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    焊接应力如何进行消除?

    阅读次数:1160  发布时间:2017/1/6 10:05:06
    应力 处理:焊后消除
    1、整体热处理:消除应力的程度主要决定于材质的成分、组织、加热温度和保温时间。低碳钢及部分低合金钢焊接构件在650度,保温20~40h,可基本消除全部残余应力。  另外还有爆炸消除应力。                              
    2、局部热处理:大型焊接结构,受加热炉的限制或要求不高时采用这种方法。可采用火焰、红外、电阻、感应等加热方式,应保持均匀加热并具有一定的加热宽度。低合金高强钢,一般在焊缝两侧各100~200mm。 
    3、机械拉伸、水压试验、温差拉伸、振动法等这几种方法只能消除20~50%的残余应力,前两种方法在生产上广泛应用。             
    焊接后进行去应力处理,有自然时效处理(时间长,去应力不彻底,)、震动时效(效率高,费用低,只能去除焊接应力的70%左右)人工加热时效( 时间短费用较高,能100%去除焊接应力,同时能进行去氢处理)。    
       
    采用大型燃油退火炉,进行焊后退火处理。采用多点加热、多点温度控制方式  ,温控采用热电偶自动控制仪表控制加热,使炉内各部温度均匀的控制在退火温度,保证工件的退火,同时能去除焊接过程中渗入焊缝中的H原子,消除了焊接件的氢脆。
          
    在冷热加工过程中,产生残余应力,高者在屈服极限附近。构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用;如降低构件的实际强度,降低疲劳极限,造成应力腐蚀和脆性断裂。并且由于残余应力的松弛,使零件产生翘曲,大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低构件的残余应力,是十分必要的。   
    传统的时效方法有:热时效、振动时效、自然时效、静态过载时效、热冲击时效等。后两种方法应用较少,这里不做介绍。     
      
    自然时效(NSR)是将工件长时间露天放置(一般长达六个月至一年左右),利用环境温度的季节性变化和时间效应使残余应力释放,在温度应力形成的过载下,促使残余应力发生松弛而使尺寸精度获得稳定。由于周期太长和占地面积大,仅适应长期单一品种的批量生产和效果不理想,目前应用的较少。   
    热时效(TSR)是将构件由室温(或不高于150℃)缓慢、均匀加热至550℃左右,保温4~8小时,再严格控制降温速度至150℃以下出炉,达到消除残余应力的目的,可以保证加工精度和防止裂纹产生。   
      
    残余应力 ,使尺寸精度获得稳定的一种方法。这种工艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。近年来在国内外都得到迅速发展和广泛应用。振动时效艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。与热时效相比,它无需庞大的时效炉,可节省占地面积与昂贵的设备投资。振动时效(VSR)又称振动消除应力法,是将工件(包括铸件、锻件、焊接构件等)在其固有频率下进行数分钟至数十分钟的振动处理,以振动的形式给工件施加附加应力,当附加应力与残余应力叠加后,达到或超过材料的屈服极限时,工件发生微观或宏观塑性变形,从而降低和均化工件内的
    因此,目前对长达几米至几十米和桥梁、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或加工精度要求较高的工件,较多地采用了振动时效。 生产周期短。自然时效需经几个月的长期放置,热时效亦需经数十小时的周期方能完成,而振动时效一般只需振动数十分钟即可完成。 使用方便。振动设备体积小、重量轻、便于携带。由于振动处理不受场地限制,振动装置又可携带至现场,所以这种工艺与热时效相比,使用简便,适应性较强。 节约能源,降低成本。在工件共振频率下进行时效处理,耗能极少,能源消耗仅为热时效的3~5%,成本仅为热时效的8~10%。 其他。振动时效操作简便,易于机械化自动化。可避免金属零件在热时效过程中产生的翘曲变形、氧化、脱碳及硬度降低等缺陷。是目前能进行二次时效的方法,但消除应力率只能达到80%。

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