焊接工艺主要应用于工程结构件,如船舶、车辆箱体、桥梁、钢结构、容器、管道、反应釜等等,动载机器结构件应用较少(如汽车零配件采用摩擦焊较多)。在对钢结构进行焊接时,加热和冷却的过程会使焊件内部有温度差异,由此引起变形不一致就会产生内应力,这类应力被称为焊接残余应力。焊接残余应力是焊件产生变形、开裂等工艺缺陷的主要原因,焊接变形在制造过程中危及形状与尺寸公差、接头安装偏差和增加坡口间隙,使制造过程更加困难;焊接残余应力可使焊缝特别是定位焊缝部分或完全断开;机械加工过程中释放的残余应力也会导致工件产生不允许的变形。残余应力可以通过热处理等方式进行调整。江西金属应力检测机构
采用合理的工艺参数及合适的加工方法。如先用小直径焊丝,采用较小的焊接电流及提高焊接速度等方法来控制焊接热输入,也可采用预热、加热减应区及捶击等方法,来减少焊缝的焊接残余应力。物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。机床所需要释放的应力全称是机械应力,是床身等构件在热成型加工中产生的。由于机床高精密加工精度需要达到微米甚至纳米级,这种在铸造中产生的内应力带来的形变误差是不能接受的,所以机床需要释放应力。简单来说就是机床相关构件在热加工当中会产生应力,这种应力会导致构件产生一定的形变,而这种形变会影响到机床的精度,所以越是高精密的机床就越需要释放应力,以此来保证机床的精度和稳定性。安徽应力测试残余应力的大小和分布在材料制造和使用中需要被考虑到。
自然时效消除残余应力:自然时效是通过把零件暴露于室外,经过几个月至几年的时间,使其尺寸精度达到稳定的一种方法。大量的试验研究和生产实践证明,自然时效具有稳定铸件尺寸精度的良好效果。然而,经过自然时效的工件,其残余应力的变化并不明显,铸件试样放置一年以后,残余应力只降低2-10%;实测机床床身残余应力的结果表明,进行为期一年的自然时效后,较大残余应力由80N/mm降至70N/mm平均残余应力由38N/mm降至30N/mm,即只降低了大约10-20%。由此可见,经自然时效后已停止变形的铸件,仍然残存着相当大的残余应力。对于那些使用时需承受很大载荷的铸件,当在较高残余应力上再叠加使用应力时就有可能影响铸件的使用性能,因此必须慎重考虑是否应该采用这种时效方法。
消除焊接残余应力的方法有以下几个方面:1,整体高温回火(消除应力退火)。这个方法将整个焊接结构加热到一定温度,然,后保温一段时间,再冷却。同一种材料,回火温度越高,时间越长,应力就消除得越彻底。通过整体高温回火可以将80%-90%的残余应力消除掉。缺点是当焊接结构的体积较大时,需要用容积较大的回火炉,增加了设备的投资费用。2,局部高温回火。只对焊缝及其附近的局部区域进行加热以消除应力。消除应力的效果不如整体高温回火,但方法设备简单。常用于比较简单的、拘束度较小的焊接结构。3,机械拉伸法。产生焊接残余应力的根本原因是焊件焊后产生了压缩残余变形。因此,焊后对焊件进行加载拉伸,产生拉伸塑性变形,它的方向和压缩残余变形相反,结果使得压缩残余变形减小,因而残余应力也随之减小。残余应力常常是由材料中的缺陷引起的。
消除和调整残余应力的方法主要分为热作用法和机械作用法,根据不同的构件和残余应力产生的过程,正确选择消除残余应力的方法,可以有效地降低残余应力的危害作用。去应力退火是消除焊接残余应力、铸造残余应力、机械加工残余应力较常用和有效的方法之一。一般的退火是把构件在较高的温度下保温一段时间,然后再进行缓冷的工艺方法。回火是淬火后按照不同硬度要求进行的加热工艺,在回火过程中可以有效消除淬火产生的残余应力。为了避免组织变化而又能使应力去除,在100~200℃回火,也可消除相当大的一部分残余应力。随着回火温度的升高,残余应力去除的部分明显增大,当回火温度达到450℃及以上时,可以认为残余应力已完全消除。值得注意的是有的合金钢试样在淬火后表面为残余压应力,而经过有相变的回火后反而变为残余拉应力。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。无锡机械应力检测装置
残余应力的测量可以为材料制造过程中的调整提供参考。江西金属应力检测机构
振动时效是利用共振原理来消除和均化金属铸件、锻件、焊接结构件、有色金属等零件的残余应力,以防止零件尺寸变形和开裂。无环境污染、不受零件大小、场地等限制、且时效效果直观,并优于热时效。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。振动消除应力实际上就是用周期的动应力与残余应力叠加,使构件局部产生塑性变形而释放应力。江西金属应力检测机构