焊趾TIG重熔后跟随激冷处理改善焊接接头疲劳强度的方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-09-18 14:07:46
本发明介绍了焊接接头通过焊趾TIG重熔后跟随喷淋激冷处理来调整焊趾残余应力场,使TIG重熔区原始残余拉应力场转变为有利于提高接头疲劳强度的压缩应力场的一种焊后处理方法。本方法兼顾了TIG重熔改善焊趾几何形状和重熔区激冷处理改善焊趾残余应力状态各自的优点,且具有设备简单、操作方便,效果显著,质量容易检查和控制,没有噪声,不污染环境等优点,可用于低碳钢、低合金钢等非淬火钢,以及铝合金、钛合金等金属的焊接结构,在船舶及海洋平台、铁道车辆、铁路桥梁、起重机、石油管线、化工容器等工业领域推广应用。
焊趾TIG重熔后跟随激冷处理改善焊接接头疲劳强度的方法,其特征在于,步骤是:(1)处理前,先清除焊趾表面上的铁锈及飞溅物,必要时可用砂轮轻轻打磨清理;(2)以TIG电弧为热源按照预先设定好的工艺参数沿着焊趾进行重熔,电弧轴线与铅垂线之间的夹角为0°~30°,且位于焊趾外侧0.5mm~1.5mm处;(3)当焊趾TIG重熔区温度降低到临界温度以上100℃~200℃时,用水作为冷源对重熔区进行喷淋处理,冷源强度根据材质、板厚及激冷处理时TIG重熔区的温度调整;(4)焊趾TIG重熔区激冷处理后,将焊件烘干以防生锈。
由于焊接时局部不均匀热输入,导致构件内部温度场、应力场以及显微组织状态发生快速变化,容易产生不均匀弹塑性形变,因此采用焊接工艺加工的工件较其他加工方式而言受到残余应力作用的影响较为突出。 焊接残余力可能引起结构的脆性断裂,拉伸残余应力会降低疲劳强度和腐蚀抗力,压缩残余应力会减小稳定性极限。因此,焊接残余应力一直是焊接界关注的重点问题之一。在不考虑相变的情况下,除了传统机理所描述的母材中的压缩塑性变形引起焊接残余应力之外,焊缝金属冷却时的收缩受到制约也是导致焊接残余应力产生的重要原因。焊后去应力退火可以很好的减小厚板焊接残余应力,去应力效果显著,可以很好地改善焊接残余应力的分布。
本项目团队来自大连交通大学,项目的研究团队由史春元;丁成钢;朱平;焦建强组成。史春元:大连交通大学材料科学与工程学院 教授、博士生导师、副院长。丁成钢:大连交通大学材料科学与工程学院 教授。
此项目研发的焊趾TIG重熔(熔修)工艺是国际焊接学会(IIW)推荐的一种改善焊接接 头疲劳强度的焊后处理方法,具有设备简单、操作方便,效果显著,质量容易检查和控制,没有噪声,不污染环境等优点。在船舶及海洋平台、铁道车辆、铁路桥梁、起重机、石油管线、化工容器等工业领域推广应用。为我国技术的发展奠定基础。
目前处于何种研发阶段: ☒研发 ☐小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☐产业化; 样机: ☒ 有 ☐无 其他:□如选择“其他”,请说明: 已投入成本: 500000元。 推广应用情况:已用于学术研究。转化方式:合作开发