豪克能超声冲击消除焊接头残余应力提高疲劳特性

更新时间：2022/3/11  点击数：1320

      豪克能冲击表面纳米化技术（豪克能焊接应力消除技术）自产生到应用以来,已经在焊接接头方面取得了显著成效﹐使焊接接头的强度、硬度和疲劳性能等都大为改善。已有的实验研究表明:豪克能冲击处理技术通过改善焊接接头几何外形使应力集中系数下降以降低应力集中程度;通过细化表层晶粒改善表层组织,减少缺陷,使组织致密均匀;通过在表层引入残余压应力以改变表层残余应力场,抑制表层裂纹的萌生与扩展。所有这些改善综合作用使焊接接头的疲劳强度显著提高,疲劳寿命明显延长。

      目前关于豪克能冲击提高焊接接头疲劳性能的研究主要是通过观察焊接接头断口形貌,测定接头处残余应力,建立有限元分析模型以及设计疲劳对比试验进行的,在现有的研究中,笔者发现以下几个方面研究相对较少,这些问题将是今后研究的重点。

(1)进一步研究豪克能冲击诱导塑性变形的机理﹐从微观角度阐述表层晶粒细化过程。超声冲击处理焊接接头使表层晶粒细化至纳米级别,这一点已得到试验证实。

(2)进一步发展疲劳极限与SN曲线快速预测技术。现有的疲劳实验大多研究材料的低周疲劳,对于材料的高周疲劳实验,不仅实验周期长而且实验获得的疲劳数据分散性较大,因此需要新的方法来快速预测疲劳极限和拟合SN曲线,例如采用PHYBAL模型,利用红外热像法、应变法和电阻法相结合进行疲劳过程的监测与疲劳极限的快速预测,缩短疲劳实验的周期。

(3)进一步探索豪克能冲击焊接接头疲劳寿命统计方法及有限元模型模拟分析的研究。现有的统计焊接接头疲劳寿命的方法较单一,只能定性地对焊接接头的疲劳寿命趋势进行表征。