采用降低局部刚度的方法和合理的接头方式,使焊缝能较自由的收缩,减少焊接接头产生应力集中现象。采取热输入较小和能量密度集中的焊接方法来减小焊接残余应力,如氩弧焊与离子弧焊等。在焊接过程中,要先焊错开的短焊缝、收缩量较大的焊缝和受力较大的焊缝。同时,根据不同的焊件机构采取相应的焊接顺序,这样才能使焊缝有较大的收缩自由,保证焊缝中的残余应力尽可能减少,并保证焊件的焊接残余应力的分布要合理。在焊接拘束度较大的焊缝时,要注意降低焊缝的拘束度。例如,可采用反变形法来降低焊件的局部刚度,减少了焊缝的拘束应力。残余应力可以通过材料表面的形貌和形变进行观测。上海定伸应力路径
工件在受热和冷却过程中可能发生的相变。如果切削过程中产生的热量达到了工件材料的相变转化温度,则工件表层材料会在冷却过程中发生相变而使其体积发生变化,较终在工件表层产生残余应力。在实际加工过程中,工件表面较终的残余应力状态是以上几种情况的叠加。一般情况下,若切削速度较低,冷却情况良好,切削温度不是太高时,机械应力会对残余应力的产生和性质起主导作用。当切削速度较高、切削温度也相应升高时,工件材料表面的热塑性变形会起主导作用。当切削速度进一步升高,切削温度达到一定数值时,工件材料的相变就会对工件表面较终的残余应力性质起主导作用。由此可以看出,在切削加工过程中残余应力的产生是一个非常复杂的过程,与切削加工过程中的热力耦合密切相关。上海残余应力从什么算起残余应力的大小和分布需要考虑材料的不同特性和需求。
实验和理论研究均表明:在结构尺寸形状发生突变的截面附近局部区域,应力急剧增加,而在远离此区域处,应力则逐渐回归均匀分布,这种应力急剧增大的现象称为应力集中。应力集中现象的存在会影响结构的承载能力,但各种材料对应力集中的敏感程度并不相同,塑性材料因有屈服阶段的存在,当局部应力达到屈服极限时,将发生塑性变形,出现应力重新分布,由未屈服的材料来承担,进而使截面上的应力逐渐趋于均匀,因而对于塑性材料,一般可不考虑应力集中的影响;但对于脆性材料,因无屈服阶段,当应力集中处的较大应力达到强度极限时,结构就会首先在该处断裂,所以即使在静载下,也应考虑应力集中对结构承载能力的削弱作用。另外,在冲击载荷或周期性变化的交变应力作用下不论脆性材料或塑性材料,应力集中对其强度都有很大的影响。这也是对于低温设备或疲劳设备要求尽量避免这种截面形状突然变化或要求在尖角处倒圆角的原因。
超声波冲击消除焊接应力工艺:超声冲击是一种消除工件表面或焊缝区的残余拉应力,并在工件表面形成压应力的方法。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。以上多方面因素有效地改善了焊接接头的疲劳性能。大量实验数据表明,超声冲击可使钢制焊接接头的疲劳强度提高60~180%,疲劳寿命延长10~135倍;使铝、钛有色金属焊接接头的疲劳强度提高26~48%,疲劳寿命延长5~45倍。超声冲击产品也已形成系列化产品,可普遍应用于船舶、石化、航空、铁路、风力涡轮机、钢或复合材料桥梁,重型起重机械等领域,适用于各种材料焊接结构的焊后处理,达到延长焊接结构疲劳寿命、提高其疲劳强度的目的,并且能在一定程度上消除焊接过程应力和残余应力,特别适用于普通接头、承载接头以及异种材料焊接接头等结构的焊后处理。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。
消除应力用振动时效:构件经过焊接、铸造、锻造、机械加工等工艺工程其内部产生了残余应力,它极大地影响了构件的尺寸稳定性刚度、强度、疲劳寿命和机械加工性能,甚至导致裂纹和盈利腐蚀。振动时效仪就是利用共振、亚共振的方式对构件进行时效处理,降低和均化构件的残余应力,以保证工件尺寸稳定性。1、投资少与热时效相比,它无需庞大的时效炉,可节省占地面积与高昂的设备投资。2、生产周期短自然时效需经几个月的长期放置,热时效亦需经数十小时的周期方能完成,而振动时效一般只需振动数十分钟即可完成。3、使用方便振动时效设备体积小、重量轻、便于携带,我国目前生产的激振器可振动处理300吨以下的零件,但振动时效设备本身只重几十公斤。4、无废气机辐射污染随着环境保护越来越高,大量的热时效炉被拆除,而目前油炉和煤炉的排放扔不达标,而起尽管振动时效有一定噪声,但通过隔离,或错开工作时间等均可得到克服,故振动时效变成了去应力工艺的选择。5、节约能源、降低成本。残余应力是一个面向多学科的研究课题。上海消除应力设备哪家好
残余应力的大小和分布可能会影响材料的一些特殊性能。上海定伸应力路径
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,因此是设计和制造中必须考虑的问题。对所有熔化式焊接,在焊缝及其热影响区都存在较大的残余应力,残余应力的存在会导致焊接构件的变形、开裂并降低其承载力;同时,在焊缝的焊趾部位还存在凹坑、余高、咬边造成的应力集中;而焊趾出的熔渣缺陷、微裂纹又形成了裂纹的提前萌生源。由于受残余拉应力、应力集中和裂纹萌生源的影响,焊接接头的疲劳寿命较大降低。上海定伸应力路径
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