射線法與應力釋放法測量焊接應力的對比研究
- 2016-03-14 11:36:00
- 合肥工業大學 孫明如 原創
- 8415
常用的焊接結構殘余內應力的測試方法，按其原理可分為兩 大類：應力釋放機械測量法和無損的物理測量法。由于電陰應變片電測法與機械法的配合使用，大大降低了機械法對構件的破壞性；物理法中比較常用的是X光射線衍射測量法。本文對兩種測量測量方法測量結果的曲同點作了比較詳細的對比討論，并從理論上進行了解釋。
1 實驗過程
母材為500MPa級的15MnVN正火低合金高強度鋼，厚度20mm，采用半自動CO2氣體保護焊，焊絲用H04Mn2SiTiA。接頭尺寸如圖1所示。接頭是在點因定位焊拘束狀態下進行的焊接的，在各測量點研磨、電解拋光后用XYL--75型X射線應力測定儀測量殘余應力，然后在同一點再用應力釋放法（雙柵應變花）測量應力。測量位置分別是如圖1的示的焊縫縱向中心線，熔合線和垂直于焊縫的B線。
實驗結果表示在圖2中，平行于焊縫縱向的應力用σL表示，垂直于焊縫的橫向應力用σT表示。從圖2（a）和（b）可以看出，除焊縫用熱 影響區外，用兩 種方法測得的殘余應力的頒是相當吻合的。這說明用X射線衍射法測量應力的精度與應力釋放法是在同一水平上的。而在焊縫和熔合線上，兩 種方法的測量結果存在明顯的差別，如圖2（c）（d）所示。在焊縫縱向除兩端及其附近外，用應力釋放法測故里和殘余應力的數值近似等于屈服極限，而用X射線法測得的應力數值沒有達到屈服極限。
3 結論
用X射線法在焊接接頭母材上測量的殘余應力與用機械法測量的結果有很好的一致性，而用兩種方法在焊接區測得的殘余應力值存在一些差距，這一矛盾現象可解釋為鋼中的基線應力是鐵素體和珠光體處于平衡狀態下的應力。
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