焊接残余应力是构件还未承受荷载而早已存在构件截面上的初应力,在构件服役过程中,和其他所受荷载引起的工作应力相互叠加,使其产生二次变形和残余应力的重新分布,不但会降低结构的刚度和稳定性而且在温度和介质的共同作用下,还会严重影响结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力。目前采用的消除应力的失效方法有振动时效(消除30%~50%的应力)、热时效(消除40%~70%的应力)豪克能PT时效(消除80%~100%的应力)。振动时效处理是工程材料常用的一种消除其内部残余内应力的方法,是通过振动,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。残余应力会影响材料的成形和性能。上海锻压消除应力仪器
正应力与剪应力:同截面垂直的称为正应力或法向应力,同截面相切的称为剪应力或切应力。应力会随着外力的增加而增长,对于某一种材料,应力的增长是有限度的,超过这一限度,材料就要破坏。对某种材料来说,应力可能达到的这个限度称为该种材料的极限应力。极限应力值要通过材料的力学试验来测定。将测定的极限应力作适当降低,规定出材料能安全工作的应力较大值,这就是许用应力。材料要想安全使用,在使用时期内的应力应低于它的极限应力,否则材料就会在使用时发生破坏。有些材料在工作时,其所受的外力不随时间而变化,这时其内部的应力大小不变,称为静应力;还有一些材料,其所受的外力随时间呈周期性变化,这时内部的应力也随时间呈周期性变化,称为交变应力。材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时,破坏就可能发生。另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大,这种现象称为应力集中。对于组织均匀的脆性材料,应力集中将较大降低构件的强度,这在构件的设计时应特别注意。上海振动时效去应力设备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。
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。
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。残余应力的变化可能会导致材料发生变形。
晶格畸变内应力:变形不均匀不只表现在各晶粒之间,因受其周围晶粒影响不同,在同一晶粒各个部位也存在变形不均匀,产生一定晶格畸变,限制变形的自由发展,变形后残留在晶粒内部形成晶格畸变内应力。残余应力会导致工作变形、开裂和部分尺寸或形状改变,缩短工件的使用寿命。为了消除残余应力,一般采用热处理法和机械处理法。允许退火的金属材料可以采用退火的方法消除残余应力。消除残余应力的退火一般在较低的温度(低于再结晶温度)下进行,即恢复期,此时残余应力可大部分消除,而不会引起材料强度的降低;在较高温度下退火虽然能彻底消除残余应力,但会造成金属力学性能改变,特别是强度的降低和制品晶粒的粗化。机械处理法是在制品的表面在附加一些表面变形,使之产生新的压副应力以抵消制品内的残余应力或尽量减小其数值。当材料表面有拉伸残余应力时才可以该方法。例如管棒材的多辊矫直,带材的拉弯矫、张力退火等均是消除残余应力的有效方法。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。上海消除应力哪家好
残余应力可能会导致材料的疲劳破坏。上海锻压消除应力仪器
机床释放应力一般采用静置的方法,一些机床厂家为了充分释放应力,会将铸件沉入海底或埋入地底,这种方法称之为自然时效。那么机床应力要释放多久呢?在网上搜索资料的时候,五花八门的答案看得人眼花缭乱,小到几个月,大到七八年,各种答案是应有尽有。在查阅了一些专业论文后,答案是应力释放根据金属构件的不同,再考虑到体积、形状等因素,大致需要几个月到几年不等。自然时效由于时间成本高、占地广等劣势,目前被厂家采用得越来越少。随着技术的进步,现在应力的释放的方法越来越多,时间也越来越短。上海锻压消除应力仪器
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