T形焊接接头内的应力波特性

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Welding Technology V01.39 No.7 Jul,2010 ?试验与研究? 5 文章编号:1002-025X(2010)07-0005--03 T形焊接接头内的应力波特性 宋宏伟1,韩以楠2,罗 震1,敖三三1,董建涛1,张建武1 (1.天津大学材料科学与工程学院,天津300072;

2.天津鞍钢天铁冷轧薄板有限公司,天津300056) 摘要:研究了在外部冲击对称加栽的情况下T形焊接接头中应力渡俦播的特性。

试验采用焊条电弧埠焊接T形接头.在工件对称处进 行单次锤击,利用动态电阻应变仪测量应力波经过焊缝之前和经过焊缝之后的波形。

结果表明,应力波在传播时损失较小,可以通过 波形分析焊缝处的情况。

关键词:应力波;

T形焊缝;

无损检测 中图分类号:TC-404 文献标志码:B 世纪80年代由Egle D M等人提出以来.引起了研究 O 引言 人员的极大兴趣。

英国帝国理工大学力学工程系的学 者们基于脉冲回波法发展了管道超声导波检测技术。

并对工厂中的管道进行了检测。

该技术的基本思想 是:在材料或结构表面某处激发询问脉冲应力波。

同 时在表面其他地方接收该应力波信号。

然后通过应力 波信号分析确定反映材料对于瞬态脉冲波传播效率的 应力波因子。

以此来表征材料的力学性能和力学性质 的变化[31。

国内对钢结构的研究主要在管道的应力波传播。

有研究利用加载对称冲击波在有、无缺陷管道中的轴 向传播进行试验,证明金属管道中激励出的波的传播 距离可达200in以上,可以用来实现管道的长距离检 测。

而由于缺陷较小且信号频率较低,试验得到的时 域信号难以直接观察到缺陷回波[4]。

目前对于T形焊缝中应力波的传播特性还没有 相关的研究。

本试验对T形焊缝加载外部冲击,并 通过动态电阻应变仪检测.得到应力波经过焊缝前后 的波形变化以及频率变化。

通过对比了解冲击弹性应 力波在结构中的传播特性,为利用应力波对T形焊 缝进行检测提供了理论基础。

在目前的工程结构中。

T形焊接接头焊缝在机 械、冶金、电力设施、桥梁船坞等领域被广泛地应 用。

但是由于角焊缝所连接的钢结构多受剪切应力的 作用,承受载荷较大,易产生质量问题:¨,故需对此 类焊缝进行可靠的质量检测。

焊缝无损检测是在不损 伤被测材料的情况下。

检查材料焊缝内部或表面的缺 陷。

或测定材料的某些物理量、性能、组织状态等的 检测技术。

常用的无损测试技术有射线探伤、超声波 探伤、磁粉探伤、渗透探伤等方法。

目前对于厚度在 8 mm及其以上的板材多采用超声波探伤。

但对钢桁 架的焊缝进行检测时,大部分是不能进行超声波探伤 的。

这是因为钢桁架多为大尺寸、长距离的结构,而 超声波的探伤过程为逐点扫描式,故对于长距离的钢 结构检测具有代价高、效率低的缺点[2]。

应力波技术是解决这一问题可行的方法。

目前应 力波技术主要应用于建筑工程领域中桩基础的缺陷检 测。

这种方法利用激励出的沿桩身传播的应力波在遇 到缺陷的界面或桩底后反射返回桩顶的时间来判别桩 身内的缺陷位置。

此技术在钢结构中的应用,自20 收稿日期:2010非01 基金项目:国家自然科学基金(50975197);

天津应用基础研究计 划基金(09JCZDJC24000);

国家高技术研究发展计划 1 1.1 试验 试验材料和仪器 本试验的研究对象是具有T形焊缝的构件,其 …”。

“…。

”’“ !:兰划’‘2008从042136’;

三耋篓竺篓薹要誓 合项目(2007A0903021050);

天津高校双五科技计划 项目(2009E6--0020);

教育部新世纪人才项目资助 …一…………~、” 尺寸如图1所示。

钢板的成分为Q235,尺寸分别为 万方数据

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