焊接残余应力要如何去消除?利用预热法来控制焊接残余应力:构件本体上温差越大,焊接残余应力也越大。振动时效介绍焊前对构件进行预热,能减小温差和减慢冷却速度,两者均能减小焊接残余应力。利用“加热减应区法”来控制焊接残余应力:焊接时,加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位,使之与焊接区同时膨胀和同时收缩,就能减小焊接应力,这种方法称为“加热减应区法”,加热的部位就称之为“减应区”。利用高温回火来消除焊接残余应力:由于构件残余应力的x大值通常可达到该种材料的屈服点,而金属在高温下屈服点将降低。所以将构件的温度升高至某一定数值时,应力的大值也应该减少到该温度下的屈服点数值。如果要完全消除结构中的残余应力,则必须将构件加热到其屈服点等于零的温度,所以一般所取的回火温度接近于这个温度。残余应力常常是由制造工艺不当或材料组成不合理引起的。上海超声波应力测试
超声波消除应力的工作原理:超声波冲击设备主要用适用于消除焊接工艺产生的内应力、焊趾表面缺陷。防止工件因应力释放造成的变形或开裂,并能抑制裂纹萌生。提高焊缝的屈服强度和疲劳寿命,增加表面硬度。超声波时效振动机的工作原理:超声波应力消除机利用大功率的超声波冲击金属物体表面,由于超声波的高频、聚焦下的能量,使金属表层产生较大的压塑性变形。可明显提高焊接接头的疲劳寿命和疲劳强度。焊后处理焊趾部位,使之平滑过渡,从而降低余高造成的应力集中,消除焊趾表面的缺陷同时在焊趾处产生较大的压缩塑性变形,产生了残余压缩应力,调整了焊接残余应力场,并使焊趾部位得到强化和硬化。超声冲击设备作为焊后处理设备,它能同时改善影响焊缝质量的多个因素,如应力、缺陷、焊趾几何形状、表面强化等几个方面,所以对提高焊接接头的疲劳性能有事半功倍的效果,可使处理后的焊接接头的疲劳强度提高50%-120%,疲劳寿命延长5—100倍。由于采用超声波时效仪处理设备处理后,省去了传统的打磨及去渣工序,节约了劳动时间20%,降低了劳动强度,提高了生产效率。上海超声波应力检测系统残余应力的研究对于支撑现代制造和工程技术有着不可替代的作用。
应力分为拉应力、压应力、扭转应力、切应力、剪应力等多种应力,往往机械加工、焊接、铸造等工艺会产生残余拉应力,导致工件后期的变形翘曲,甚至焊接开裂,对应力的控制就显的很重要,时刻注意应力的监控有利于及时改变工艺路线,生产质量产品。1、降低结构刚度的影响2、降低对受压杆件稳定性3、降低静载强度的影响4、降低疲劳强度的影响5、对工件加工精度和尺寸稳定性的影响所以必须要严格监控应力状况。应力检测的方法有无损检测和有损检测。无损检测有磁测法、X射线检测等,有损检测有主要有盲孔法;盲孔法检测属于比较精细的检测方式,利用了应变片压变效应,在经过专门的分析软件将获得应变参数转化为应力参数进行输出。特点编辑播报HK21A盲孔法应力检测设备可在线同时测试20路应变或应力检测,效率是一般应力检测的20-3倍以上;应变测量范围:0~±32767με;分辨率:με/字;可同时显示8条不同状态的应力曲线,以方便分析;配有笔记本及上位机软件;电源:交流50Hz220V±10%;工作环境:温度:-20~40℃,相对湿度:0~92%。
振动时效法振动时效是利用机械共振的方法消除或均化金属结构在铸造、锻压、焊接和切削等机械加工后所产生的残余应力。它通过向工件施加一定大小和频率激荡力的方式给工件传递能量,使工件发生微小或宏观塑性应变来匀化和消除残余应力。振动时效法不只可以大幅度地消除工件内部的残余应力,而且设备简便、节能环保、消除残余应力效率高。超声波时效法首先在前苏联诞生,并在发达国家得到推广,该方法起先主要应用于船舶、核潜艇、航空航天等对消除应力非常严格的领域。但是由于超声波法只能解决构件表层一定深度内的应力问题,所以相对应用环境较窄,且成本颇高。残余应力的大小和分布需要考虑材料的不同特性和需求。
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。残余应力的测量需要遵循一系列标准化的流程和方法。上海残余应力测量方法
残余应力是材料制造和应用中需要充分考虑的因素。上海超声波应力测试
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。上海超声波应力测试
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