焊接結(jié)構(gòu)因其高強度和能滿足各種尺寸和形狀的要求等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備中。然而，焊接件容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，這會縮短構(gòu)件使用壽命，甚至產(chǎn)生裂紋。為解決這一問題，廠家采用超聲波沖擊去除殘余應(yīng)力。采用盲孔法對自制錳鋼板焊接件進行殘余應(yīng)力測試，得出超聲前后各點的應(yīng)力變化情況，從而分析超聲波沖擊去應(yīng)力的效果。

測點選擇

自制錳鋼焊接件采用兩面焊接。為了試驗的反復(fù)驗證，一共加工了三件相同的錳鋼焊接件，實驗結(jié)果可以相互吻合，所以對其中兩件的測試情況進行說明分析。

測點的位置將直接影響測試結(jié)果，同時考慮可操作性等各方面的因素。對樣品一，在樣品的三條焊縫中部附近各取一點，測點離焊縫的距離約5mm。對樣品二，選點與di一件樣品選點位置基本對應(yīng)，第4、5點與第一件樣品的第1點位置對應(yīng)，第6點與第3點位置對應(yīng)。

殘余應(yīng)力測試方案

試驗首先在室溫、原試件不進行任何處理的情況下進行試驗。采用角磨機、粗砂紙等依次對測點附近進行打磨；使用酒精棉清洗測點，直到棉球無任何污垢為止；采用JH-496膠水對三軸應(yīng)變花進行粘貼。粘貼方向如下：①樣品一，粘貼方向是（-45）°、0°、（+45）°，其中，0°方向是垂直于焊縫的方向，從0°順時針方向是-45°，逆時針方向是+45°；②樣品二，粘貼方向是0°、45°、90°，其中0°方向與焊縫平行。連接導(dǎo)線采用的是屏蔽線，以zui大限度的減少外界的干擾。

采用半橋、公共溫度補償?shù)慕泳€方式，使用JHMK殘余應(yīng)力測試系統(tǒng)對測點各方向進行測試。準備工作完成后，首先將儀器清零，在儀器零點穩(wěn)定后，在應(yīng)變花的頂點處采用2mm的鉆頭鉆孔，孔深約2mm，等儀器數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，記錄各方向的應(yīng)變值；然后采用超聲沖擊設(shè)備對焊縫進行振動沖擊，沖擊結(jié)束數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，第二次記錄相應(yīng)點各方向的應(yīng)變值，以便進行后續(xù)分析。前后測得的數(shù)據(jù)，如表1所示。

殘余應(yīng)力測試數(shù)據(jù)分析

試驗采用先鉆孔后超聲的順序進行，表中超聲前是指鉆孔后的數(shù)據(jù)，超聲后是指在鉆孔的基礎(chǔ)上，進一步超聲沖擊后的數(shù)據(jù)。

從計算后的數(shù)據(jù)可以看出，通過超聲沖擊后各點的等效應(yīng)力都有所增加，平均增幅在60MPa左右。利用鉆孔法基本能釋放焊縫附近的絕大部分殘余應(yīng)力，配合超聲沖擊能更徹底的去處殘余應(yīng)力。

通過實驗表明：操作技術(shù)對實驗結(jié)果有直接的影響。貼片的角度、質(zhì)量、鉆孔的精準位置，沖擊強度與沖擊時間的把握，都是影響試驗結(jié)果的直接因素，都需要再后續(xù)的試驗過程中加以完善。

總結(jié)

試驗采用盲孔法對焊接件焊縫附近的殘余應(yīng)力進行測試，驗證了超聲沖擊法在工程上應(yīng)用的可行性，為工程實踐及研究性試驗教學(xué)的開展積累了經(jīng)驗。