采用兩面焊接。為了試驗(yàn)的反復(fù)驗(yàn)證，一共加工了三件相同的錳鋼焊接件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以相互吻合，所以對(duì)其中兩件的測(cè)試情況進(jìn)行說明分析。

測(cè)點(diǎn)的位置將直接影響測(cè)試結(jié)果，同時(shí)考慮可操作性等各方面的因素。對(duì)樣品一，在樣品的三條焊縫中部附近各取一點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)離焊縫的距離約5mm。對(duì)樣品二，選點(diǎn)與di一件樣品選點(diǎn)位置基本對(duì)應(yīng)，第4、5點(diǎn)與第一件樣品的第1點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)，第6點(diǎn)與第3點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)。

殘余應(yīng)力測(cè)試方案

試驗(yàn)首先在室溫、原試件不進(jìn)行任何處理的情況下進(jìn)行試驗(yàn)。采用角磨機(jī)、粗砂紙等依次對(duì)測(cè)點(diǎn)附近進(jìn)行打磨；使用酒精棉清洗測(cè)點(diǎn)，直到棉球無任何污垢為止；采用JH-496膠水對(duì)三軸應(yīng)變花進(jìn)行粘貼。粘貼方向如下：①樣品一，粘貼方向是（-45）°、0°、（+45）°，其中，0°方向是垂直于焊縫的方向，從0°順時(shí)針方向是-45°，逆時(shí)針方向是+45°；②樣品二，粘貼方向是0°、45°、90°，其中0°方向與焊縫平行。連接導(dǎo)線采用的是屏蔽線，以zui大限度的減少外界的干擾。

采用半橋、公共溫度補(bǔ)償?shù)慕泳€方式，使用JHMK殘余應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)對(duì)測(cè)點(diǎn)各方向進(jìn)行測(cè)試。準(zhǔn)備工作完成后，首先將儀器清零，在儀器零點(diǎn)穩(wěn)定后，在應(yīng)變花的頂點(diǎn)處采用2mm的鉆頭鉆孔，孔深約2mm，等儀器數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，記錄各方向的應(yīng)變值；然后采用超聲沖擊設(shè)備對(duì)焊縫進(jìn)行振動(dòng)沖擊，沖擊結(jié)束數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，第二次記錄相應(yīng)點(diǎn)各方向的應(yīng)變值，以便進(jìn)行后續(xù)分析。前后測(cè)得的數(shù)據(jù)，如表1所示。

殘余應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)采用先鉆孔后超聲的順序進(jìn)行，表中超聲前是指鉆孔后的數(shù)據(jù)，超聲后是指在鉆孔的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步超聲沖擊后的數(shù)據(jù)。

從計(jì)算后的數(shù)據(jù)可以看出，通過超聲沖擊后各點(diǎn)的等效應(yīng)力都有所增加，平均增幅在60MPa左右。利用鉆孔法基本能釋放焊縫附近的絕大部分殘余應(yīng)力，配合超聲沖擊能更徹底的去處殘余應(yīng)力。

通過實(shí)驗(yàn)表明：操作技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有直接的影響。貼片的角度、質(zhì)量、鉆孔的精準(zhǔn)位置，沖擊強(qiáng)度與沖擊時(shí)間的把握，都是影響試驗(yàn)結(jié)果的直接因素，都需要再后續(xù)的試驗(yàn)過程中加以完善。

總結(jié)

試驗(yàn)采用盲孔法對(duì)焊接件焊縫附近的殘余應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證了超聲沖擊法在工程上應(yīng)用的可行性，為工程實(shí)踐及研究性試驗(yàn)教學(xué)的開展積累了經(jīng)驗(yàn)。