收藏本站
收藏 | 论文排版

焊趾TIG熔修后激冷处理对接头残余应力及疲劳强度的影响

朱平  
【摘要】:随着我国高速铁路的快速发展,高速列车转向架已经全部由铸钢件转变为钢板焊接构架。随着运行速度的提高,客车转向架零部件损坏的数量也有所增加,构架焊接接头的疲劳破坏也逐渐突出,转向架是轨道车辆结构中最为重要的部件之一,列车在高速行驶过程中,转向架焊接构架承受着强烈的振动和冲击载荷作用,构架的抗疲劳性能及其可靠性直接影响列车的安全行驶,而焊接接头是构架的薄弱环节,接头疲劳性能的优劣也制约着转向架的安全使用寿命,因此深入研究改善焊接接头疲劳强度的工艺方法是十分必要的。 结构的疲劳强度,在很大程度上决定于结构中的应力集中情况和残余应力的性质及分布,降低应力集中或调整残余应力场都将使疲劳强度得到提高。传统的焊趾TIG熔修工艺可以改善焊缝的过渡角,降低应力集中,提高焊接接头及结构的疲劳强度。然而TIG熔修并不能对残余应力场的性质及分布产生根本的改变,因此其提高疲劳强度的程度有限。本试验在焊趾TIG熔修处理后,在一定温度下对焊趾处施以一定强度的冷源,进行激冷处理,一方面可以改善焊趾处的成形,使焊缝向母材平滑过渡,降低应力集中;另一方面通过激冷处理调节了残余应力的分布,使疲劳强度进一步提高。 通过ABAQUS软件进行数值模拟计算,分别模拟焊态下,焊趾TIG熔修态下及焊趾TIG熔修后激冷处理态下的焊接残余应力场分布,分析TIG熔修及激冷处理对焊趾处残余应力的影响。通过计算得出,对于高速列车转向架用Q345-C对接及T型角接头,在TIG熔修后450℃进行激冷处理,可以消除纵向及横向拉伸残余应力,当激冷处理温度为550℃和650℃时,纵向及横向残余应力均呈现为压缩应力,且压应力随激冷温度的提高而增大。双向压缩的应力分布有利于接头疲劳强度的提高。 采用盲孔法对三种状态下的焊趾进行应力测试,得到结果为,在焊态及焊趾TIG熔修处理态下,焊趾处为拉伸残余应力,分别在350℃、450℃、550℃和650℃进行激冷处理,随着激冷处理时试板温度的提高,拉伸应力呈现降低趋势直至转变为压缩应力,由拉伸应力转变为压缩应力的激冷临界温度为450℃。测试结果与数值模拟计算结果相符。 采用三点弯曲法对三种状态下的试件进行疲劳试验,与焊态下相比,焊趾TIG熔修和550℃激冷处理都可以使T型接头疲劳强度提高,其中焊趾TIG熔修处理使疲劳强度提高了61%,而激冷处理使接头的疲劳强度提高了294%,焊趾TIG熔修后进行激冷处理,可以大幅度提高接头的疲劳强度。 通过冲击试验,得出当激冷温度高于650℃时,缺口位于焊趾的试样冲击功值有一定程度的下降,为了防止接头产生脆化倾向,激冷处理的临界上限温度为650℃。 通过拉伸、弯曲、硬度及金相试验可以得出,激冷处理不会使焊接接头的强度、韧性等力学性能下降。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 冯砚厅;TIG焊时的熔池形状及尺寸[J];河北电力技术;1999年04期
2 姜幼卿,黄永俊;逆变TIG弧焊电源可靠性的探讨[J];电焊机;2000年03期
3 周建初;金属的疲劳[J];南京航空航天大学学报;1958年02期
4 曾春华;;应力集中和表面状态对疲劳强度影响的研究[J];机械强度;1981年03期
5 肖丹尹;;喷丸强化[J];机械工人.冷加工;1984年04期
6 魏庆诚;;采用新的制造方法改善钛合金疲劳强度[J];粉末冶金技术;1987年04期
7 R.Bǒschen;杜赓林;;联邦德国威斯巴顿第45届热处理学术讨论会[J];热处理;1990年02期
8 解培民;;刷镀对45钢疲劳性能的影响[J];物理测试;1991年01期
9 张建强;王承权;;16Mn钢角焊缝疲劳性能研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);1992年02期
10 于永和;郑国英;何家文;;曲轴强化方法及其比较[J];汽车工艺与材料;1992年04期
11 刘庆起;表面变形对中碳合金结构钢疲劳强度的影响及强化机理[J];山东轻工业学院学报;1999年01期
12 王文先,霍立兴,张玉凤,王东坡;相变温度对焊接接头疲劳强度的影响[J];焊接学报;2002年03期
13 赵明皞,杨荣根,刘彤,杨峰;高强钢焊接接头的疲劳强度研究[J];机械强度;2005年05期
14 丁茹;刘静凯;;干熄焦用电磁振动给料机的结构分析[J];重型机械;2009年04期
15 秦建成;;高速铁路声屏障[J];环境工程;2009年06期
16 包俊成;赵捷;王志奇;黄玉华;赵伟明;;表面强化对30CrMnSiA钢疲劳性能的影响[J];机械工程材料;2010年06期
17 侯松玉;程靳;刘玉兰;;压力机摩擦带的强度计算[J];CMET.锻压装备与制造技术;1988年03期
18 冯忠信;张建中;;亚温淬火对渗碳钢疲劳强度的影响[J];金属热处理;1988年04期
19 郭学东 ,曲建民;挤孔强化方法的实用价值分析[J];工业技术经济;1989年Z1期
20 陈铁群;;渗碳钢疲劳内裂纹的萌生和扩展[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);1990年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李晓松;陈兆坤;战强;;双面同步TIG焊在大型铝镁料仓焊接中的应用[A];全国焊接工程创优活动经验交流会论文集[C];2011年
2 方仕祥;兰智彬;崔驱虎;;钆棒上端环缝TIG焊机技术改造研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第4册)[C];2009年
3 袁鹤然;范成磊;林三宝;杨春利;;超声交流TIG复合焊接电弧特性及行为研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
4 郭彦兵;童彦刚;贺晓娜;邓德安;;低合金钢薄板件TIG焊温度分布特点的有限元分析[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
5 朱萍;陈克选;张世勤;;单片机控制多功能TIG焊机的研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
6 武婧亭;游国强;郭强;龙思远;;焊接电流对挤压态AZ71镁合金TIG焊接头组织的影响[A];2011重庆市铸造年会论文集[C];2011年
7 彭凡;姚云建;陈昌萍;;焊接接头疲劳评定的热点应力法与局部法[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年
8 承龙;赵凯;雷玉成;朱强;;CLAM钢TIG焊接头微观组织及力学性能[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
9 郭时玲;戴光明;陈英;王绍国;;Inconel690镍基合金大面积热丝TIG堆焊工艺探讨[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
10 王发;程海波;周有淮;杨建平;佟晓利;幸坤涛;;TIG重熔在吊车梁加固工程中的应用[A];钢结构工程研究(五)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2004年学术交流会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱平;焊趾TIG熔修后激冷处理对接头残余应力及疲劳强度的影响[D];大连交通大学;2011年
2 牛永;小电流脉冲TIG弧的高频特征[D];天津大学;2010年
3 杨旭;电磁控制TIG焊电弧特性及焊缝成形机理研究[D];沈阳工业大学;2012年
4 刘强;小电流脉冲TIG焊接电源及电弧物理特征的研究[D];北京工业大学;2012年
5 孙清洁;超声—TIG电弧复合焊接方法及电弧行为研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 李渊博;绝缘片约束TIG电弧的静电探针分析及其在超窄间隙中的加热特性[D];兰州理工大学;2013年
7 宋建岭;铝合金/不锈钢预涂层TIG熔—钎焊特性与界面行为研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 宋建岭;铝合金/不锈钢预涂层TIG熔—钎焊特性与界面行为研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 齐晓冬;基于夹层设计的镁合金与钢、铝合金激光-TIG复合焊接研究[D];大连理工大学;2011年
10 朱强;CLAM钢TIG焊接接头性能及其在液态锂铅中腐蚀行为研究[D];江苏大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王帅;铝合金超声-TIG焊接工艺及超声作用效果研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 杨磊;耦合电弧AA-TIG焊接法及焊枪研制[D];兰州理工大学;2011年
3 晏丽琴;耦合电弧AA-TIG焊接法研究[D];兰州理工大学;2010年
4 林祥礼;高强耐蚀铝合金双面TIG技术研究[D];南京理工大学;2013年
5 刘自刚;电弧辅助活性TIG焊工艺及接头性能研究[D];兰州理工大学;2013年
6 李涛;铝合金气体输送活性TIG焊方法研究[D];兰州理工大学;2013年
7 张翱;TIG2基因与急性淋巴细胞白血病发生关系的研究[D];吉林大学;2010年
8 姜国峰;不锈钢A-TIG点焊工艺研究[D];兰州理工大学;2010年
9 王陆钊;热丝TIG焊的工艺及性能研究[D];江苏科技大学;2010年
10 吴飞虎;钛合金A-TIG焊活性剂的研制[D];兰州理工大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 廖建国;汽车大梁用热轧高强度钢板疲劳强度的改善[N];世界金属导报;2008年
2 高宏适;日本机械结构用高功能特殊钢[N];世界金属导报;2010年
3 肖英龙;汽车悬置螺旋弹簧用钢[N];世界金属导报;2007年
4 陶少清;高性能汽车用钢管及其成形技术[N];世界金属导报;2006年
5 肖英龙;2007年日本钢铁产业技术开发、新设备和新产品[N];世界金属导报;2008年
6 肖英龙;汽车发动机零部件钢铁材料的变迁与今后开发课题[N];世界金属导报;2007年
7 肖英龙;日本模具钢开发应用动向[N];世界金属导报;2006年
8 肖英龙;日本功能性船板开发使用现状[N];世界金属导报;2006年
9 郭廷杰;日本汽车发动机部件高强度化钢铁材料与技术[N];世界金属导报;2007年
10 肖英龙;促进汽车引擎部件高强化与轻量化的钢铁材料[N];世界金属导报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978