焊前预处理:除预热外,还包括预加载处理和预碾压处理,其操作和原理与预拉伸相似。振动焊接:根据振源不同分为低频振动焊接(低于200Hz)和高频振动焊接(高于1000Hz),他是通过在焊接过程中不同构件附加不同参数的机械振动,达到提高焊接接头力学性能、改善焊缝组织以及减小残余应力的目的。随焊电磁感应:它是通过在焊接热源后方同步跟踪电磁感应加热来控制接头的冷却过程,该工艺主要适用于控制焊缝熔合区的裂纹,特别是冷裂纹的形成和扩展。本原理与机械拉伸法相同。具体方法是在焊缝两侧加热到150~200℃,然后用水冷却使焊缝区域受到拉伸塑性变形,从而消除焊缝纵向的残余应力。常用于焊缝比较规则、厚度不大(<40mm)的板、壳结构。残余应力的研究需要考虑材料的应用环境和使用寿命等因素。上海机械应力减少办法
拉应力与压应力:个圆柱体两端受压,那么沿着它轴线方向的应力就是压应力。压应力就是指使物体有压缩趋势的应力。不只物体受力引起压应力,任何产生压缩变形的情况都会有,包括物体膨胀后。另外,如果一根梁弯曲,不管是受力还是梁受热不均而引起弯曲,等等,弯曲内侧自然就受压应力,外侧就受拉应力。其实,拉应力表示正值的正应力,压应力表示负值的正应力。物体受力产生变形时,体内各点处变形程度一般并不相同。用以描述一点处变形的程度的力学量是该点的应变。为此可在该点处到一单元体,比较变形前后单元体大小和形状的变化。上海焊缝应力计算残余应力是一种潜在的危险因素。
前国内消除焊接应力技术主要包括热处理法、冲击法( 振动时效、炸裂法、锤击、喷丸、豪克能超波冲击等) 以及机械拉伸法( 液压过载法、温差拉伸法等) , 以下介绍几种常用的压力容器消除焊接应力技术。消除应力热处理:它是将容器加热到550~ 650 , 较高不能超过材料的相变点或钢材自身的回火温度, 保温一段时间后缓慢冷却的过程。当钢材的温度升高时, 其屈服强度下降, 这样原有的弹性应变会成为塑性应变, 从而使应力松弛。消除应力热处理质量的好坏关键在于对加热温度, 保温时间以及温度的均匀性等工艺参数进行控制。热处理的温度越高, 保温时间越长, 应力消除的越彻底, 研究证明, 经过消除应力热处理后工件的应力一般能消除60% ~ 80% 以上。
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。根据材料的特性和需求,残余应力可能需要被控制。
频谱谐波时效针对大中型构件的残余应力均化具有很好的效果,但在航空航天构件生产中,薄壁件占了很大部分。如何去除薄壁件的残余应力呢?随着振动时效技术的叠加和更新,北京翔博科技单独研发了模态宽频时效专利技术,获得自主知识产权。模态宽频时效技术作为振动时效的一种,采用高频率、低动应力振动加速零件的时效进程,使零件内部残余应力降低并达到稳定状态,对于减少应力集中降低开裂失效风险、提高零件的加工尺寸精度和尺寸稳定性具有积极作用,能够有效解决产品交付后延迟变形、疲劳裂纹等问题,提高产品交付后稳定性、可靠性。残余应力测量技术需要遵从科学准则和规范。上海振动消除应力设备
测量残余应力需要使用高精度仪器和技术。上海机械应力减少办法
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。上海机械应力减少办法
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