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豪克能焊接应力消除设备(超声冲击)消除核电设备应力

更新时间:2021/4/29  点击数:361


超声冲击处理,或称超声波焊接应力消除(Ultrasonic Impact Treatment,UIT) 是利用超声波振动驱使冲击针高速撞击金属表面, 使金属表面产生一定厚度的压缩塑性变形层,此区域内的残余拉应力转变为残余压应力。宏观的塑性变形导致位错运动、位错增殖, 位错由不稳定的高能态向稳定的低能态转变, 使拉伸残余应力释放, 达到改善焊接接头残余应力的目的。由于不同类型金属内部的位错要克服点阵阻力、界面阻力,以及溶质原子对其的钉扎作用而运动所需的能量不同, 因而不同金属材料对应的*佳冲击时间、冲击电流都不尽相同。

豪克能焊接应力消除设备是在超声冲击基础上进一步研发并完善了该技术,实现了快捷、方便、高效的进行焊接应力消除。


以CAP1400 核电站钢制安全壳SA738 Gr.B 对接焊缝为研究对象, 采用超声波冲击处理(UIT)设备,对焊缝热影响区分别进行了不同工艺参数下的超声波冲击处理, 研究分析不同的冲击工艺参数对SA738 Gr.B 钢焊接接头残余应力和显微硬度的影响规律。


研究结果表明, 超声冲击通过宏观塑性变形及细化晶粒并引发微观位错运动和增殖, 消除了表面的残余拉应力, 同时对表面硬度产生强化作用。


试验发现SA738 Gr.B 材料的应力消除率和显微硬度随超声波冲击电流和冲击时间的增加而上升的过程中存在临界值, 当冲击时间≥240 s, 冲击电流≥2.1 A 时达到临界饱和,应力消除率高达145%,显微硬度强化31.9%。

总结:

(1) 超声波焊接应力消除设备(超声冲击处理)对消除核电站钢制安全壳SA738Gr.B 焊接残余应力具有良好的效果, SA738Gr.B 钢的应力消除率和显微硬度随超声波冲击电流和冲击时间的增加而上升的过程中存在临界值, 当冲击时间≥240 s, 冲击电流≥2.1 A 时达到临界饱和, 应力消除率达145%, 显微硬度强化明显。

(2) 对于钢制安全壳中厚度较大的SA738 Gr.B材料, 为了获得较好的应力消除的效果可以采用同样的处理速度进行多次冲击。冲击处理过程中冲击枪在垂直于焊缝的方向做一定角度的摆动, 增加冲击压痕的覆盖率。
(3) 根据盲孔法和压痕法检测的不同层深的应力结果可以发现, 相对于纵向焊接残余应力, 超声冲击对横向残余应力的影响效果相对较大, 因此在核电工程实践中采用超声波冲击可用于避免常见的纵向裂纹(如层状撕裂) 的发生。

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