5.4.3  超声波冲击法的效果评估

5.4.3 超声波冲击法的效果评估

1.应力分析

试验使用济南佳兴机械有限公司的专业型超声波冲击设备，测试件为长2m、宽1m、厚8mm的焊接好的铝合金板。试验前，先将板材截成长均为1m的两块板，将其中的一块板进行超声波冲击处理，采用盲孔法分别对两块板进行应力测量，测量时取6个点，钻孔直径为0.8mm，孔深为1.0mm。测得的超声波消除焊接残余应力变化如表5-7所示。经过超声波冲击后，焊接残余应力显著降低。

表5-7 超声波消除焊接残余应力变化^[17]

2.位错分析(https://www.daowen.com)

图5-13 超声波冲击处理前后的位错结构变化^[17]

a）处理前 b）处理后

金相试样分别取自两块铝合金板。腐蚀液为混合酸（氢氟酸1mL、硝酸1.5mL、盐酸2.5mL和水95mL）。将试样进行粗磨、细磨，然后在抛光机上进行粗抛、细抛。待抛好无划痕后，用腐蚀液进行腐蚀，水冲洗，再用酒精清洗，直到能看到晶粒组织，即腐蚀完毕。采用显微镜观察得到超声波冲击处理前后的位错结构变化如图5-13所示。由该图可以看出，利用超声波消除焊接残余应力的方法的确可行，且效果比较明显。这证实了超声波冲击消除应力的原理从位错方面解释的合理性。此方法不仅能够降低焊接残余应力，而且能够有效地提高焊接接头的疲劳强度，延长疲劳寿命，抑制焊接裂纹，减小变形。