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。振动消除应力设备消除应力的方法有自然时效。南京如何消除机加工应力哪家好
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。杭州振动消除应力需要多长时间残余应力的研究需要充分关注材料的微观结构和细节。
在360 ~840℃进行锤击效果较好,增加锤击力可以提高残余应力的消除效果,焊缝中心处产生较大残余压应力。振动时效是20世纪70年代发展起来的一种消除残余应力的方法,具有能耗低、时间短、设备投资少、场地占用小、无环境污染等特点,在许多场合可以代替热时效,达到消除或部分消除焊接结构等零件残余应力的目的,在欧美国家已得到普遍应用。振动时效是对构件施加交变应力,如果这种交变应力与构件某点的残余应力相叠加,达到材料的屈服强度,则该点将产生局部的塑性变形;如果这种应力能够使得材料中的某些点产生晶格滑移,即便应力远没有达到材料的屈服强度,这些点也会发生塑性变形。塑性变形往往是发生在残余应力较大处,因此使这些点的残余应力得以释放。对于大型焊接件,振动时效的处理效果与热时效是一致的。
为什么要消除应力?存在应力的危害:因为应力的存在,在受到外界作用后(如移印时接触到化学溶剂或者烤漆后端时高温烘烤),会诱使应力释放而在应力残留位置开裂。翘曲及变形:因为残留应力的存在,因此产品在室温时会有较长时间的内应力释放或者高温时出现短时间内残留应力释放的过程,同时产品局部存在位置强度差,产品就会在应力残留位置产生翘曲或者变形情况。产品尺寸变化:因为应力的存在,在产品放置或后处理的过程中,产品就会因应力释放而发生尺寸变化。残余应力测量技术需要不断改进和发展。
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。残余应力的测量需要遵循一系列标准化的流程和方法。南京振动时效去应力检测设备
残余应力的大小和分布需要考虑材料的不同特性和需求。南京如何消除机加工应力哪家好
选择一台实用的振动时效设备尤其重要,设备的好坏关乎振动时效工艺可靠性,决定振动时效的效果。频谱谐波时效,就是振动时效的一种。通过傅里叶分析方法对金属构件进行频谱分析,在0-100HZ范围内找出工件几十种谐波频率,从中主选出效果较佳的五种谐波频率,施加足够的能量进行振动处理,产生多方向动应力,与多维分布的残余应力叠加,达到材料的屈服极限时,将产生局部的塑性变形,从而达到均化残余应力的目的。除此之外,还可采用锤击法均化残余应力。焊接残余应力产生的根本原因是,由于焊缝在冷却过程中的纵向收缩和横向收缩,因此焊后利用小锤轻敲焊缝及其邻近区域,使金属展开,能有效地减少焊接残余应力。据测定,利用锤击法可使应力减少1/2~1/4。南京如何消除机加工应力哪家好