消除残余应力是机械加工行业一项十分重要的任务。传统的消应力工艺主要是热时效(热处理) ,对大型构件,热时效需要庞大的焖火炉,烧煤或用电,处理一批金属件要2~7天,故投资大,能耗大,效率低,容易产生新的变形,材料强度下降。振动时效(VSR)就是通过施加振动方法降低或均化构件内的残余应力,从而提高构件的使用强度,减小变形及稳定尺寸的精度,上海塑胶件应力检测仪器。与传统的热时效方法相比,它可以在极短的时间内减小构件的残余应力,不需搬动工件,也不产生氧化皮或锈皮。振动时效以其工艺简单方便、适用性强等突出特点而受到普遍应用。振动时效是一种常温时效工艺,上海塑胶件应力检测仪器,它可使金属结构的焊接残余应力峰值降低,分布均化,从而提高尺寸稳定性,上海塑胶件应力检测仪器。因此,振动时效可以替代以尺寸稳定性为目标的热时效。对于有抗氧化要求、有低温相变的材料以及超大型、易产生热处理变形的构件,振动时效具有热处理无法比拟的优势。请保留好应力检测仪原厂出厂的手册以及相关出厂报告文件。上海塑胶件应力检测仪器
焊接残余应力要如何去消除?整体高温回火:将整个构件放在炉中加热到一定温度,然后保温一段时间再冷却。通过整体高温回火可以将构件中80%~90%的残余应力消除掉振动时效生产厂家小编介绍这是生产中应用泛、效果好的一种消除残余应力的方法。 回火时间随构件厚度而定,钢按每毫米壁厚l~2min计算,但不宜低于30min,不必高于3h,因为残余应力的消除效果随时间迅速降低,所以过长的处理时间是不必要的。局部高温回火:只对焊缝及其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,此方法设备简单,常用于比较简单的、刚度较小的构件,如长筒形容器、管道接头、长构件的对接接头等焊接残余应力的消除。上海工业级应力检测仪器材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。
如何严格地控制残余应力的分布?工程机械结构件焊接残余应力的存在是必然的。由于残余应力的存在,对于那些承载较大的部件来说应力检测如何严格地控制残余应力的分布是至关重要的, 因为完全消除残余应力是不可能的。消除残余应力的方法是通过变形来实现的,如果使结构件产生 变形,其变形的规律是难以人为控制的。变形小, 结构件的尺寸精度受到影响; 变形大,构件无法满足设计要求。对于工程机械结构件来说,当未采取任何控制措施时,其拉、压应力的分布是非常不均匀的,这是由工程机械结构件的几何形状复杂, 焊缝相对比较集中的特点所决定的。对于焊接残余应力的控制方法,常用的有: 自然时效,但由于工程机械产品的生产周期较短,无法采用;低温退火,由于受其尺寸较大 ,建造大型退火炉成本太高,特别是运行成本更高,且浪费能源,如果采用煤作为燃料,又易造成环境污染;方法就是振动时效设备, 既克服了上述两种方法的缺点,又能达到控制结构件焊接残余应力的目的。对于生产类似较为复杂的焊接件, 有着非常重要的借鉴和指导作用。
超声冲击设备在残余应力消除工艺中的应用:首先由超声波电源产生高频振荡电信号,并传导致处理器中的换能器上,由换能器把高频振荡电信号转换成机械振动,然后再由处理器中的变幅杆把微小的机械振动放大到处理所需要的振幅。在自重或一定外力作用下,将高频机械振动传递到要处理的工件上。按振动频率为40KHZ计,较大振动速度为2.5m/s,其加速度为重力加速度的3万多倍,致使工具头前端聚集巨大动能,该能量作用到焊缝焊趾上,能够改善焊缝与母材过渡区表面形状,降低焊接处的应力集中程度,并产生一定厚度的强化层和表面压应力,而传导到金属内部的声波消除调整均匀化了焊接产生的残余应力,因而能提高焊接疲劳强度和寿命,并增强被处理件的抗腐蚀能力。消除残余应力的方法是通过变形来实现的,如果使结构件产生 变形,其变形的规律是难以人为控制的。
焊接时残余的应力对于构建的危害:对结构刚度的影响。当外载产生的应力与结构中某区域的残余应力叠加之和达到屈服点时,这一区域的材料就会产生局部塑性变形,丧失了进一步承受外载的能力,造成结构的有效截面积减少,结构的刚度也随之降低。对受压杆件稳定性的影响。当外载引起的压应力与残余应力中的压应力叠加之和达到屈服点,这一部分截面就丧失进一步承受外载的能力,这就削弱了构件的有效截面积,并改变了有效截面积的分布,降低了受压杆件的稳定性。对静载强度的影响。没有严重应力集中的焊接结构,只要材料具有一定的塑性变形能力,残余应力不是影响结构的静载强度。反之,如材料处于脆性状态,则拉伸残余应力和外载应力叠加有可能使局部区域的应力首先达到断裂强度,导致结构早期破坏。超声波消除应力提高焊缝的屈服强度和疲劳寿命,增加表面硬度。上海工业级应力检测仪器
利用预热法来控制焊接残余应力。上海塑胶件应力检测仪器
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。上海塑胶件应力检测仪器