谈超声冲击技术消除转向架构架焊接残余应力试验方案分析

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1、雕黼勰鞭超声冲击技术消除转向架构架焊接残余应力试验方案分析应之丁高立群范庆锋(1．同济大学铁道与城市轨道交通研究院，201804，上海；2．中国中车株洲电力机车有限公司，412001，株洲∥第一作者，副教授)摘要为消除转向架构架焊接接头残余应力，尝试应用超和接头的疲劳强度。但是，由于焊缝部位的表面状声冲击法消除焊接接头残余应力。给出了采用超声冲击测态有一定的随机性，超声冲击的能量输出不稳定，导试转向架构架焊接接头残余应力试验方案，测试超声冲击前致产品批量加工中会出现一些问题。焊接过程中的后工艺条件下，焊接接头残余应力的变化特征和规律。对超质量是否稳定跟机器的配置有很大的关系l_5]。声

2、冲击前后焊接接头的微观组织和常规力学性能进行了检本文对SMA490BW耐候钢焊接接头进行超声查测试。结果表明，超声冲击后焊缝区强度有所提高。冲击处理，并对超声冲击处理前后以及不同冲击工艺关键词转向架构架；焊接接头；残余应力；超声冲击中图分类号U270．331对耐候钢焊接接头残余应力消除情况进行研究。DOI：10．16037／i．1007—869x．2016．O1．0101转向架构架焊接试验ExperimentEliminationPlanofResidualStressonBogie1．1转向架构架焊接材料FrameWldingJointwithUltrasonicImpactTech

3、nology试验转向架构架是用材料为SMA490BW的YingZhiding，GaoLiqun，FanQingfeng耐候钢焊接而成的，采用声1．2mlTlCHW～550AbstractToeliminatetheresidualstressonbogieframeCNH焊丝。SMA490BW耐候钢应满足的力学性weldingjoints，ultrasonicimpacttechnologyisattempted．能参数见表1。Anexperimentplanisproposedtotesttheresidualstresses表1JISG3114-2004中焊接结构用耐大气ofwel

4、dedjointsbeforeandafterUIT，thevariationchar—腐蚀热轧钢材的力学性能acteristicsandlawsoftheresidualstresses．Themicrostruc—tureandconventionalmechanicalpropertiesofwelded牌号屈服强度／MPa抗拉强度／MPa伸长率／％sMAjointsareexaminedbyusingUIT，whichshowsthatthe490BW(钢材厚度≤16mm)490~61⋯o(钢材厚度≤16mm)strengthofweldedjointsisimprovedto

5、someextent．1．2转向架构架试样制备Keywordsbogieframe；weldingjoint；residualstress；ul—trasonicimpacttechnology(UIT)选取尺寸为600mm×2001TIITIX81TI1TI的First-authorSaddressInstituteofRailTransit，TongjiUni—SMA490BW耐候钢板材，长边开Y型坡口，角度versity，201804，Shanghai，China为单边30。、钝边11Tim。焊接前使用专用打磨工具清除坡口附近的金属氧化物等污染物，并用丙酮擦转向架构架焊接残余应力

6、直接影响焊接结构的拭坡口附近区域。承载能力和服役寿命L1]。传统消除转向架焊接残余采用MAG(80％Ar+20％CO混合气体保护应力的方法包括锤击法、火焰矫正法等。近年来，超焊)焊接方法、双层焊。经反复调试后，获得最佳焊声冲击处理技术发展飞速。其核心技术是：将超声接工艺参数，如表2所示。波换能器的谐振转换为超声频冲击脉冲，对焊缝表表2焊接工艺参数面进行振动冲击和能量输入，使焊缝与母材的过渡区实现平滑过渡，从而改善焊件的应力集中状况[-4；新调整焊接残余应力场，把应力集中处的拉应力转变为压应力，以此来提高金属表面层的强度·44’嚣莲遣嚣餮l莲《隧l隧鳍l嚣雕；隧；添鲻嚣1．3转向架构架试

7、验方案为保证被测试部位的焊接残余应力分布大体一致，在焊接试件的中心部位上选择5个相邻区域(编一号依次为A、B、C、D、E)进行试验(见图1)。每个区里域分别测试14点，测试布点图如图2所示。图中，b焊缝宽14mm，焊缝上各测试点间隔距离为2mm。其中，点5、6、7、8、9、10位于焊缝区域；点4、11位于焊趾上；点3、12位于热影响区；点1、2、13、14位于母材上。图3A区超声冲击处理前后残余应力对比焊缝西＼母材图1试件超声冲击测试布点区域图