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。残余应力是一个面向多学科的研究课题。上海超声波应力是怎么产生的
消除应力退火所需要的时间取决于工件厚度、残余应力小、所用的退火温度以及希望消除应力的程度。考虑工件厚度时可参考不锈钢的情况。至于选用的温度和希望消除应力的程度一般要通过实验来决定。加热温度及保温时间对TC4钛管及钛合金残余应力的影响。显然加热温度高,所需要的时间短。消除应力退火的冷却方式一般采用空冷。对于大尺寸和形状复杂的零件也可采用炉冷。钛合金消除应力退火制度。在推荐的温度和时间范围内应依据上述原则,通过试验具体确定。应该指出,钛焊件的消除应力退火往往与随后热处理统一考虑。冷成型件的消除应力退火与热矫形工艺同时进行,但应该避免夹具对工件的污染。上海工业级应力减少根据材料的特性和需求,残余应力可能需要被控制。
振动时效机调整残余应力的机理:通过共振原理消除或均化残余内应力,主要通过共振能量传递到工件的各个部位,使工件内部发生微观的塑形变形,从而消除或均化工件内部的残余内应力,保证工件尺寸的稳定。目前被普遍应用于焊接、铸造、锻压、机加工等生产工艺过程中。是目前取代热处理的选择。实质是以振动的形式给工件施加附加应力,当附加应力与残余应力叠加后,达到或超过材料的屈服极限时,工件发生微观塑性变形,从而降低和均化工件内的残余应力,并使其尺寸精度达到稳定。金属工件在铸造、锻压、焊接和切削加工和使用过程中,由于受热冷、机械变形作用,在工件内部产生残余应力,致使工件处于不平稳状态,降低工件的尺寸稳定性和机械物理性能,使工件在服役过程中产生应力变形和失效,尺寸精度得不到保证。振动时效的焊接技术运用在各行各业的体现,振动时效设备技术的不断发展、经济效果日益明显,应用范围不断扩大。能充分适应现代工业社会对能源和环保的要求,将会获得更广阔的发展空间。振动时效设备轻便易携,工艺简单,适应性强,自动化程度高,不受工件大小、重量、地点限制,是消除残余应力的设备。
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。残余应力的研究可以为材料的制造和应用提供新的思路和方法。
焊接应力,是焊接构件由于焊接而产生的应力。焊接过程中焊件中产生的内应力和焊接热过程引起的焊件的形状和尺寸变化。焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。当焊接引起的不均匀温度场尚未消失时,焊件中的这种应力和变形称为瞬态焊接应力和变形;焊接温度场消失后的应力和变形称为残余焊接应力和变形。在没有外力作用的条件下,焊接应力在焊件内部是平衡的。焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观。对受压焊件稳定性的影响:焊接杆件受压时,焊接残余应力与外载所引起的应力相叠加,可能使杆件局部屈服或使杆件局部失稳,杆件的整体稳定性将因此而降低。残余应力对稳定性的影响取决于杆件的几何形状和内应力分布。残余应力对非封闭截面(如工字形截面)杆件的影响比封闭截面(如箱形截面)的影响大。残余应力可能会引起材料的变形和损坏。上海屈服应力分布规律
残余应力可能会影响材料的可靠性和寿命。上海超声波应力是怎么产生的
传统消除残余应力的方法包括自然时效以及热时效两种,两种方法均能在一定程度上消除构件残余应力,稳定和提高构件的精度,但这两种方法也都有自身的缺陷。随着科技发展,“长江前浪推后浪”,解决老问题不断涌现出更优越的新工艺。现在通过对比,我们来看看振动时效是如何把老工艺拍在沙滩上的自然时效。将金属构件放置在露天中,利用自然环境中的振动条件或者白天黑夜交替形成的温度差等, 经过半年到一年长时间的闲置,使构件通过长期时间的热胀冷缩等作用形成构件内部的残余应力释放。自然时效方法降低的残余应力有限,效率低下,处理的时间相对太长,无法匹配产品的周期并且占用大面积的空间,因此目前在生产实践中很少得到应用。上海超声波应力是怎么产生的
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