浅谈焊接应力及消除方法:先了解什么是焊接应力与释放?焊接应力:指焊件内产生的应力。它是导致结构变形,形成裂纹的主要原因。焊接应力可分为瞬态热应力和焊接残余应力。应力释放:是指物体内某一点的应力由于释放能量而降低的现象;确切地说是能量释放。应力释放一般有两种情况:其一,在应力集中的部位,上海便携应力测试技术,如断裂端点和交叉部位等处发生形变或破坏,导致应力释放。其二,并非应力集中的地区岩质相变、岩石力学性质变化或其他原因,致使强度降低,也会发生形变或破坏,造成应力释放。焊接应力的危害可从两方面考虑: (1)对结构完整性的影响:焊接热应力可促使焊缝产生热裂纹,残余应力导致焊后延迟裂纹的形成,上海便携应力测试技术。 (2)对结构服役性能的影响:焊接残余应力可以加速疲劳破坏,导致应力腐蚀开裂(包括硫化物引起的开裂和碱脆破坏),上海便携应力测试技术,产生低温脆断破坏,促进材料的腐蚀磨损等,压缩残余应力还会造成薄板结构或细长杆件的压曲失稳,产生面外变形。请操作应力检测仪时要轻拿轻放被测样品,以免对棱镜部分造成损伤。上海便携应力测试技术
焊接残余应力要如何去消除?利用温差拉伸法来消除焊接残余应力:温差拉伸法消除焊接残余应力的基本原理与机械拉伸法相同,主要差别是利用局部加热的温差来拉伸焊缝区。温差拉伸法是在焊缝两侧各用一个宽度适当的氧乙炔焰焊炬进行加热,在焊炬后面一定距离,用一根带有排孔的水管进行喷水冷却。氧乙炔焰和喷水管以相同速度向前移动。这就形成了一个两侧温度高(峰值约为200℃)、焊接区温度低(约为100℃)的温度差。两侧金属受热膨胀对温度较低的区域进行拉伸,这样就可消除部分残余应力。据测定,消除残余应力的效果可达50%~70%。利用振动法来消除焊接残余应力(振动时效):构件承受变载荷应力达到一定数值,经过多次循环加载后,结构中的残余应力逐渐降低,即利用振动的方法可以消除部分焊接残余应力。一种大型焊件使用振动器消除应力的装置。上海正规应力如何检测振动时效技术不只可消除残余应力,还能削除残余应力峰值、均化残余应力。
消除残余应力是机械加工行业一项十分重要的任务。传统的消应力工艺主要是热时效(热处理) ,对大型构件,热时效需要庞大的焖火炉,烧煤或用电,处理一批金属件要2~7天,故投资大,能耗大,效率低,容易产生新的变形,材料强度下降。振动时效(VSR)就是通过施加振动方法降低或均化构件内的残余应力,从而提高构件的使用强度,减小变形及稳定尺寸的精度。与传统的热时效方法相比,它可以在极短的时间内减小构件的残余应力,不需搬动工件,也不产生氧化皮或锈皮。振动时效以其工艺简单方便、适用性强等突出特点而受到普遍应用。振动时效是一种常温时效工艺,它可使金属结构的焊接残余应力峰值降低,分布均化,从而提高尺寸稳定性。因此,振动时效可以替代以尺寸稳定性为目标的热时效。对于有抗氧化要求、有低温相变的材料以及超大型、易产生热处理变形的构件,振动时效具有热处理无法比拟的优势。
消除焊接残余应力的一些方法:焊接残余应力的危害主要是与外载荷产生的应力叠加,局部区域应力过高,使结构承载能力下降,引起裂纹和变形,使焊件形状和尺寸发生变化,需要进行矫形。变形过大会因无法矫形而报废甚至导致结构失效。焊后热处理是一种消除焊接残余应力常用的方法。工程上我们主要用退火处理,火温度越高,保温时间越长,消除焊接残余应力的效果越好。但是温度过高,使工件表面氧化比较严重,组织可能发生转变,影响工件的使用性能,存在弊端。在低温消除焊接残余应力时,材料组织和性能变化甚微,几乎不影响材料的使用性能,而且低温处理材料表面的氧化和脱碳也比较小,这就可以在材料的力学性能和组织基本上不变的情况下达到降低材料焊接残余应力的目的。构件承受变载荷应力达到一定数值,经过多次循环加载后,结构中的残余应力逐渐降低,即利用振动的方法可以消除部分焊接残余应力。一种大型焊件使用振动器消除应力的装置。振动法的优点是设备简单、成本低,时间比较短,没有高温回火时的氧化问题,已在生产上得到一定应用。焊接残余应力要如何去消除?
振动消除应力系统:振动时效较重要的工艺参数为:激振频率、激振力、时效时间、激振器及拾振器的装夹位置。任何设备均不可预知构件的时效要求,更不可能判定构件的有效振型从而确定合理的时效参数。只有操作人员根据时效要求,观察构件的各阶振型,选择有效的工艺参数。采用手动工作方式,可快速了解构件的特性,选取合理的激振及拾振位置,确定的激振频率和激振力。同时,为了满足批量构件及简单构件的时效要求增设了手动时效功能,自动绘制时效曲线及相关数据,为产品检查提供宏观依据,时效时间可任意设定并在线调整。运用先进的数字信号处理技术,对拾振器采集的振动信号进行时时在线统计、分析,选取有效的激振频率,可全自动完成振动时效工艺过程,在同一坐标内自动绘制振动时效工艺曲线,将相关数据记录在自动绘制的工艺卡内。此功能操作简单方便,容易掌握,适用于已知构件或结构简单构件。热时效处理作为传统工艺,能够很好地对工件中残余应力进行消除,并能一定程度上改善材料特性。上海无损应力检测项目
如何严格地控制残余应力的分布?上海便携应力测试技术
消除应力用振动时效:构件经过焊接、铸造、锻造、机械加工等工艺工程其内部产生了残余应力,它极大地影响了构件的尺寸稳定性刚度、强度、疲劳寿命和机械加工性能,甚至导致裂纹和盈利腐蚀。振动时效仪就是利用共振、亚共振的方式对构件进行时效处理,降低和均化构件的残余应力,以保证工件尺寸稳定性。1、投资少 与热时效相比,它无需庞大的时效炉,可节省占地面积与高昂的设备投资。2、生产周期短 自然时效需经几个月的长期放置,热时效亦需经数十小时的周期方能完成,而振动时效一般只需振动数十分钟即可完成。3、使用方便 振动时效设备体积小、重量轻、便于携带,我国目前生产的激振器可振动处理300吨以下的零件,但振动时效设备本身只重几十公斤。4、无废气机辐射污染 随着环境保护越来越高,大量的热时效炉被拆除,而目前油炉和煤炉的排放扔不达标,而起尽管振动时效有一定噪声,但通过隔离,或错开工作时间等均可得到克服,故振动时效变成了去应力工艺的选择。5、节约能源、降低成本。上海便携应力测试技术
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