焊接接头的力学性能和残余应力可能引起脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀破坏以及降低结构的稳定性。美国NASA Johnson Space Center的研究结果表明,经激光冲击处理后,铝合金搅拌摩擦焊的焊接接头的屈服强度、抗拉强度显著提高(2195铝合金搅拌摩擦焊接接头的屈服强度提高60%,抗拉强度提高11%,见图2),且冲击区有晶粒细化现象。北京航空制造工程研究所将激光冲击处理应用于激光焊和电子束焊的焊接接头强化,显著地改善了原有的焊接应力分布,激光冲击处理技术有望成为解决高能束焊接接头疲劳性能分散性大的关键技术。与喷丸强化相比,激光冲击处理应用焊接接头方面具有很大的优势。以铝合金为例,喷丸的冷作硬化程度为30%~40%,激光冲击处理的的冷作硬化程度为4%~9%[2]。由Bauschinger效应可知,在循环载荷下,激光冲击处理产生残余压应力更加稳定,如图2。另外,激光冲击处理可产生与焊接接头非常接近的表面质量,有利于疲劳性能。
参考文献
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