在机械加工过程中,残余应力普遍存在,严重影响构件的加工精度和尺寸稳定性、静强度、疲劳强度,甚至引起腐蚀开裂。但由于其直观性差和不易检测等因素,往往被人们忽视。实际上,残余应力的存在易导致突发性破坏且后果往往十分严重,特别是当其存在于承力件和转动件上时,可能会带来重大事故。研究残余应力,对避免其带来的危害、延长工件使用寿命、缩短企业制造成本,具有积极作用。首先来一段官方的定义:残余应力(ResidualStress)是工件在制造过程中,受到来自各种工艺等因素的作用与影响,当这些因素消失之后,若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失,仍有部分作用与影响残留在构件内,则这种残留的作用与影响就是残余应力。残余应力的分布对于材料的性能有着很大的影响。金属应力检测仪器
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。安徽便携应力检测费用残余应力的变化可能会导致材料的失效和损伤。
残余应力的无损检测法分为X 射线法、磁性法和超声法等,主要是通过物理光学和核物理技术来测量材料内部的物理常量(如晶格常数)在应力场中的变化,来间接算出物体内部残余应力值的方法。在各种无损检测残余应力的方法中,X 射线衍射法被公认为是较精确可靠和方便快捷的,较重要的是对被测工件不会造成任何损伤和破坏。X 射线衍射法测量残余应力是基于X 射线衍射理论。当一束波长为λ 的X射线照射在晶体表面时,会在特定的角度(2θ)上接收到X 射线反射光的波峰,这就是X 射线衍射现象。其中衍射角2θ与 X射线的波长λ、衍射晶面间距d之间遵从有名的布拉格定律:2dsinƟ=nλ. 。
振动消除应力实际上就是用周期的动应力与残余应力叠加,使构件局部产生塑性变形而释放应力。这里,残余应力是作为平均应力提高周期应力水平而起作用。振动处理是对构件施加一交变应力,如果交变应力幅与构件上某些点所存在的残余应力之和达到材料的屈服极限时,这些点将产生塑性变形。如果这种循环应力使某些点产生晶格滑移,尽管宏观上没有达到材料的屈服极限,也同样会产生微观的塑性变形,况且这些塑性变形往往是首先发生在残余应力较大的点上,因此,使这些点受约束的变形得以释放从而降低了残余应力。这就是用振动时效设备可消除残余应力的机理。振动消除残余应力是在交变应力达到一定周次后实现的,这就是包辛格效应的结果。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。
振动时效通过振动,使工件内部残余的内应力和附加的振动应力的矢量和达到并超过材料屈服强度的时候,使材料发生微量的塑性变形,从而使材料内部的内应力得以松弛和减轻。振动时效之所以能够在大多数场合下取代热时效(退火),在实际加工中得到推广应用,得益于该项技术具有的明显优越性:投资少适用性强。与传统的热时效相比它无需庞大的时效炉,现代工业中的大型铸件与焊接件越来越多也越来越大,如采用热时效消除应力则需建造大型时效炉,不只造价昂贵、利用率低,而且炉内温度很难均匀,消除应力效果差。采用振动时效可以完全避免这些问题。因此,目前对长达几米至几十米的桥梁、船舶、化工器械的大型焊接件和重达几吨至几十吨的超重型铸件,较多地采用了振动时效。残余应力的分布特征可能会在不同材料中有所不同。金属应力检测仪器
残余应力的分布可能会随着时间的推移而发生变化。金属应力检测仪器
振动消除应力设备去应力方法特点:振动时效是利用共振原理来消除和均化金属铸件、锻件、焊接结构件、有色金属等零件的残余应力,以防止零件尺寸变形和开裂。他与传统的热时效相比:可节能95%、节省生产费用80~90%、缩短生产周期90%左右、不产生时效氧化皮等;无环境污染、不受零件大小、场地等限制、且时效效果直观,并优于热时效。投资少适用性强。与传统的热时效相比它无需庞大的时效炉,现代工业中的大型铸件与焊接件越来越多也越来越大,如采用热时效消除应力则需建造大型时效炉,不只造价昂贵、利用率低,而且炉内温度很难均匀,消除应力效果差。采用振动时效可以完全避免这些问题。因此,目前对长达几米至几十米的桥梁、船舶、化工器械的大型焊接件和重达几吨至几十吨的超重型铸件,较多地采用了振动时效。金属应力检测仪器