如何严格地控制残余应力的分布？工程机械结构件焊接残余应力的存在是必然的。由于残余应力的存在，对于那些承载较大的部件来说应力检测如何严格地控制残余应力的分布是至关重要的，因为完全消除残余应力是不可能的。消除残余应力的方法是通过变形来实现的，如果使结构件产生变形，其变形的规律是难以人为控制的。变形小，结构件的尺寸精度受到影响；变形大，构件无法满足设计要求。对于工程机械结构件来说，当未采取任何控制措施时，其拉、压应力的分布是非常不均匀的，这是由工程机械结构件的几何形状复杂，焊缝相对比较集中的特点所决定的。对于焊接残余应力的控制方法，常用的有:自然时效，但由于工程机械产品的生产周期较短，无法采用；低温退火，由于受其尺寸较大，建造大型退火炉成本太高，特别是运行成本更高，且浪费能源，如果采用煤作为燃料，又易造成环境污染；方法就是振动时效设备，既克服了上述两种方法的缺点，又能达到控制结构件焊接残余应力的目的。对于生产类似较为复杂的焊接件，有着非常重要的借鉴和指导作用。残余应力的分布是一个难以完全预测和掌握的问题。上海定伸应力测试技术

一般在外力消除后仍保留在金属内部的应力称为残余应力或内应力。残余应力是由于金属的不均匀变形和不均匀的体积变化造成的。残余应力按内应力作用范围，可分为宏观内应力（一类残余应力）、晶界内应力（第二类残余应力）和晶格畸变内应力（第三类残余应力）。一般宏观内应力：当金属发送不均匀变形，而物体的完整性又限制这种不均匀变形的自由发展时，在金属物体内大部分体积之间产生互相平衡起来的应力，这种因变形不均匀所出现的应力称为宏观内应力。晶间内应力：由于金属各晶粒的空间取向不同，在发送变形时，相邻的两个晶粒发生了不均匀变形，两者之间相互制约而产生平衡，阻碍变形的自由发展，变形结束后残留在晶体内形成晶间内应力。上海便携应力残余应力可能会引起材料的变形和损坏。

如何利用降低结构局部刚度来控制焊接残余应力？结构的刚度增加时，焊后的残余应力将明显加大。因此，在条件许可时，焊前采取一定的工艺措施，将焊接区域的局部刚度降低，将有效地减少焊接残余应力。如一镶块结构的焊件，由于焊缝呈封闭形刚度较大。为减少焊接区域的局部刚度，可以将平板少量翻边，或将镶块压凹，焊接时由于焊缝能自由收缩(将平板或镶块拉平)，使残余应力大为减少。如何利用振动法来消除焊接残余应力?1、频谱谐波时效法：利用偏心轮和变速电动机组成的激振器使焊接结构发生共振产生循环应力，可使焊接残余应力逐渐降低，这种方法称为振动法。振动法消除残余应力的效果取决于激振器和构件支点的位置、激振频率和时间。其优点是所用设备简单、处理费用低、时间短，也没有高温回火时金属表面氧化的问题，目前在生产中已得到普遍应用。

对一些铸件一般可采用自然时效的方法消除残余应力，自然时效可降低10%~30%的残余应力。加静载使有残余应力的部位发生屈服而使残余应力松弛，有反复弯曲法、旋转扭曲法和拉伸法。加动载则分为振动或锤击法，可消除残余应力。其中，振动处理主要用于铸件和焊接件和一定结构的锻件锤击处理主要用于焊接件，在焊接过程中进行，可部分消除残余应力。锤击处理很早就被引入焊接件残余应力的处理中，以防止裂纹产生。锤击力、锤击的频次、锤击的温度范围等对不同材料的焊接结构残余应力的消除有较大影响。残余应力在材料的使用中可能发生有害的影响。

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。残余应力的大小和分布在材料制造和使用中需要被考虑到。上海便携应力测量方法

残余应力常常由加工、热处理等过程引起。上海定伸应力测试技术

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。上海定伸应力测试技术

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