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雷达电子装备大型构件消除应力试验

分类:消除残余应力    关键词:消除应力

雷达电子装备大型构件在焊接后会产生一定的焊接残余应力,而焊接残余应力的存在会降低构件的承载能力,甚至引起脆性断裂,还会增加应力腐蚀破裂倾向,影响加工精度和尺寸稳定性。因此,对于重要的大型构件,一般需要进行消除应力

通常采用热时效和振动时效消除残余应力。热时效是指将焊接构件整体或局部以一定加热速度加热到AI相变点以下适当温度,保持数小时或数日,然后再进行缓冷。这种方法不仅可以消除焊接残余应力,而且还可以改善大多数钢的焊接区材质。但此法存在能源耗费大、周期长,加热温度不易控制等缺点。振动时效方法是通过振动时效装置使被处理的零件发生共振,并保持亚共振状态10-40min,将振动能量传递到工件的各个部位,促使工件内部发生微小的塑性变形,从而降低和均化内部残余应力,提高工件尺寸精度、增加稳定性,增强抗变形能力。与热时效相比,振动时效具有设备投资小,能源消耗低,时效周期短,尺寸稳定性好,无氧化,可处理超大型构件等优点。

本文采用频谱振动时效设备对电子装备大型构件消除应力的效果进行分析,为电子装备的生产制造提供参考。

试验设备及条件

本次试验采用JH-700A智能频谱交流振动时效设备,在激振器及振动平台工作时,波峰处的振动值*大,波节处振动值最小,将激振器放在振动台的波峰处,可以使工件在较小的激振力下得到较大的振幅。

在试验过程中,将振动器牢固地夹持在电子装备大型构件的适当位置上,通过振动设备的拉制部分,根据构件的大小和形状调节激振力,并根据构件的固有频率调节激振频率,直至联接在构件上的振动传感器所接受的信号达到*大值,即标志工件以达到共振状态。在这种情况下,保持25-30min可以达到消除应力和稳定尺寸精度的目的。

焊接残余应力检测

采用盲孔法对雷达电子装备大型焊接件进行焊接残余应力测试,分别在电子装备构件上选取A、B两个部位进行测量。在距孔中心一定距离处粘贴应变片,在应变片中心钻孔,钻孔直径1.5mm,深度2mm。为确定检测处的主应力方向和大小,应变片间应保持90°,内三角应变片相错45°,同时标定应变片的初始应变。仪器采用JH-30残余竞彩2串1投资计划和JHZK盲孔法专用钻孔装置。

测试结果分析

雷达电子装备大型构件消除应力试验.png

A点应力消除值                         B点应力消除值

通过对A点、B点测试数据分析可知,焊件经过频谱振动时效消除应力后,焊道处峰值得到了明显降低和均化,A点应力消除率为55.6%,B点为59.7%。平均综合应力消除率为57.5%。消除并均化应力可以有效减轻焊接变形,稳定焊件尺寸。B点还预置了一定数值的压应力,可降低焊接拉应力作用,提高焊接接头的疲劳性能及寿命。

结语

试验结果证明,振动时效技术可以降低雷达电子装备大型构件的焊接残余应力,并可使应力峰值得到均匀化,提高该装备的使用寿命。但此方法不能完全消除应力。所以在雷达电子装备大型构件的焊接过程中还应采用注意优化焊接结构设计,合理地选用焊接方法及工艺规范,采用焊前预热等措施控制焊接残余应力的产生,以保证焊接质量。


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