一种降低金属结构材料熔焊接头残余应力的方法技术

本发明专利技术提出一种降低金属结构材料熔焊接头残余应力的方法，利用加热气体和高速粒子流同时撞击焊缝区及其附近，通过在接头表面产生压应力，改善应力分布，提高接头疲劳强度及使用寿命。撞击颗粒尺寸多在10‑100μm之间，颗粒的加速可通过高压压缩气体(氦气、氮气或压缩空气)而实现，气体压力一般为1.5‑3.5MPa，颗粒速度可达到400‑1000m/s。再者，可以根据需要对气体进行预热，预热温度一般为200‑600℃。方法中高速粒子撞击与热气冲击效应的结合，可以有效降低或消除构件残余拉应力，提高接头力学性能，延长构件服役寿命。本发明专利技术除了用来调控金属结构材料熔焊接头的残余应力外，还可用于改善其他材料的各种焊接接头残余应力分布，从而提高接头的安全可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种降低金属结构材料熔焊接头残余应力的方法
本专利技术属于金属结构材料连接
，具体涉及一种降低金属结构材料熔焊接头残余应力的方法。
技术介绍
航空航天、石油化工、汽车船舶、压力容器等众多工业领域，均会涉及金属结构材料连接技术。在焊接时，焊缝区局部加热膨胀，受到离焊缝较远部分的约束不能自由伸长，使焊缝区受压产生塑性变形；在随后的冷却过程中，焊缝区收缩，又受到离焊缝区较远部分的约束不能自由缩短，因而焊后产生残余拉应力。残余拉应力的存在不仅会降低构件的承载能力，还会对构件的精度和尺寸稳定性造成明显影响，同时，残余拉应力也是引起应力腐蚀开裂的主要因素。因此，需要采取必要的措施来降低或消除残余应力。目前降低或消除焊后残余应力主要用到以下方法：(1)锤击法：利用钢锤锤击工件残余应力集中的部位，使工件表面受到锤击的压应力而发生局部塑性变形，从而减小残余应力峰值，改善和均衡工件残余应力分布。但是该方法操作时打击力度的控制比较难，力度过大容易造成加工硬化和焊缝开裂。(2)热处理法：通过对焊件整体或局部进行加热来降低应力，降低效果主要取决于加热温度、保温时间、焊件成分和组织、冷却速度等。该方法耗时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低金属结构材料熔焊接头残余应力的方法，其特征在于：具体操作步骤如下，步骤一：对焊缝表面预处理：首先用砂纸打磨金属材料的焊缝及待处理区域，用以去除杂质；然后用丙酮或酒精去除金属材料的焊缝及待处理区域的油污；步骤二：将金属粒子装入送粉器，所述金属粒子尺寸在10‑100μm之间；步骤三：接通高压气源，通入的加速气体压力为1.5‑3.5MPa，将加速气体通过高压气源一部分通入所述送粉器，用于推动所述金属粒子，使其速度达到400‑1000m/s，形成高速粒子流；另一部分通入气体加热器，将气体温度加热到200‑600℃；步骤四：通过机械手臂或机械装置将金属材料进行装夹，然后使用处理枪将所述高速粒...

【技术特征摘要】
1.一种降低金属结构材料熔焊接头残余应力的方法，其特征在于：具体操作步骤如下，步骤一：对焊缝表面预处理：首先用砂纸打磨金属材料的焊缝及待处理区域，用以去除杂质；然后用丙酮或酒精去除金属材料的焊缝及待处理区域的油污；步骤二：将金属粒子装入送粉器，所述金属粒子尺寸在10-100μm之间；步骤三：接通高压气源，通入的加速气体压力为1.5-3.5MPa，将加速气体通过高压气源一部分通入所述送粉器，用于推动所述金属粒子，使其速度达到400-1000m/s，形成高速粒子流；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文亚，邹阳帆，李娜，杨夏炜，徐雅欣，马铁军，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61