振动时效是利用共振原理来消除和均化金属铸件、锻件、焊接结构件、有色金属等零件的残余应力,以防止零件尺寸变形和开裂。无环境污染、不受零件大小、场地等限制、且时效效果直观,并优于热时效。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。振动消除应力实际上就是用周期的动应力与残余应力叠加,使构件局部产生塑性变形而释放应力。残余应力的测量可以为材料制造过程中的调整提供参考。上海定伸应力检测方法
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。上海定伸应力检测设备制造商残余应力可能会导致材料的性能下降。
液压超载法:可控条件下, 对容器施加一次或多次比其工作状态下稍大的外载荷。该载荷形成的应力与容器局部存在的焊接残余应力叠加, 当合成应力达到材料屈服极限时, 局部区域便产生了塑性变形,随着外加应力值的增加, 合成应力达到屈服极限的范围增大, 产生塑性变形的范围也应相应增大,但应力值没有增加或增加不多。由于容器本身是连续的, 在外载荷卸除过程中, 屈服变形区域与弹性变形区域同时以弹性状态回复, 存在与容器内部的焊接残余应力随之获得释放而被部分消除。此技术一般是通过水压试验来进行的, 这对于一些焊后需要进行液压试验的焊接容器特别有意义。
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。对刚度的影响:焊接残余应力与外载引起的应力相叠加,可能使焊件局部提前屈服产生塑性变形。焊件的刚度会因此而降低。残余应力是一个可能会对材料性能和寿命造成威胁的因素。
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。残余应力会影响材料的物理和化学性质。上海超声波应力测试技术
残余应力的变化可能会导致材料的失效和损伤。上海定伸应力检测方法
消除应力有几种方法: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,然而,目前大多数机床制造企业已不具备大型工件热时效处理的设备和条件,导致切削加工等工序中产生的残余应力无法得到很好的消除。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,从而增强零件尺寸稳定性,且工件的材料性能和疲劳寿命都有所提高。振动时效设备处理的铸件,两个月之后变形量很小,尺寸稳定所需的时间很短。由于振动时效具有节能、环保、高效等特点,同自然时效和热时效相比有明显的优越性。使用振动时效设备对工件进行时效处理有助于企业降低成本,提高生产效率,增强产品的竞争力,同时也正是当今资源节约型、环境友好型社会所极力倡导的。上海定伸应力检测方法
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