在焊缝两侧各用一个宽度适当的氧乙炔焰炬进行加热,在焰炬后面一定距离,用一根带有排孔的水管进行喷水冷却。乙炔焰和喷水管以相同速度向前移动见下图。这样就形成了一个两侧温度高(其峰值约为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,所以就可消除部分焊接残余应力,据测定,消除的效果可达50%~70%。焊接温差越大,上海焊缝应力路径,残余应力也越大。因为焊前预热可降低温差和减慢冷却速度,上海焊缝应力路径,所以可减少焊接应力。在焊接或补焊刚度很大的焊件时,选择构件的适当部位,进行加热使之伸长,然后再进行焊接。这样焊接,残余应力可有效减小,上海焊缝应力路径。这个加热部位叫做“减应区”。“减应区”原是阻碍焊接区自由收缩的部位,加热了该部位,使它与焊接区近于均匀的冷却和收缩,以减小内应力。残余应力在材料的制造过程中需要被考虑。上海焊缝应力路径
焊接时残余的应力对于构建的危害:对疲劳强度的影响。残余应力的存在使变载荷的应力循环发生偏移,这种偏移,只改变其平均值,不改变其幅值。结构的疲劳强度与应力循环的特征有关,当应力循环的平均值增加时,其极限幅值就降低,反之则提高。因此,如应力集中处存在着拉伸残余应力,疲劳强度将降低。对焊件加工精度和尺寸稳定性的影响。机械加工把一部分材料从焊件上切除时,此处的残余应力也被释放。残余应力原来的平衡状态被破坏,焊件发生变形,加工精度受影响。对应力腐蚀开裂的影响。应力腐蚀开裂时拉伸残余应力和化学腐蚀共同作用下产生裂纹的现象,在一定材料和介质的组合下发生。应力腐蚀开裂所需的时间和残余应力大小有关,拉伸残余应力越大,应力腐蚀开裂的时间越短。上海焊缝应力路径残余应力测量需要对材料的结构和性能有一定的了解。
消除应力的方法大约有四种。其一就是自然时效,通过自然放置消除应力,这种方法耗时过长,难以适应现代科技及生产需要;其二是大程度传统、也是大程度普及的方法——热时效法,把工件放进热时效炉中进行热处理,慢慢消除应力。这种方法的缺点也非常明显,比如卫星制造厂对温度控制要求非常严格的铝合金工件以及长达十米或者更大的巨型工件都无法用这种方法处理。而且这种方法还带来了大量的污染和能源消耗,随着中国及世界范围内对环保的进一步要求,热时效炉的处理方式马上面临比较全退出的境地。第三种方法——利用亚共振来消除应力,这种方法虽然解决了热时效的环保问题,但是使用起来相当烦琐,要针对不同形状的工件编制不同的时效工艺,如果有几百上千种工件就要编几百上千种工艺,而且在生产时操作相当复杂,需要操作者确定处理参数,复杂工件必须是熟练的专业技术人员才能操作。更令人遗憾的是这种方法只能消除23%的工件应力,无法达到处理所有工件的目的。可知的第四种方法就是振动时效消除应力,通过机械组装使之形成了一整套消除应力设备,它可以使工件在短时间内达到消除应力的作用,覆盖所有需要消除应力的工件。
残余应力的危害各种工程材料和构件在毛坯的制备、零件的加工、热处理和装配的过程中都会产生不同程度的残余应力。残余应力会引起物体缓慢变形,导致机械加工工件尺寸不合格,仪器生产中导致整台仪器丧失精度成为废品,铸造锻造工件出现裂纹甚至断裂,同时对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命等也有着十分重要的影响。放几张图看看残余应力的破坏力。由热应力所引起的残余应力。金属切削加工过程中的3个变形区由于摩擦和塑性变形的存在都会产生大量的热。这些热量很难及时散发出去,从而导致工件材料表面的受热膨胀。但是表面的膨胀行为会受到基体的束缚而较终产生压缩塑性变形。当工件完成加工逐渐冷却到室温后,产生压缩塑性变形的表层会在工件表面形成拉伸残余应力。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。
焊接,是指两种或以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散链接成一体的工艺过程,焊接促使原子和分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压,或同时加热加压。但由于焊接过程中的加热与加压,会使焊缝处产生残余应力,如不进行处理则会导致焊缝开裂, 造成严重后果。掌握以下几点技巧,可以有效减少焊接后焊缝处产生的残余应力,提升焊接强度。合理的焊接顺序:先焊变形收缩量较大的焊缝,使其能较自由地收缩。如一个带盖板的双工字钢构件,由于对接焊缝的收缩量大于角焊缝的收缩量,所以应先焊盖板的对接焊缝1,后焊盖板和工字梁之间的角焊缝2。通过共振将一定的振动能量传递到工件的所有部位,使工件内部发生微观的塑性变形。上海应力从什么算起
残余应力的测量结果需要经过严格的数据处理和分析。上海焊缝应力路径
消除应力有如下一些方法:1 自然时效:这种时效方式是把加工后的工件或结构放在自然环境中,经过一段时间后应力就松弛了。这种方法简单,但是,生产效率低,因为需要很长时间。2 热处理消除应力:这种方式是把工件或结构放进加热炉中,加热到一定温度,快速消除应力。这种方法比自然时效快,但是需要炉子、需要热能,甚至如果工件比较大的话,还需要吊装设备等辅助设施。成本高,需要的条件高,消耗能源多。振动时效工艺是通过给加工后的工件或结构按照某种形式施加一定的振动,这个振动所产生的动应力与材料中原有的内应力叠加,当超出材料的屈服极限时就会产生局部塑性变形而使应力松弛(消除应力),这样材料内部内应力大的地方应力降低了,应力分布也均匀了,材料就不容易产生变形了,也不会断裂了。与热时效去除应力相比,振动时效效率更高,能源利用率也更高。而且,一些大工件,用加热时效的方法成本太高,甚至难以实现。上海焊缝应力路径
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