在机械加工过程中,残余应力普遍存在,严重影响构件的加工精度和尺寸稳定性、静强度,上海应力减少办法、疲劳强度,甚至引起腐蚀开裂。但由于其直观性差和不易检测等因素,往往被人们忽视。实际上,残余应力的存在易导致突发性破坏且后果往往十分严重,特别是当其存在于承力件和转动件上时,可能会带来重大事故。研究残余应力,对避免其带来的危害、延长工件使用寿命、缩短企业制造成本,上海应力减少办法,具有积极作用。首先来一段官方的定义:残余应力(ResidualStress)是工件在制造过程中,受到来自各种工艺等因素的作用与影响,当这些因素消失之后,若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失,上海应力减少办法,仍有部分作用与影响残留在构件内,则这种残留的作用与影响就是残余应力。深冷处理只能消除热处理温度梯度产生的残余应力。上海应力减少办法
在360 ~840℃进行锤击效果较好,增加锤击力可以提高残余应力的消除效果,焊缝中心处产生较大残余压应力。振动时效是20世纪70年代发展起来的一种消除残余应力的方法,具有能耗低、时间短、设备投资少、场地占用小、无环境污染等特点,在许多场合可以代替热时效,达到消除或部分消除焊接结构等零件残余应力的目的,在欧美国家已得到普遍应用。振动时效是对构件施加交变应力,如果这种交变应力与构件某点的残余应力相叠加,达到材料的屈服强度,则该点将产生局部的塑性变形;如果这种应力能够使得材料中的某些点产生晶格滑移,即便应力远没有达到材料的屈服强度,这些点也会发生塑性变形。塑性变形往往是发生在残余应力较大处,因此使这些点的残余应力得以释放。对于大型焊接件,振动时效的处理效果与热时效是一致的。上海屈服应力路径振动时效设备以扫描的方式自动检测出被时效处理工件的固有共振频率和应该给工件振动能量的大小。
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。
振动时效通过振动,使工件内部残余的内应力和附加的振动应力的矢量和达到并超过材料屈服强度的时候,使材料发生微量的塑性变形,从而使材料内部的内应力得以松弛和减轻。振动时效之所以能够在大多数场合下取代热时效(退火),在实际加工中得到推广应用,得益于该项技术具有的明显优越性:投资少适用性强。与传统的热时效相比它无需庞大的时效炉,现代工业中的大型铸件与焊接件越来越多也越来越大,如采用热时效消除应力则需建造大型时效炉,不只造价昂贵、利用率低,而且炉内温度很难均匀,消除应力效果差。采用振动时效可以完全避免这些问题。因此,目前对长达几米至几十米的桥梁、船舶、化工器械的大型焊接件和重达几吨至几十吨的超重型铸件,较多地采用了振动时效。利用亚共振来消除应力使用起来相当烦琐,要针对不同形状的工件编制不同的时效工艺。
对强度的影响:如果在高残余拉应力区中存在严重的缺陷,而焊件又在低于脆性转变温度下工作,则焊接残余应力将使静载强度降低。在循环应力作用下,如果在应力集中处存在着残余拉应力,则焊接残余拉应力将使焊件的疲劳强度降低。焊件的疲劳强度除与残余应力的大小有关外,还与焊件的应力集中系数应力循环特征系数[6][min]/[6][max]和循环应力的较大值[6][max]有关其影响随应力集中系数的降低而减弱,随[6][min]/[6][max]的降低而加剧,随[6][max]的增加而减弱。当[6][max]接近于屈服强度时,残余应力的影响逐渐消失。残余应力可能会导致材料的性能下降。上海盲孔法应力原理
振动消除应力设备又称为振动消除应力设备、振动时效仪、振动时效装置等。上海应力减少办法
同时,焊接残余力可能引起结构的脆性断裂,拉伸残余应力会降低疲劳强度和腐蚀抗力,压缩残余应力会减小稳定性极限。因此,焊接残余应力一直是焊接界关注的重点问题之一。焊接应力是不可避免的,焊接操作结束后,一方面使构件产生焊接变形释放一部分焊接应力,另外则以残余应力形式存在,但是所有焊接构件,一般而言均存在残余应力和变形。我们可以通过一些方法,来控制焊接残余应力。1)在保证焊件结构强度的前提下,可适量采用冲压结构,以减少焊接结构,尽量减少焊缝的数量化和截面尺寸。同时,焊缝不要过于集中,以防局部区域的热量输入过大。(2)焊缝尽量布置在较大工作应力区以外,防止焊接残余应力与外部载荷产生应力叠加,影响构件测承载能力,并尽量防止焊缝过于集中、交叉、保持较好的焊接操作性。上海应力减少办法
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