对于综合控制焊接变形和防止热裂纹的新方法——双向预置应力法

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1、学兔兔www.xuetutu.com第45卷第9期机械工程学报VO1．45NO．92009年9月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGSep．2009DoI：10．3901／JME．2009．09．296综合控制焊接变形和防止热裂纹的新方法——双向预置应力法周广涛刘雪松杨建国路浩方洪渊(哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室哈尔滨150001)摘要：提出一种既可控制薄板焊接变形又可防止焊接热裂纹产生的随焊同步进行的双向预置应力法，阐明该方法的基本原理并对该法防止高强铝合金L

2、Y12薄板焊接热裂纹和控制其焊后变形的有效性进行研究。在自行研制的预置应力设备上进行试验验证。双向预置应力下焊接试验结果表明，采用这～新方法可以有效地控制高强铝合金LY12的焊接变形及焊接热裂纹的产生。关键词：双向预置应力热裂纹焊接变形中图分类号：TG156IntegratedControlofWeldingDeformationandPreventionofHotCracl【in卜TwO-wayPrestressMethodZHOUGuangtaoLIUXuesongYANGJianguoLUHao

3、FANGHongyuan(StateKeyLaboratoryofAdvancedWeldingProductionTeehnology,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001)Abstract：Atwo·wayprestressmethodsynchronizingwithweldingisproposed，whichcancontrolweldingdeformationofsheetmetalandpreventthegenerationofweldin

4、ghotcracking．TheprincipleofthismethodisdescribedanditsefectivenessofpreventingweldinghotcrackingofhighstrengthaluminumalloyLY12sheetandcontrollingitsdeformationafterweldingisresearched．Experimentalverificationiscarriedoutonaself-developedprestressequipm

5、ent．Theresultsofweldingtestundertwo—wayprestressshowthatthisnewmethodcanefectivelycontrolweldingdeformationofLY12sheetandpreventweldinghotcracking．Keywords：Two—wayprestressmethodHotcrackingWeldingdeformation防止热裂纹方面有随焊激冷和随焊锤击等方法J，0前言这些方面的研究都取得了一定的效果。本文从力

6、学角度出发，提出了采用双向预置应高强铝合金具有良好的物理性能和力学性能，力法综合控制焊接变形和防止热裂纹新技术，建立其比强度和比刚度较高，在航天结构的制造中越来了原理模型，研究了该方法控制焊接变形和防止热越受到重视，但由于它的热膨胀系数和热裂纹倾向裂纹的可行性并进行了相关试验验证。该方法与上大，在焊接时往往产生较大的焊接变形和裂纹，这述其他方法相比有独特的优势：作用位置远离熔池，种现象在薄板结构制造中尤为突出，因此控制变形电弧稳定；焊缝属于自然成形、外观好；属于随焊和防止裂纹对于该材料的广泛应用具有特

7、别重要的控制，针对性强；不会引起焊缝金属组织的变化。意义。目前，国内外对铝合金构件变形和裂纹的控制1双向预置应力模型的建立提出了许多方法。在控制变形方面包括强迫冷却法、局部加热法，单向预拉伸法和随焊碾压法等[1-4]；在1．1薄板挠曲变形和热裂纹产生的原因焊接热源对工件的热作用具有局部性和时变20080925收到初稿，20090416收到修改稿学兔兔www.xuetutu.com2009年9月周广涛等——双向预置应力法297：综合控制焊接变形和防止热裂纹的新方法性，其作用结果是，在被焊工件上形成了不均

8、匀的示，尺寸为300mmX150mm~2mrn。材料采用温度场，温度分布的这种不均匀性是引起焊接残余YLl2，其力学性能参数弹性模量E、屈服点∞热17-8]应力和变形的根源o膨胀系数、比热等物理参数均随温度变化而变化，在焊接热源作用下，焊接区以远高于周围区域纵向拉伸载荷取O．50rs，加载方式为平行于焊缝方向的速度被急剧加热。，并局部熔化，焊接区材料受热整体拉伸加载。而膨胀，热膨胀受到周围较冷区域的约束，产生(弹性)热应力，受热区温度升高后屈服极限下降，