应力的原理

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。残余应力在加工制造过程中需要被有效控制和处理。应力的原理

对受压焊件稳定性的影响：焊接杆件受压时，焊接残余应力与外载所引起的应力相叠加，可能使杆件局部屈服或使杆件局部失稳，杆件的整体稳定性将因此而降低。残余应力对稳定性的影响取决于杆件的几何形状和内应力分布。残余应力对非封闭截面（如工字形截面）杆件的影响比封闭截面（如箱形截面）的影响大。对加工精度的影响：焊接残余应力的存在对焊件的加工精度有不同程度的影响。焊件的刚度越小，加工量越大，对精度的影响也越大。对尺寸稳定性的影响：焊接残余应力随时间发生一定的变化，焊件的尺寸也随之变化。焊件的尺寸稳定性又受到残余应力稳定性的影响。杭州振动消除应力测试设备残余应力的研究需要考虑不同环境下的影响因素。

焊接时残余的应力对于构建的危害:对疲劳强度的影响。残余应力的存在使变载荷的应力循环发生偏移，这种偏移，只改变其平均值，不改变其幅值。结构的疲劳强度与应力循环的特征有关，当应力循环的平均值增加时，其极限幅值就降低，反之则提高。因此，如应力集中处存在着拉伸残余应力，疲劳强度将降低。对焊件加工精度和尺寸稳定性的影响。机械加工把一部分材料从焊件上切除时，此处的残余应力也被释放。残余应力原来的平衡状态被破坏，焊件发生变形，加工精度受影响。对应力腐蚀开裂的影响。应力腐蚀开裂时拉伸残余应力和化学腐蚀共同作用下产生裂纹的现象，在一定材料和介质的组合下发生。应力腐蚀开裂所需的时间和残余应力大小有关，拉伸残余应力越大，应力腐蚀开裂的时间越短。

残余应力的危害各种工程材料和构件在毛坯的制备、零件的加工、热处理和装配的过程中都会产生不同程度的残余应力。残余应力会引起物体缓慢变形，导致机械加工工件尺寸不合格，仪器生产中导致整台仪器丧失精度成为废品，铸造锻造工件出现裂纹甚至断裂，同时对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命等也有着十分重要的影响。放几张图看看残余应力的破坏力。由热应力所引起的残余应力。金属切削加工过程中的3个变形区由于摩擦和塑性变形的存在都会产生大量的热。这些热量很难及时散发出去，从而导致工件材料表面的受热膨胀。但是表面的膨胀行为会受到基体的束缚而较终产生压缩塑性变形。当工件完成加工逐渐冷却到室温后，产生压缩塑性变形的表层会在工件表面形成拉伸残余应力。残余应力是材料科学和工程领域中的一个重要研究课题。

消除应力的方法大约有四种。其一就是自然时效，通过自然放置消除应力，这种方法耗时过长，难以适应现代科技及生产需要；其二是大程度传统、也是大程度普及的方法——热时效法，把工件放进热时效炉中进行热处理，慢慢消除应力。这种方法的缺点也非常明显，比如卫星制造厂对温度控制要求非常严格的铝合金工件以及长达十米或者更大的巨型工件都无法用这种方法处理。而且这种方法还带来了大量的污染和能源消耗，随着中国及世界范围内对环保的进一步要求，热时效炉的处理方式马上面临比较全退出的境地。第三种方法——利用亚共振来消除应力，这种方法虽然解决了热时效的环保问题，但是使用起来相当烦琐，要针对不同形状的工件编制不同的时效工艺，如果有几百上千种工件就要编几百上千种工艺，而且在生产时操作相当复杂，需要操作者确定处理参数，复杂工件必须是熟练的专业技术人员才能操作。更令人遗憾的是这种方法只能消除23%的工件应力，无法达到处理所有工件的目的。可知的第四种方法就是振动时效消除应力，通过机械组装使之形成了一整套消除应力设备，它可以使工件在短时间内达到消除应力的作用，覆盖所有需要消除应力的工件。残余应力常常是由材料中的缺陷引起的。应力的原理

残余应力可能会影响材料的可靠性和寿命。应力的原理

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。应力的原理