電磁錘隨焊錘擊設(shè)備及工藝的研究.pdf

1、焊接作為制造業(yè)的基礎(chǔ)工藝與技術(shù)，在21世紀為工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展做出了重要的貢獻。然而，焊接是一個局部快速加熱和冷卻的過程，它所引起的不均勻溫度場和應(yīng)變場，在被焊工件內(nèi)會產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，而焊接應(yīng)力的存在可以導(dǎo)致產(chǎn)生熱裂紋及冷裂紋并且還會影響到焊件加工精度和尺寸穩(wěn)定性，影響了焊接質(zhì)量。 如何降低和消除焊接應(yīng)力，防止焊接裂紋的產(chǎn)生成為焊接領(lǐng)域廣泛關(guān)注的一個重要課題。人們提出了熱處理法、振動法、機械拉伸法、錘擊法等多種消除焊接應(yīng)力的方法

2、，作為錘擊法，隨焊錘擊是在焊接過程中通過實時錘擊焊縫及近縫區(qū)金屬材料從而消除或減小焊接應(yīng)力的一種焊接新技術(shù)。該方法能有效的改善焊接接頭的應(yīng)力分布狀態(tài)，降低應(yīng)力集中現(xiàn)象，防止焊接熱裂紋的出現(xiàn)，提高焊件的抗拉強度。與其它消應(yīng)力的方法相比，隨焊錘擊具有操作簡單，效率高等特點，顯示了一定的優(yōu)越性。 為了更好的完善隨焊錘擊工藝，實現(xiàn)隨焊錘擊裝置的自動化。在前期研究的基礎(chǔ)之上，本文繼續(xù)對隨焊錘擊設(shè)備及工藝進行了研究。首先，分析了隨焊錘擊強化

3、焊縫的原理，對隨焊錘擊裝置進行了簡單闡述。對電磁錘進行了改進，減小了其體積，增加了靈活性。其次，通過改進后的電磁錘設(shè)計出了三個自由度的夾具，使電磁錘能自由的調(diào)整錘頭與堆焊焊頭的角度(即錘擊溫度)及錘擊距離。用自行設(shè)計的夾具帶動隨焊錘擊裝置進行隨焊錘擊試驗，通過試驗著重分析了不同的錘擊力和錘擊溫度對焊接應(yīng)力和顯微硬度的影響，并對錘擊前后試件的顯微組織進行了對比分析。最后，利用數(shù)值模擬技術(shù)對焊接溫度場和應(yīng)力場進行了分析討論。 通過隨

4、焊錘擊試驗可以得出如下結(jié)論: (1)隨焊錘擊可以使焊縫及其附近的焊接應(yīng)力得到不同程度的降低，在焊縫處應(yīng)力降低的幅值最大，距離焊縫越遠，應(yīng)力降低的幅值越小； (2)從焊縫的金相組織可以看出:隨焊錘擊處理可以細化晶粒，增加焊縫的強度； (3)基于ANSYS有限元，采用埋弧堆焊技術(shù)對焊接溫度場和應(yīng)力場進行了模擬，得出在焊接熱影響區(qū)和距焊縫中心線不同位置處的熱循環(huán)曲線變化趨勢一致，溫度都是先迅速升高再下降，隨著時間的推移