残余应力对工件的影响比较大,常是变形,开裂的主要原因,在我们的实际工作中,要减小应力的产生并尽量消除工件的残余应力,但实际上残余应力的消除并不能完全去除应力,所以我们在实际工作中首要的还是从各个加工流程减小残余应力的产生。常见的消除应力的方法主要有以下几种:a)自然时效:放置在自然条件下进行消除,一般能消除10%左右;b)热处理:一般能去除30%-80%的应力,效果较好,但需注意工件变形;c)振动时效:通过人工敲打或才振动的方式去除,一般能去除30-60%的应力。产生残余应力的原因归结为三类:一是不均匀的塑性变形;二是不均匀的温度变化;三是不均匀的相变。应力消除需要注意材料的弹性变形和塑性变形的区别。河北振动应力消除办法
焊接会产生焊接应力,焊接应力的消除的方法主要有几种:1、热处理法,比如说退火、正火等。2、时效法,自然放置就可以缓慢释放,但是需要的时间比较长。3、振动时效法,就是采用机械振动释放应力4、抛丸,类似于机械振动,抛丸和喷丸之后也会降低焊接应力。还有一些是设计结构时可以注意的,也能降低结构的焊接应力:1、减少焊缝数量、长度、焊脚尺寸2、合理的设计焊缝位置,避免焊缝集中3、堆焊部位通过打磨过渡等方式,也能降低应力的集中。电焊如何消除应力?1 整体高温回火(消除应力退火),将整个焊接结构加热到一定温度(根据具体工件金属材质而定),保温一段时间,在冷却。可以消除80%-90%的残余应力。应用较为普遍的一种应力消除工艺。2 局部高温回火,只针对焊缝及其周围部分局部回火,消除应力效果不如整体回火。设备较简单,适用于结构较简单,拘束度较小工件,诸如 长筒形容器,管道接头,长构件的对接接头等。广东金属应力消除仪器应力消除需要对材料进行完整的检测和表征。
欧盟的X射线残余应力测定方法标准(EN 15305: 2008)关于残余应力的表述是:存在于不受外力作用或约束的物体内部自身平衡的应力。我国修订GB7704《X射线应力测定方法》时给出的定义:在没有外力或外力矩作用的条件下构件或材料内部存在并自身平衡的宏观应力。与欧盟标准表述的区别实质上只有“宏观”二字,这里引进了马赫劳赫关于内应力分为三类的观念。这样,宏观内应力的概念便与X射线应力测定原理的弹性力学模型相吻合了。在外力已经去除、温度达到平衡、相变已经终止的的条件下材料中存在并自身保持平衡的宏观应力叫做残余应力。
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。应力消除可以降低材料的变形和断裂风险。
振动法,针对焊缝区域进行振动。使得振源与结构发生稳定的共振。利用稳定共振产生的变载应力,使焊缝区产生塑性变形。达到消除焊接应力的目的。碳素钢及 不锈钢金属结构 使用振动法消除应力效果较好。具有设备价格低廉,简单,处理成本低,时间短。不会产生高温回火的氧化问题 的特点。为了消除和减小焊接残余应力,应采取合理的焊接顺序,先焊接收缩量大的焊缝。焊接时适当降低焊件的刚度,并在焊件的适当部位局部加热,使焊缝能比较自由地收缩,以减小残余应力。热处理(高温回火)是消除焊接残余应力的常用方法。整体消除应力的热处理效果一般比局部热处理好。焊接残余应力也可采用机械拉伸法(预载法)来消除或调整,例如对压力容器可以采用水压试验,也可以在焊缝两侧局部加热到200℃,造成一个温度场,使焊缝区得到拉伸,以减小残余应力。应力消除需要对材料的物理和化学性质进行深入了解。上海塑胶件应力消除原理
应力消除需要进行实验和数学模拟计算。河北振动应力消除办法
采用锤击法适用于较长的焊缝和堆焊层。焊缝金属在冷却时由于焊缝收缩时受阻而产生应力, 这时趁着焊缝和堆焊层还在赤热的状态下用锤轻敲焊缝区, 焊缝金属在迅速均匀的锤击下产生横向塑性伸展, 使焊缝收缩得到一定补偿, 从而使该部位的拉伸残余应力的弹性应变得到松弛,焊接残余应力即可部分消除。锤击应在较高的温度下进行, 但应避开材料的蓝脆范围。多层焊时,一层和之后一层焊缝不用锤击, 其余每层都要锤击。一层不锤击是为了避免产生根部裂纹,之后一层焊缝要焊接得较薄, 以便消除由于锤击而引起的冷作硬化。锤击法从原理上讲对防止应力腐蚀开裂是会有一定的抑制作用, 在实际压力容器制造中应用的比较普遍。河北振动应力消除办法
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