焊接工艺主要应用于工程结构件,如船舶、车辆箱体、桥梁、钢结构、容器、管道、反应釜等等,动载机器结构件应用较少(如汽车零配件采用摩擦焊较多),上海焊缝应力检测费用。在对钢结构进行焊接时,加热和冷却的过程会使焊件内部有温度差异,由此引起变形不一致就会产生内应力,这类应力被称为焊接残余应力。焊接残余应力是焊件产生变形、开裂等工艺缺陷的主要原因,焊接变形在制造过程中危及形状与尺寸公差,上海焊缝应力检测费用、接头安装偏差和增加坡口间隙,上海焊缝应力检测费用,使制造过程更加困难;焊接残余应力可使焊缝特别是定位焊缝部分或完全断开;机械加工过程中释放的残余应力也会导致工件产生不允许的变形。残余应力的分布对于材料的性能有着很大的影响。上海焊缝应力检测费用
实验和理论研究均表明:在结构尺寸形状发生突变的截面附近局部区域,应力急剧增加,而在远离此区域处,应力则逐渐回归均匀分布,这种应力急剧增大的现象称为应力集中。应力集中现象的存在会影响结构的承载能力,但各种材料对应力集中的敏感程度并不相同,塑性材料因有屈服阶段的存在,当局部应力达到屈服极限时,将发生塑性变形,出现应力重新分布,由未屈服的材料来承担,进而使截面上的应力逐渐趋于均匀,因而对于塑性材料,一般可不考虑应力集中的影响;但对于脆性材料,因无屈服阶段,当应力集中处的较大应力达到强度极限时,结构就会首先在该处断裂,所以即使在静载下,也应考虑应力集中对结构承载能力的削弱作用。另外,在冲击载荷或周期性变化的交变应力作用下不论脆性材料或塑性材料,应力集中对其强度都有很大的影响。这也是对于低温设备或疲劳设备要求尽量避免这种截面形状突然变化或要求在尖角处倒圆角的原因。上海金属应力检测方法残余应力常常由加工、热处理等过程引起。
超声波焊接应力消除设备提高焊接接头疲劳性能的基本原理:金属结构件在焊接时,普遍采用熔化焊接的方法,在金属的填充过程中,在接头部位留有余高、凹坑及各种焊接缺陷,造成严重的应力集中;同时还产生一定的焊接残余应力。在绝大多数情况下,残余拉应力对焊接结构的疲劳强度是不利的。同时,大量研究表明,在焊趾部位距离表面0.5mm左右处一般存有熔渣等缺陷,该缺陷较尖锐,相当于疲劳裂纹提前萌生。在应力集中、焊趾熔渣缺陷及焊接残余拉应力的联合作用下,焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命被严重降低。超声波焊接应力消除设备处理法提高焊接接头疲劳强度和疲劳寿命的基本原理:焊后利用超声波推动冲击工具以每秒二万次以上的频率沿焊缝方向冲击焊缝的焊趾部位,使之产生较大的压缩塑性变形,使焊趾处产生圆滑的几何过渡,从而较大降低了焊趾处余高和凹坑造成的应力集中;消除了焊趾处表层的微小裂纹和熔渣缺陷,抑制了裂纹的提前萌生;调整了焊接残余应力场,消除其焊接拉应力,在焊趾附近产生一定数值的残余压应力;并使焊趾部位材料得以强化。
消除和调整残余应力的方法主要分为热作用法和机械作用法,根据不同的构件和残余应力产生的过程,正确选择消除残余应力的方法,可以有效地降低残余应力的危害作用。去应力退火是消除焊接残余应力、铸造残余应力、机械加工残余应力较常用和有效的方法之一。一般的退火是把构件在较高的温度下保温一段时间,然后再进行缓冷的工艺方法。回火是淬火后按照不同硬度要求进行的加热工艺,在回火过程中可以有效消除淬火产生的残余应力。为了避免组织变化而又能使应力去除,在100~200℃回火,也可消除相当大的一部分残余应力。随着回火温度的升高,残余应力去除的部分明显增大,当回火温度达到450℃及以上时,可以认为残余应力已完全消除。值得注意的是有的合金钢试样在淬火后表面为残余压应力,而经过有相变的回火后反而变为残余拉应力。残余应力在材料的制造过程中需要被考虑。
炸裂法:炸裂法消除应力处理就是通过计算和合适的布置, 利用少量炸裂时产生的高温和巨大压力对工件进行处理。一方面在紧靠的焊缝区, 由于炸裂冲击载荷与残余应力叠加而超过了材料的动态屈服强度, 随即产生塑性变形, 原始残余应力开始释放, 同时, 应力波经2~ 3 次的反射后, 或在压力容器的其它部位应力波的峰值与残余应力叠加虽小于材料的动态屈服值, 但由于振动产生的消除应力的效果, 可使压力容器各部分的残余应力都产生不同程度的降低。炸裂法在原东欧国家应用较多, 在国内压力容器制造中也有多个成功案例。炸裂法成本很低, 工期短, 对设备和场地几乎没有要求, 从质量上讲不但可以有效消除焊接残余应力, 而且在处理区域可以形成一定的压应力。残余应力的大小和分布可能会影响材料的一些特殊性能。上海焊缝应力检测费用
残余应力可能会使材料发生塑性变形和裂纹扩展。上海焊缝应力检测费用
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。上海焊缝应力检测费用
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