目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。焊接残余应力要如何去消除?云南机械应力消除是什么意思
高温回火消除内应力的方法效果较好,其基本原理是焊件残余应力的较大值可达屈服强度,而屈服强度在金属受热时将降低,所以焊件温度升高到一定数值,高峰应力应该减到相当于屈服度数值,高峰应力的削减破坏了原来建立的内应力的平衡,引起应力的重新分布,同时在高峰区域要发生局部的塑性变形,如果要完全消除结构中的残余应力,那么必须加热到焊件上的所有点都达到屈服强度等于零的温度。因为大多数碳素钢的屈服强度在600~650℃时接近零值,这就是消除残余应力所必需的加热温度。应注意的是加热要缓慢,一般不应超过25~60C/h,达到650℃后要保温一段时间,保温时间长短取决于焊件厚度,一般是3~ 5min/mm,但不得少于1~2h,以保证焊件每一点温度都达到650℃,然后缓慢冷却。回火温度不高时消除残余应力的效果差。但温度过高,会发生金属过热,使晶粒增大,造成钢材机械性能变差。北京塑胶件应力消除设备材料要想安全使用,在使用时期内的应力应低于它的极限应力,否则材料就会在使用时发生破坏。
振动时效,它是将激振器置于容器或焊补位置, 利用控制系统控制电机转速, 通过激振器反复对工件施加周期性载荷, 以机械方式迫使工件在其共振范围内产生共振, 当材料屈服极限条件成立时, 则造成工件中残余的高峰值处产生微小塑性变形, 使得工件内部残余应力峰值降低, 并使残余应力重新均化分布, 从而达到释放应力的目的。国内在70 年代开始研发振动时效技术, 但真正应用到压力容器消除焊接应力处理方面还是在80 年代之后, 已有许多成功案例。同消除应力热处理法相比, 振动时效设备投资少, 能耗降低90% , 工期也从原来的10 余小时缩短至1 小时之内, 而且其无氧化, 尺寸精度稳定, 其应力消除效果已达到或接近热处理的效果, 国内研究证明, 采用振动时效处理可消除应力50% ~ 70%。但目前振动时效技术在设备的可靠性以及自动控制程度还较低, 并且对于是否能对材料造成其它方面的缺陷, 例如疲劳损伤等方面缺乏必要的验证。
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。应力消除需要进行规范的温度控制和加热时间。
传统、也是较普及的方法——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全方面退出的境地。第二种方法——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。应力消除需要采用多种技术手段,如雷射加工、拉伸和锻造等。大连金属应力消除方法
超声波应力消除机可明显提高焊接接头的疲劳寿命和疲劳强度。云南机械应力消除是什么意思
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较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,应力的较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。云南机械应力消除是什么意思
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