正应力与剪应力:同截面垂直的称为正应力或法向应力,同截面相切的称为剪应力或切应力。应力会随着外力的增加而增长,对于某一种材料,应力的增长是有限度的,超过这一限度,材料就要破坏。对某种材料来说,应力可能达到的这个限度称为该种材料的极限应力。极限应力值要通过材料的力学试验来测定。将测定的极限应力作适当降低,规定出材料能安全工作的应力较大值,这就是许用应力。材料要想安全使用,在使用时期内的应力应低于它的极限应力,否则材料就会在使用时发生破坏。有些材料在工作时,其所受的外力不随时间而变化,这时其内部的应力大小不变,称为静应力;还有一些材料,其所受的外力随时间呈周期性变化,这时内部的应力也随时间呈周期性变化,称为交变应力。材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时,破坏就可能发生。另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大,这种现象称为应力集中。对于组织均匀的脆性材料,应力集中将较大降低构件的强度,这在构件的设计时应特别注意。残余应力的分布可能是不均匀的。上海定伸应力热处理
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。上海定伸应力热处理振动消除应力,就是设计一个包括工件在内的振动系统,用振源触发,使其共振。
应力检测包含对工件表层应力检测,一定深度的应力检测,对应力进行定性定量的分析。常常用在产品生产过程中质量检测,还有根据应力分布的情况进行工艺的改进,涉及的应力有机械加工应力、铸造应力、焊接应力、3D打印应力、冷加工应力等。检测方法有1.盲孔法应力检测:盲孔法应力检测盲孔法应力检测属于有损检测法,在有残余应力的的构件上钻一小孔,使孔的领域由于部分应力释放产生相应位移形变,经换算得到孔处原有应力。具体来说就是在金属零部件平衡状态下的原始应力场上钻孔...X射线应力检测X射线衍射主要是利用晶体X射线衍射的布拉格方程,依据晶体衍射峰的偏移方向和幅度来确定残余应力的性质和大小。属于无损检测,测试精度高。缺点是只能完成表层应力值测试:厚度等。
机械制造消除应力:机械制造消除应力、焊接去应力机器,目的:消除应力、防止工件变形、通过高频振动、达到消除应力的效果,稳定工件尺寸精度。振动时效原理:从振动时效工艺过程分析,振动半小时,工件就产生了数万次的亚共振振动,必然产生了微观塑性变形,而且变形已趋稳定,残余应力已降低并均匀化,处于平衡状态。另一方面,工件在装机使用过程中,都不会处于共振状态,不会承受比共振力更大的外力的作用,因此振动时效后的工件,就不会再出现应力变形了。振动时效仪,振动时效机,振动时效装置,时效振动仪,振动时效设备从振动过程中的动应力分析,在振动时效时,工件会受到一个较大的交变动应力作用,这个动应力与残余应力叠加,达到一定数值后,在应力集中的部位,就会超过屈服极限而产生塑性变形,从而降低了该处的残余应力,因此能有效防止应力变形。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。
消除焊接残余应力的方法有以下几个方面:1,整体高温回火(消除应力退火)。这个方法将整个焊接结构加热到一定温度,然,后保温一段时间,再冷却。同一种材料,回火温度越高,时间越长,应力就消除得越彻底。通过整体高温回火可以将80%-90%的残余应力消除掉。缺点是当焊接结构的体积较大时,需要用容积较大的回火炉,增加了设备的投资费用。2,局部高温回火。只对焊缝及其附近的局部区域进行加热以消除应力。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。3,机械拉伸法。产生焊接残余应力的根本原因是焊件焊后产生了压缩残余变形。因此,焊后对焊件进行加载拉伸,产生拉伸塑性变形,它的方向和压缩残余变形相反,结果使得压缩残余变形减小,因而残余应力也随之减小。振动时效设备以扫描的方式自动检测出被时效处理工件的固有共振频率和应该给工件振动能量的大小。上海定伸应力热处理
在几倍孔径以外,应力几乎不受孔的影响。上海定伸应力热处理
焊接残余应力要如何去消除?利用温差拉伸法来消除焊接残余应力: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。温差拉伸法是在焊缝两侧各用一个宽度适当的氧乙炔焰焊炬进行加热,在焊炬后面一定距离,用一根带有排孔的水管进行喷水冷却。氧乙炔焰和喷水管以相同速度向前移动。这就形成了一个两侧温度高(峰值约为200℃)、焊接区温度低(约为100℃)的温度差。两侧金属受热膨胀对温度较低的区域进行拉伸,这样就可消除部分残余应力。据测定,消除残余应力的效果可达50%~70%。利用振动法来消除焊接残余应力(振动时效):构件承受变载荷应力达到一定数值,经过多次循环加载后,结构中的残余应力逐渐降低,即利用振动的方法可以消除部分焊接残余应力。一种大型焊件使用振动器消除应力的装置。上海定伸应力热处理