在焊缝两侧各用一个宽度适当的氧乙炔焰炬进行加热,在焰炬后面一定距离,用一根带有排孔的水管进行喷水冷却。乙炔焰和喷水管以相同速度向前移动见下图。这样就形成了一个两侧温度高(其峰值约为200℃、焊接区温度低 (约为100℃)的温度差。两侧金属受热膨胀对温度较低的区域进行拉伸,所以就可消除部分焊接残余应力,据测定,消除的效果可达50%~70%。焊接温差越大,残余应力也越大。因为焊前预热可降低温差和减慢冷却速度,所以可减少焊接应力。在焊接或补焊刚度很大的焊件时,选择构件的适当部位,进行加热使之伸长,然后再进行焊接。这样焊接,残余应力可有效减小。这个加热部位叫做“减应区”。“减应区”原是阻碍焊接区自由收缩的部位,加热了该部位,使它与焊接区近于均匀的冷却和收缩,以减小内应力。残余应力测量技术需要遵从科学准则和规范。上海金属应力是怎么产生的
焊接残余应力要如何去消除?利用预热法来控制焊接残余应力:构件本体上温差越大,焊接残余应力也越大。振动时效介绍焊前对构件进行预热,能减小温差和减慢冷却速度,两者均能减小焊接残余应力。利用“加热减应区法”来控制焊接残余应力:焊接时,加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位,使之与焊接区同时膨胀和同时收缩,就能减小焊接应力,这种方法称为“加热减应区法”,加热的部位就称之为“减应区”。利用高温回火来消除焊接残余应力:由于构件残余应力的x大值通常可达到该种材料的屈服点,而金属在高温下屈服点将降低。所以将构件的温度升高至某一定数值时,应力的大值也应该减少到该温度下的屈服点数值。如果要完全消除结构中的残余应力,则必须将构件加热到其屈服点等于零的温度,所以一般所取的回火温度接近于这个温度。上海金属应力是怎么产生的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。
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。
振动消除应力系统:振动时效较重要的工艺参数为:激振频率、激振力、时效时间、激振器及拾振器的装夹位置。任何设备均不可预知构件的时效要求,更不可能判定构件的有效振型从而确定合理的时效参数。只有操作人员根据时效要求,观察构件的各阶振型,选择有效的工艺参数。采用手动工作方式,可快速了解构件的特性,选取合理的激振及拾振位置,确定的激振频率和激振力。同时,为了满足批量构件及简单构件的时效要求增设了手动时效功能,自动绘制时效曲线及相关数据,为产品检查提供宏观依据,时效时间可任意设定并在线调整。运用先进的数字信号处理技术,对拾振器采集的振动信号进行时时在线统计、分析,选取有效的激振频率,可全自动完成振动时效工艺过程,在同一坐标内自动绘制振动时效工艺曲线,将相关数据记录在自动绘制的工艺卡内。此功能操作简单方便,容易掌握,适用于已知构件或结构简单构件。残余应力可能会引起材料的变形和损坏。
消除应力退火所需要的时间取决于工件厚度、残余应力小、所用的退火温度以及希望消除应力的程度。考虑工件厚度时可参考不锈钢的情况。至于选用的温度和希望消除应力的程度一般要通过实验来决定。加热温度及保温时间对TC4钛管及钛合金残余应力的影响。显然加热温度高,所需要的时间短。消除应力退火的冷却方式一般采用空冷。对于大尺寸和形状复杂的零件也可采用炉冷。钛合金消除应力退火制度。在推荐的温度和时间范围内应依据上述原则,通过试验具体确定。应该指出,钛焊件的消除应力退火往往与随后热处理统一考虑。冷成型件的消除应力退火与热矫形工艺同时进行,但应该避免夹具对工件的污染。残余应力会影响材料的应变和强度。上海金属应力是怎么产生的
测量残余应力可以评估材料的质量。上海金属应力是怎么产生的
在机械加工过程中,残余应力普遍存在,严重影响构件的加工精度和尺寸稳定性、静强度、疲劳强度,甚至引起腐蚀开裂。但由于其直观性差和不易检测等因素,往往被人们忽视。实际上,残余应力的存在易导致突发性破坏且后果往往十分严重,特别是当其存在于承力件和转动件上时,可能会带来重大事故。研究残余应力,对避免其带来的危害、延长工件使用寿命、缩短企业制造成本,具有积极作用。首先来一段官方的定义:残余应力(ResidualStress)是工件在制造过程中,受到来自各种工艺等因素的作用与影响,当这些因素消失之后,若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失,仍有部分作用与影响残留在构件内,则这种残留的作用与影响就是残余应力。上海金属应力是怎么产生的