焊接残余应力的测定的 学生用 2009.doc

实验二 焊接残余应力的测定 第一部分 盲孔法测定焊接残余应力 . 实验目的 （1）掌握盲孔法测定焊接接头中的焊接残余应力的方法； （2）加深对平板对接接头中焊接残余应力分布规律性的认识。 . 实验装置及材料 （1）盲孔法应力测定钻孔装 （ZDL—II） 1套； （2）数字式电阻应变仪（WS-3811） 1台； （4）数字万用表 1个； （5）焊板 16Mn 500mm×260mm×8mm 2块； （6）应变花 纸基 TJ120—1.5—? 1.5 9片； （7）钻头 ? 1.5mm 1根； （8）100#砂布、丙酮、502胶水、直尺、划针、导线、锡焊工具等。 . 实验原理 工件经焊接加工后，其内部存在着残余应力场。在应力场内任意处钻一个一定直径和深度的盲孔后，随该处金属的去除，其中的残余应力即被释放，应力场原有的平衡亦受到破坏，这时盲孔周围的应力将重新分布，应力场达到新的平衡。盲孔周围的应变，其大小与被释放的应力是相对应的。测出这种应变，根据弹性力学理论便可推算出盲孔处的内应力。 如果钻孔前应变片粘贴在孔的周围如图6-4所示，钻孔后应变片即可感受到释放应变。测出钻孔前、后各应变片的应变值，便可按下式算出主应力?1、?2及纵向应力?X的大小及主应力的方向?。 图6-4 盲孔法测内应力布片示意图 式中A、B为应变释放系数，需进行标定实验来确定其数值。用盲孔法测焊接残余应力时，A、B的值与孔径、孔深、孔与孔的相对位置、应变片尺寸以及被焊材料种类等有关。 经标定，本实验的A、B值为：. 实验内容及步骤 （1）实验准备 ①用砂布打磨上待测部位表面然后用丙酮除去表面油污。 ② 对待用的应变片进行外观检查；用数字万用表测量其阻值，要求每片应变花上的三个应变片的阻值差? ? 0.1?。 ③按图6-5用划针划线，定出钻孔和贴片的位置。 图6-5 钻孔位置图 ④将应变片待贴面用除油污，再滴上少许502胶水，涂匀，稍晾片刻后将应变片贴于试件待测点位置。 ⑤用数字万用表检查应变片的粘贴质量，要求应变花的引线与试板间的绝缘电阻? 200??。 （2）应变测量 ① 将试件上各应变花分组接入电阻应变仪回路。 ② 调节电阻应变仪，将各应变花的初始应变读数?A、?B、?C 均调至0值。 ③ 将钻孔装置通过放大镜与测点粗对中；再用502胶水将其底座固定在试件上；而后精确对中测试点；再将放大镜换为钻具进行钻孔，钻孔深度h应大于2mm，钻速? 400转/min。 ④ 停钻后每隔3 min 记录一次?A、?B、?C值，直到相邻两次读数相差1??或相同时，以最末两次读数的平均值作为实验数据，进行记录。 ⑤ 更换测试点，重复实验步骤3～4 。 . 实验数据整理及结果分析 （1）实验数据整理 ① 将实验测量出的各测点的应变量填入表6-4中。 ② 按式6.4、式6.5、式6.6、式6.7计算各测点的焊接残余应力?1、?2及其方向?值、纵向残余应力?X值，填入表6-4中。 表6-4 应变量及残余应力数据 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ?A (??) ?B (??) ?C (??) ?1 (MPa) ?2 (MPa) ?X(MPa) ? ③ 根据计算出的焊接纵向残余应力?X值，在直角坐标系中绘出焊接接头的纵向残余应力沿板宽分布的曲线。 （2）实验结果分析 对实验所得的焊接接头纵向残余应力?X 沿板宽分布的曲线进行分析与讨论。 . 思考题 实验所得的焊接纵向残余应力曲线，试分析原因第二部分 焊接残余应力的磁应变法测定 .实验目的 （1）了解CCYL－98型磁应变仪基本结构和工作原理； （2）掌握CCYL－98型磁应变仪的使用方法； （3）加深对焊接残余应力分布规律性的理解。 .实验装置及材料 （1）磁应变仪 （CCYL－98型） 1套； （2）计算机 1台； （3）焊接接头试板