【摘 要】
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绝大部分的机械加工工艺都会导致工件残余应力的产生,残余应力会严重影响零件的抗拉强度、塑性、断裂韧性。从而进一步影响零件的使用寿命。需要对零件内部的残余应力进行精确的测试。传统的小孔法往往采用机械加工制孔的方法测量零件的残余应力,制孔过程中的一些问题会影响测量结果的准确性:刀具高速进给时,产生的大量的热,发生热变形,附加一部分热应力;钻削和铣削本身也容易产生切应力;逐层钻孔时,为了读取应变值,需要反
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绝大部分的机械加工工艺都会导致工件残余应力的产生,残余应力会严重影响零件的抗拉强度、塑性、断裂韧性。从而进一步影响零件的使用寿命。需要对零件内部的残余应力进行精确的测试。传统的小孔法往往采用机械加工制孔的方法测量零件的残余应力,制孔过程中的一些问题会影响测量结果的准确性:刀具高速进给时,产生的大量的热,发生热变形,附加一部分热应力;钻削和铣削本身也容易产生切应力;逐层钻孔时,为了读取应变值,需要反复进刀,停刀,小孔容易出现偏心现象。电解加工过程中,阴极和阳极之间需要不断更新电解液,所以不会产生多余的热量,阴极和阳极之间没有直接接触,不会产生切应力,所以可以用电解加工制孔来代替机械加工制孔,解决了机械法制孔附加的热应力和变形问题。本文以2B06铝合金为研究对象,采用管电极电解加工制孔的方法,开展残余应力的测试研究。设计并搭建了基于管电极电解加工制孔测量铝合金残余应力的试验平台。能够实现对管电极进给速度的精确控制以及应变数据的实时动态采集。通过极化实验,研究了2B06铝合金-Na Cl电解液体系的电化学特性,优选出电解液的浓度。基于法拉第电解定律,采用恒定电流的电解加工方式,引入合金质量电化学当量,推导出电解加工时间和孔深的关系式,并对其进行修正。修正后的制孔速度为2.55mm/min。对折弯处理后的铝合金进行沿深度方向残余应力的测量,采用5层钻孔法,孔深选择为0.06mm,0.12mm,0.18mm,0.24mm,0.30mm。将电解法测量的残余应力结果与机械法、XRD衍射仪测量的结果进行对比,电解法与x射线衍射法的相对误差接近10%,验证了管电极电解加工制孔测量铝合金残余应力的可行性。
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