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。残余应力可能会导致材料的疲劳破坏。上海应力检测设备厂家
热时效法: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退出的境地。利用亚共振来消除应力: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。上海焊缝应力检测项目残余应力的研究需要考虑材料的内部结构和晶格等因素。
回火时间随焊件厚度而定,钢按每毫米壁厚1~2min计算,但不宜低于30min,不必高于3h,因为残余应力消除效率随时迅速降低,过长的处理时间是不必要的。局部高温回火:只对焊缝及其附近的局部区域进行加热消除残余应力。消除应力的效果不如整体高温回火,但方法设备简单。常用于比较简单的、拘束度较小的焊接结构,如长筒形容器、管道接头、长构件的对接头等焊接残余应力的消除。局部高温回火可采用气体、红外线、间接电阻或工频感应加热等。温差拉伸法消除焊接残余应力的基本原理与机械拉伸法相同,主要差别是利用局部加热的温差来拉伸焊缝区。
选择一台实用的振动时效设备尤其重要,设备的好坏关乎振动时效工艺可靠性,决定振动时效的效果。频谱谐波时效,就是振动时效的一种。通过傅里叶分析方法对金属构件进行频谱分析,在0-100HZ范围内找出工件几十种谐波频率,从中主选出效果较佳的五种谐波频率,施加足够的能量进行振动处理,产生多方向动应力,与多维分布的残余应力叠加,达到材料的屈服极限时,将产生局部的塑性变形,从而达到均化残余应力的目的。除此之外,还可采用锤击法均化残余应力。焊接残余应力产生的根本原因是,由于焊缝在冷却过程中的纵向收缩和横向收缩,因此焊后利用小锤轻敲焊缝及其邻近区域,使金属展开,能有效地减少焊接残余应力。据测定,利用锤击法可使应力减少1/2~1/4。残余应力的产生和消除需要考虑材料的性质和特定环境下的影响因素。
传统消除残余应力的方法包括自然时效以及热时效两种,两种方法均能在一定程度上消除构件残余应力,稳定和提高构件的精度,但这两种方法也都有自身的缺陷。随着科技发展,“长江前浪推后浪”,解决老问题不断涌现出更优越的新工艺。现在通过对比,我们来看看振动时效是如何把老工艺拍在沙滩上的自然时效。将金属构件放置在露天中,利用自然环境中的振动条件或者白天黑夜交替形成的温度差等, 经过半年到一年长时间的闲置,使构件通过长期时间的热胀冷缩等作用形成构件内部的残余应力释放。自然时效方法降低的残余应力有限,效率低下,处理的时间相对太长,无法匹配产品的周期并且占用大面积的空间,因此目前在生产实践中很少得到应用。残余应力的研究可以为材料的制造和应用提供新的思路和方法。上海焊缝应力
残余应力测量需要对材料的各项性质进行充分的测试和分析。上海应力检测设备厂家
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。上海应力检测设备厂家
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