池,而与熔池毗邻的高温区材料的热膨胀受到周围材料的限制,产生不均匀的压缩塑性变形,在冷却过程中,已发生压缩塑性变形的这部分材料(焊缝两侧的材料),又受到周围材料的制约,而不能自由收缩,产生不同程度的拉伸应力,使得型材底部产生0.9-1.3mm收缩,继而通过型材底部较长的力臂,使工字型材比较薄弱的拐角处存在很大的力矩,在此处导致产生裂纹。63 解决方案通过原因分析可以看出,导致焊接结构开裂的关键在于焊接收缩以及收缩后开裂部位的应力水平,针对以上问题的关键,提出以下工艺解决方案并予以验证。3.1 焊接工艺改进在满足设计要求的前提下,降低补强板焊接时的热输入,以减小焊接收缩变形。焊丝直径由1.6mm变为1.2mm,以降低焊接热输入。焊工技能提升,焊接技能专家对补强板焊接操作者进行专项技能提升培训,以提高补强板焊接合格率,避免由于一次焊接不良再次修补带来的热输入过大造成收缩变形大的影响。通过优化焊接工艺的焊接结构补强板焊后收缩量可控制1mm以内,即所产生的焊接应力基本不会超出材料标准的屈服强度3.2 抛丸处理通过对开裂部位进行抛丸处理降低材料应力状态,并通过以下测试验证抛丸效果。焊接结构开裂部位未抛丸及抛丸后的测量区域如图8所示,抛丸前后的应力测试结果如表3所示。图8测量位置示意表3测量结果数据(单位:MPa)状态位置1234抛丸前σx应力90489-3σy应力231249207228抛丸后σx应力-6-150-18σy应力1388465544 结论通过对母材化学成分、机械性能进行分析,得出母材自身质量合格,对裂纹形貌及微观分析,可以看出裂纹产生机理属于内应力沿晶开裂,利用有限元仿真分析及实验验证收缩量与内应力的关系得到开裂过程的应力状态,表明:1)一种高强度铝合金焊接结构的开裂原因为焊接收缩产生的焊接应力;2)通过焊接工艺的调整降低焊接收缩量,随之降低焊接产生的焊接应力;
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