消除焊接殘余應(yīng)力的四種方法

1、。消除焊接殘余應(yīng)力的四種方法楊焦麒麟摘要：正1。消除焊接殘余應(yīng)力的高溫回火分為整體和局部?jī)煞N方式。(1)整體高溫回火。整個(gè)焊件在爐中加熱到一定溫度，然后在冷卻前保持一段時(shí)間。對(duì)于相同的材料，回火溫度越高，回火時(shí)間越長(zhǎng)，殘余應(yīng)力消除得越徹底。整體高溫回火可消除80%【關(guān)鍵詞】:消除焊接殘余應(yīng)力高溫回火溫差拉伸消除殘余應(yīng)力消除應(yīng)力回火溫度水壓試驗(yàn)機(jī)械拉伸焊接結(jié)構(gòu)具體方法【分類編號(hào)】:TG407文本快照:1.消除焊接殘余應(yīng)力的高溫回火可分為整體回火和局部回火。四川集成高溫回火。整個(gè)焊件在爐中加熱到一定溫度，然后在冷卻前保持一段時(shí)間。對(duì)于相同的材料，回火溫度越高，回火時(shí)間越長(zhǎng)，殘余應(yīng)力消除得越徹底。整

2、體高溫回火可消除80%- 90%的殘余應(yīng)力，這是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的方法1、自然老化2.熱時(shí)效3.振動(dòng)時(shí)效(目前應(yīng)用最廣泛的一種)振動(dòng)時(shí)效的本質(zhì)是以共振的形式對(duì)工件施加附加動(dòng)應(yīng)力。當(dāng)附加動(dòng)態(tài)應(yīng)力和殘余應(yīng)力疊加并達(dá)到或超過材料的屈服極限時(shí)，工件經(jīng)歷微觀或宏觀塑性變形，從而減小和均勻化工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力并穩(wěn)定其尺寸精度。殘余應(yīng)力的產(chǎn)生和消除殘余應(yīng)力的產(chǎn)生：加工后，工件表層有殘余應(yīng)力。殘余壓應(yīng)力可以提高工件表面的耐磨性和拉伸應(yīng)力下的疲勞強(qiáng)度，但殘余拉應(yīng)力的作用正好相反。如果拉伸應(yīng)力值超過工件材料的疲勞強(qiáng)度極限，工件表面就會(huì)出現(xiàn)裂紋，加速工件的損傷。殘余應(yīng)力的原因如下：(一)冷塑性變形引起的殘余應(yīng)力在切

3、削力的作用下，加工表面受到強(qiáng)烈的冷塑性變形，其中由刀具背面的擠壓和摩擦引起的塑性變形最為突出，基體金屬受到影響，處于彈性變形狀態(tài)。去除切削力后，基體金屬趨于恢復(fù)，但受到表層塑性變形的限制，不能恢復(fù)到原始狀態(tài)，從而在表層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。(2)熱塑性變形引起的殘余應(yīng)力工件的加工表面在切削熱的作用下發(fā)生熱膨脹，此時(shí)基體金屬的溫度較低，因此表面金屬產(chǎn)生熱壓應(yīng)力。在切割過程結(jié)束時(shí)，表面溫度迅速下降，因此收縮變形大于內(nèi)層。因?yàn)楸韺拥淖冃问艿交捉饘俚南拗?，所以?huì)產(chǎn)生殘余拉伸應(yīng)力。切割溫度越高，熱塑性變形越大，殘余拉應(yīng)力越大，有時(shí)甚至出現(xiàn)裂紋。磨削過程中熱塑性變形明顯。(3)金相組織變化引起的殘余應(yīng)力切割過

4、程中的高溫會(huì)導(dǎo)致表層金相組織的變化。不同的金相組織具有不同的密度，表面金相組織的變化導(dǎo)致體積的變化。當(dāng)表層體積膨脹時(shí)，由于基體的限制，產(chǎn)生壓應(yīng)力；相反，會(huì)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力?？傊?，殘余應(yīng)力是消除外力或不均勻的溫度場(chǎng)后，物體內(nèi)部殘留的自平衡內(nèi)應(yīng)力。加工和強(qiáng)化過程都會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。如冷拔、彎曲、切割、軋制、噴丸、鑄造、鍛造、焊接和金屬熱處理等。不均勻的塑性變形或相變可能導(dǎo)致殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力通常是有害的。例如，熱處理、焊接或切割不當(dāng)后，殘余應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致零件翹曲、變形甚至開裂，淬火或磨削后表面會(huì)出現(xiàn)裂紋。瑞西的存在自老化是一種通過將零件暴露在戶外幾個(gè)月甚至幾年來穩(wěn)定零件尺寸精度的方法。這種老化方法早已被廣泛

5、使用。大量的實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，自然時(shí)效對(duì)穩(wěn)定鑄件尺寸精度有很好的效果。第二，熱老化1.所用的工藝方法是退火以消除應(yīng)力。這種方法的特點(diǎn)是可以大大降低零件的殘余應(yīng)力，尺寸精度穩(wěn)定。當(dāng)構(gòu)件被加熱到400-700時(shí)，技術(shù)構(gòu)件具有單線和明顯的塑性。這個(gè)溫度范圍稱為彈性轉(zhuǎn)變溫度。2.影響熱老化效應(yīng)的因素A.在熱老化中，退火溫度是影響消除殘余應(yīng)力效果的最重要因素。B.熱老化時(shí)間C.熱老化加熱速率D.熱老化的冷卻速度E.熱老化爐的溫差F.工件在爐中的放置和支撐三、振動(dòng)時(shí)效法振動(dòng)時(shí)效的本質(zhì)是以共振的形式對(duì)工件施加附加的動(dòng)態(tài)應(yīng)力。當(dāng)附加動(dòng)應(yīng)力和殘余應(yīng)力重疊并達(dá)到或超過材料的屈服極限時(shí)，工件經(jīng)歷微觀或宏觀塑性

6、變形，從而減小和均勻化工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力并穩(wěn)定其尺寸精度。其特點(diǎn)是：1.投資減少2.生產(chǎn)周期短3.使用方便4.適應(yīng)性強(qiáng)5.節(jié)能降耗6.機(jī)械性能顯著提高7.符合環(huán)保要求8.操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化。它可以避免金屬零件在熱老化過程中的翹曲、氧化、脫碳、硬度降低等缺陷。四.靜態(tài)過載方法是以靜態(tài)力或靜態(tài)力矩的形式，暫時(shí)加載在構(gòu)件上，并使其在這種載荷下保持一段時(shí)間，以便零件的尺寸精度能夠穩(wěn)定。當(dāng)用于焊接件時(shí)，有必要增加載荷，使原始應(yīng)力和附加應(yīng)力之和接近材料的屈服極限，從而消除殘余應(yīng)力。靜態(tài)過載法的精度穩(wěn)定性效應(yīng)取決于附加應(yīng)力和應(yīng)力下的保持時(shí)間。特別指出，用靜態(tài)過載法處理的零件仍有相當(dāng)大的殘余應(yīng)力。V.熱沖擊老化法1970年前后出現(xiàn)了一種新的時(shí)效工藝，以穩(wěn)定工件的尺寸精度。其實(shí)質(zhì)是快速加熱工件，使加熱過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力剛好與殘余應(yīng)力重疊，超過材料的屈服極限，引起塑性變形，從而使原始?xì)堄鄳?yīng)力迅速松弛和穩(wěn)定。六.聲學(xué)時(shí)移方法超聲波延時(shí)法最早誕生于前蘇聯(lián)，并在發(fā)達(dá)國(guó)家普及。起初，它主要用于軍事領(lǐng)域，如艦船、核潛艇、航空航天等對(duì)緩解壓力要求非常嚴(yán)格的領(lǐng)域。然而，由于超聲波方法只能解決元件表面一定深度內(nèi)的應(yīng)力問題，所以其應(yīng)用環(huán)境相對(duì)狹窄，成本相當(dāng)高。七、其他方法爆炸法、壓制法