0 前言
Q460高强钢是在Q345钢的基础上加入Cr，Ni，V，Ti等合金元素冶炼而成，Q460由于其具有优异的综合力学性能在汽车制造及船舶等领域有着广泛的应用［1］。焊接加工方法常常应用在Q460使用中。而焊接中不可避免产生残余应力，焊接残余应力的存在不仅影响了构件的稳定性与静载强度，严重时在外加载荷作用下可能引起构件的脆性断裂［2］。因此，有必要对焊后构件进行一定处理，以降低或消除焊接残余应力并改善接头质量。
(1)观察和统计30例症状性颈动脉狭窄患者的手术后并发症发生情况。(2)术后1个月随访，观察和统计30例症状性颈内动脉狭窄患者的狭窄率及收缩期峰值流速。
超声冲击是目前国内外比较流行的一种焊后处理方法，它能够有效降低或消除残余拉应力，引入残余压应力，同时改善焊接接头组织与性能，但鲜有报道其在Q460高强钢上的应用研究。文中采用超声冲击对12 mm厚Q460高强钢焊接试板进行处理，研究超声冲击对其焊接残余应力、组织性能的影响。
从资源创造核心竞争优势上看，主要是针对离职进行预警的“红线”项目构建，降低运营量的“先知”项目构建，帮助员工招聘与保留的员工稳定性分析项目进行构建。
1 试验对象和方法
试验用母材为Q460，试板规格300 mm×300 mm×12 mm，焊接方法采用 CO2气体保护焊，焊丝型号ER55－G，直径1．2 mm，V 形坡口，坡口角度 60°，钝边2 mm。焊接工艺参数为电流120 A，电压20 V，气体流量20 L/min。
焊后采用JSKD－D型超声冲击机对局部焊缝及母材进行冲击处理，冲击区域大小为60 mm×40 mm。超声频率为20 kHz，枪头为四针头，针头直径3 mm。定义单位面积内的超声冲击时间为超声冲击强度，单位s/cm2，超声冲击强度为10 s/cm2。
采用盲孔法对焊接试板进行残余应力测试，钻孔直径1．5 mm，深度2 mm，残余应力测试点如图1所示，测试点1～4距焊缝中心距离分别为0 mm，15 mm，35 mm，55 mm。残余应力测试结束后在冲击区域和未冲击区域取接头金相试样观察。采用显微硬度计对接头厚度方向上硬度进行测试，试验载荷200 g，保压时间15 s。
图1 残余应力测试点位置示意图
2 试验结果与分析
2．1 残余应力分析
图2为未超声冲击与超声冲击两种状态下的残余应力对比。其中平行焊缝方向为纵向应力Rx，垂直焊缝方向为横向应力Ry。
西北铅锌冶炼厂处理百家矿，随着矿源的复杂，矿中铜、镉等杂质的波动较大，锌粉消耗量大且镉复溶严重，特别是除铜镉压滤后液中镉含量达到除铜镉后期溶液中镉含量的4～5倍，后液镉达到了150 mg/L以上。为了降低除铜镉后液中镉的含量，操作人员进一步加大了锌粉的加入量，造成了一段净化钴的大量损失，损失率达到45%以上，钴进入铜镉渣中，铜镉渣经过综合回收铜、镉后得到贫镉液，贫镉液返回系统，造成净化系统中钴的循环、富集，一段净化指标见表1。
由图2可以看出，未超声冲击状态下残余应力即焊态残余应力分布特征为焊缝区域纵向应力为拉应力，横向应力为压应力，压应力较小。其中焊缝中心处纵向应力为434 MPa，横向应力为－59 MPa。随着距焊缝中心距离的增加纵向拉应力逐渐减小，并由拉应力转变为压应力，压应力大小为－71 MPa，距焊缝中心55 mm处压应力转变为较小的拉应力。焊缝区域外母材上的横向应力则为较小的拉应力，大小为22～64 MPa，和焊缝处压应力形成了拉压平衡状态。
随着改革开放的脚步，几十年来我国人民整体生活水平不断提升，生活节奏越发变快，使得空间资源环境资源越发紧张，“车”这一方便国民快捷出行的一大保障也带来了一个越来越难以解决的问题——“停车”。
图2 两种状态下残余应力对比
经超声冲击后，冲击区域及冲击区域附近焊接残余应力都有所降低，冲击区域内残余应力降低明显，发生了拉应力向压应力的转变，形成的压应力较大。冲击前焊缝区域纵向应力为395～434 MPa，冲击后形成的压应力为－507～－529 MPa，应力转变幅度达902～963 MPa;焊态横向压应力冲击后也明显增大，形成的压应力为－571～－578 MPa。冲击区域内的纵向压应力与横向压应力较接近。
超声冲击后冲击区域外相邻的区域残余应力也受到了一定的影响，冲击区域外5 mm处3号点冲击前纵向应力为－71 MPa，受附近冲击的影响压应力增大到－329 MPa，转变258 MPa，而横向应力则由拉应力变为压应力，由26 MPa变为 －286 MPa，转变312 MPa。由于该点冲击前纵向应力与横向应力值差别不大，受附近冲击的影响两者应力下降幅度相近。距冲击区域较远处残余应力变化不大，冲击区域外25 mm处4号点纵向、横向冲击前后应力值接近，残余应力变化较小。由于3号点与4号点间距20 mm，超声冲击对冲击区域外区域影响有多宽还有待于进一步研究。
由超声冲击前后残余应力测试结果可知，采用冲击强度为10 s/cm2超声冲击后，冲击区域及附近区域形成了较大的压应力，压应力的形成对抑制裂纹的萌生有着积极的作用。
2．2 金相分析
图3为未超声冲击与超声冲击的母材区域显微组织对比。母材原始组织为细晶铁素体和珠光体组织，经超声冲击处理后，母材表面形成了一层细化层，细化层深度约120 μm。这是由于表层材料在冲击针高频率机械撞击作用下发生剧烈塑性变形，使表层位错密度增高，位错增值，位错沿着滑移面运动发生交割，缠结形成位错胞，随着变形量的增大，位错胞数量增加，尺寸减小，最终变为均匀细小亚晶或晶粒。晶粒的细化对提高焊接接头的综合力学性能有着重要的作用。
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图3 两种状态下母材表层显微组织对比
图4为未超声冲击与超声冲击的接头焊趾处形貌对比。由图4可以看出，未冲击处理的接头焊趾处存在凹坑与尖角，而经冲击后的焊趾区域连续、均匀光滑。这有效降低了焊趾处的应力集中系数，提高了接头的抗疲劳性能。
2．3 显微硬度分析
采用MH－5显微硬度计对未超声冲击和超声冲击接头试样进行硬度测试，测试面为接头厚度方向上的截面。图5为硬度测试点分布，测试点为行线与列线交点。行方向上以母材表面为基准，距表面深度分别为0．5 mm，1 mm，1．5 mm，2 mm，3 mm，4 mm，5 mm，6 mm，7 mm，8 mm，9 mm，10 mm，11 mm，即距母材表面2 mm深度以内测试间距0．5 mm，2 mm以外测试间距1 mm;列方向上以焊缝中心线为对称，两边各个测试点间距1 mm，两边各测试6个点。
图4 两种状态下焊趾形貌对比
图5 显微硬度测试点示意图
将测得的硬度数据进行云图绘制，得到了两种状态下的硬度分布云图，如图6所示。由图6可以看出，未超声冲击试样母材表面硬度约160～180 HV0．2，与母材表面同一面上的焊缝硬度约200～240 HV0．2;超声冲击试样母材表面硬度约200～220 HV0．2，与母材表面同一面上的焊缝硬度约220～260 HV0．2，焊趾附近约280 HV0．2。超声冲击后母材表面硬度提高了40 HV0．2，与母材表面同一面上的焊缝硬度提高了20 HV0．2。此外，超声冲击在表面形成了一层硬化层，从母材厚度方向上可以看出硬化层深度约2 mm。硬化层的存在对提高接头的表面强度有着重要的意义。
图6 两种状态下接头显微硬度对比
3 结论
(1)Q460高强钢接头表面经超声冲击强度10 s/cm2冲击后，冲击区域及冲击附近区域焊接残余应力都有所降低，并形成了较大的压应力。
(2)超声冲击细化了表层组织，细化层深度约120 μm。
(3)超声冲击消除了焊缝与母材过渡区域的凹坑与尖角，焊趾处变得光滑。
(4)超声冲击后接头表面形成了一层硬化层，硬化层深度约2 mm，表面硬度提高了40 HV0．2。
参考文献
［1］ 肖仁鑫，陈小兵，李沛森．退火和激光冲击处理对Q460高强钢焊接接头残余应力及力学性能的影响［J］．热加工工艺，，46(1):22 －25．
［2］ 贾安东．焊接结构与生产［M］．北京:机械工业出版社，:24－25．
