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。残余应力测量需要对材料的结构和性能有一定的了解。无损应力路径
大多采用容器内加热的方法, 即将加热元件置于容器内, 通过辐射及对流换热对整个容器进行加热。容器内加热分为电加热以及燃油( 气) 加热。电加热一般将板式远红外电加热器置于容器内部, 主要以辐射换热为主, 通过热电偶反馈信号至控制回路控制加热器的输出以达到规定的工艺参数, 其自动化程度较高, 但设备投入和对电力的消耗很大。燃油( 气) 法加热是以容器内部喷射燃料燃烧进行加热, 通过形成燃烧产物的回转气流, 利用辐射及对流对整个容器进行加热, 此方法应用比较多, 但很容易在容器内形成不均匀的加热区, 虽然有些单位在设计系统时增加了挡流板, 但仍然不能保证内腔温度的均匀性。个别单位虽然在重点部位加装了远红外电加热器, 但也无法从根本上解决问题。针对燃油( 气) 法的一些弊端, 国内还发展了增压旋转反射燃油加热, 获得了满意的效果。上海金属应力分布规律残余应力的测量需要注意材料的表面情况和处理方式。
消除应力有如下一些方法:1 自然时效:这种时效方式是把加工后的工件或结构放在自然环境中,经过一段时间后应力就松弛了。这种方法简单,但是,生产效率低,因为需要很长时间。2 热处理消除应力:这种方式是把工件或结构放进加热炉中,加热到一定温度,快速消除应力。这种方法比自然时效快,但是需要炉子、需要热能,甚至如果工件比较大的话,还需要吊装设备等辅助设施。成本高,需要的条件高,消耗能源多。振动时效工艺是通过给加工后的工件或结构按照某种形式施加一定的振动,这个振动所产生的动应力与材料中原有的内应力叠加,当超出材料的屈服极限时就会产生局部塑性变形而使应力松弛(消除应力),这样材料内部内应力大的地方应力降低了,应力分布也均匀了,材料就不容易产生变形了,也不会断裂了。与热时效去除应力相比,振动时效效率更高,能源利用率也更高。而且,一些大工件,用加热时效的方法成本太高,甚至难以实现。
热时效通过加热炉,加热棒等加热措施, 使构件在加热作用下升温到能使构件释放残余应力所需的指定温度,并进行相应的工艺处理,使环境的温度维持数小时后,然后通过工艺处理完成降温来实现残余应力的降低的过程称为热时效。该方法消除残余应力的效果明显, 在目前的构件、材料生产中经常被使用, 但是该方法需要搭建完善的加热系统,整体成本较高,且耗能巨大,并且会对环境造成严重污染。同时该方法多数运用在大结构刚体, 对于一些小型的精密零件就显得无能为力。因为这些明显的劣势,热时效目前大有被振动时效取代的趋势。残余应力是材料科学和工程领域中的一个重要研究课题。
一般在外力消除后仍保留在金属内部的应力称为残余应力或内应力。残余应力是由于金属的不均匀变形和不均匀的体积变化造成的。残余应力按内应力作用范围,可分为宏观内应力(一类残余应力)、晶界内应力(第二类残余应力)和晶格畸变内应力(第三类残余应力)。一般宏观内应力:当金属发送不均匀变形,而物体的完整性又限制这种不均匀变形的自由发展时,在金属物体内大部分体积之间产生互相平衡起来的应力,这种因变形不均匀所出现的应力称为宏观内应力。晶间内应力:由于金属各晶粒的空间取向不同,在发送变形时,相邻的两个晶粒发生了不均匀变形,两者之间相互制约而产生平衡,阻碍变形的自由发展,变形结束后残留在晶体内形成晶间内应力。残余应力的测量需要遵循一系列标准化的流程和方法。上海金属应力分布规律
残余应力常常是由制造工艺不当或材料组成不合理引起的。无损应力路径
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。无损应力路径