鈦合金焊接殘余應力消除方法有焊后退火、焊后振動時效處理、超聲沖擊時效處理、機械錘擊4種應力消除方法,均在鈦合金焊接過程中得到廣泛應用。南京聚航科技針對幾種消應力方法的對比試驗,研究不同消應力處理方式處理后焊縫的殘余應力分布,并對不同消應力處理后焊接接頭的阻值和性能進行檢驗,結(jié)合不同處理方式的特點,確定適合鈦合金焊接殘余應力消除處理的最佳方法。
殘余應力測試:盲孔法是一種應用最廣泛的殘余應力測試技術(shù),這種方法具有操作簡單、成本低、通用的特點。JH-30殘余應力檢測儀可以放置于實驗室也可以攜帶至場外進行測量,適用于不同材料和零件的殘余應力測量。南京聚航采用盲孔法測試儀器JH-30殘余應力檢測儀進行對比焊接接頭的殘余應力測試。
采用熱處理時效消應力,可大幅度降低焊縫的橫向和縱向殘余應力,但是,在仍存在較高的橫向和縱向應力峰值區(qū)域。
采用JH振動時效設(shè)備消除應力可將焊接殘余應力的峰值轉(zhuǎn)移到熱影響區(qū)附近,從而將焊接應力的峰值轉(zhuǎn)移到力學性能良好的木材上,這有利于提高焊縫質(zhì)量。
采用錘擊法消除應力,所造成的壓應力幅值較大,縱向應力峰值略降低,采用錘擊消應力方法在工藝上較難控制。
采用JH超聲沖擊焊接應力消除設(shè)備可以將橫向應力轉(zhuǎn)化為壓應力,同時,也能在一定程度上降低縱向應力的峰值,這在很大程度上改善了近縫區(qū)殘余應力分布情況,可有效提高焊縫質(zhì)量。采用JH超聲沖擊焊接應力消除設(shè)備,可以隨時隨地進行,靈活方便。
綜合以上應力消除方法:采用熱處理消除應力,焊縫殘余應力消除較多,去應力效果好,但是,由于鈦合金的熱處理只能在真空條件下進行,適用范圍窄;采用超聲沖擊消除應力可以使焊縫中心附近的橫向殘余應力轉(zhuǎn)化為壓應力,提高了焊縫的安全性,且超聲沖擊設(shè)備前部狹小,現(xiàn)場操作方便,有利于各種形式焊縫的應力消除;采用錘擊消應力,效果差,且錘擊消應力參數(shù)不易控制,效果受人為因素影響較大;采用振動時效消除應力,僅將峰值殘余應力由焊縫中心轉(zhuǎn)移到熔合線附近,由于操作方便,可以作為鈦合金焊縫輔助應力消除方法。
采用超聲沖擊消應力方法,操作方便,消應力效果較好,是鈦合金焊縫應力消除的首選方法。
振動時效消除應力方法可以將焊接殘余應力均勻化,并將應力峰值轉(zhuǎn)移至熱影響區(qū),因其操作方便,處理效率高,可以作為焊縫消除殘余應力的輔助方法。
采用超聲沖擊消除應力方法可以在一定程度上優(yōu)化鈦合金焊接接頭的拉伸、沖擊性能。