镍基合金的焊接残余应力测试技术研究

• 作 者: 姜胡
• 发表日期: 2009年01期
• 关键词: Inconel 690 盲孔法 压痕法 残余应力 孔片配合

本论文以Inconel 690为主,采用盲孔法与压痕法进行了镍基合金的焊接残余应力测试,这也是国内首次对镍基合金的残余应力测试技术进行研究。研究结果对国内镍基合金的残余应力测试技术具有一定得指导作用。本论文对盲孔法测试镍基合金的影响因素进行了试验研究。通过孔片配合试验发现:盲孔法测试Inconel 690的残余应力,针对同一种应变片,使用的钻头直径越大,切削应变值越大;2.4mm钻头钻BE120-2CA-B型应变片,所测三向应变值最均匀。所选定的孔片配合为:直径为2.4mm的钻头钻BE120-2CA-B型应变片。Inconel 690的A、B系数可以通过三种方法确定:理论计算、有应力标定和无应力标定。使用理论计算系数确定的残余应力值比使用标定系数计算的残余应力值大,差值为200MPa左右。有应力标定与无应力标定两种标定方法,机理不同,但是结果相近,可认为标定值要比理论值准确。本文采用的标定方法为有应力标定。标定的A、B系数为:A=-0.3659×10^-6,mm²/N,B=-0.5579×10^-6mm²/N。使用盲孔法与压痕法测试了Inconel 690的对接试板与堆焊试板的焊接残余应力。结果表明:两种方法所测结果比较接近,对接试板上所测残余应力的差值最大,为33MPa,是平均值的8%左右。在使用压痕法测试Inconel 690的残余应力时,压痕打击器若不是垂直打入测试点平面,压痕图案会变得不规则,导致测量结果偏低。将Inconel 690的标定系数用来测量Ni327堆焊试板的焊接残余应力,盲孔法测量结果是压痕法测量结果的一倍左右,盲孔法测量结果的平均值在0.8σ_s左右,焊缝区残余应力值一般在0.7σ_s以上,盲孔法测量结果是可信的。盲孔法标定系数的适用性比压痕法标定系数的适用性好。