一種改善汽車(chē)焊趾疲勞特性的焊接方法

焊接是汽車(chē)制造過(guò)程中常用的連接方式，通過(guò)焊接相連的兩個(gè)零部件不需要再進(jìn)行熱處理和噴丸處理就能去除焊接殘余應(yīng)力，其主要失效形式是由于路面激勵(lì)引發(fā)循環(huán)載荷產(chǎn)生的疲勞失效。近年來(lái)，由于汽車(chē)輕量化要求的不斷增多，汽車(chē)上零部件的厚度變得越來(lái)越薄、強(qiáng)度變得越來(lái)越高，因此使汽車(chē)焊接結(jié)構(gòu)的疲勞失效變得越來(lái)越突出。而對(duì)于焊接接頭的疲勞失效，通常是從焊趾處出現(xiàn)開(kāi)裂開(kāi)始的。為了改善汽車(chē)焊接結(jié)構(gòu)的疲勞特性，則需要改善焊趾處的疲勞特性。

而改善焊趾處疲勞特性常用的焊接方法為惰性氣體金屬弧焊，考慮超聲沖擊能夠利用超聲波振動(dòng)高速?zèng)_擊焊接表面，使焊接表面產(chǎn)生塑性變形和殘余壓應(yīng)力，這將降低焊接表面已經(jīng)存在的殘余應(yīng)力、降低疲勞處的應(yīng)力集中。因而，采用在惰性氣體金屬弧焊中加入超聲沖擊過(guò)程。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)該方法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。試驗(yàn)采用常規(guī)S355普通低碳鋼進(jìn)行試驗(yàn)樣品的制造。采用惰性氣體金屬弧焊將兩個(gè)S355鋼條焊接成十字接頭的形式，并在焊接時(shí)利用超聲沖擊對(duì)焊接表面進(jìn)行沖擊。將得到的試驗(yàn)樣品置于德國(guó)申克（Schenck）集團(tuán)生產(chǎn)的Hydroplus PSB疲勞試驗(yàn)機(jī)上，設(shè)定循環(huán)載荷為200kN、加載頻率為30Hz、循環(huán)應(yīng)力比為0.5，試驗(yàn)樣品承受100萬(wàn)次循環(huán)載荷也不發(fā)生疲勞失效，則認(rèn)為其不會(huì)出現(xiàn)疲勞失效。試驗(yàn)結(jié)果表明，利用帶有超聲沖擊的惰性氣體金屬弧焊方法制成的樣品，其疲勞特性顯著增強(qiáng)，驗(yàn)證了該方法的有效性。

刊名：Welding in the World（英）

刊期：2016年第60期

作者：E.?strand et al

編譯：陳丁躍