殘余應(yīng)力是什么?
殘余應(yīng)力是指在沒(méi)有外力或外力矩作用的條件下,構(gòu)件或材料內(nèi)部存在并且自身保持平衡的宏觀應(yīng)力。
殘余應(yīng)力是哪種內(nèi)應(yīng)力?
1內(nèi)應(yīng)力的分類根據(jù)作用范圍大小可分為三類:
第一類內(nèi)應(yīng)力(又稱“宏觀應(yīng)力”)貫穿于整個(gè)物體內(nèi)部;
第二類內(nèi)應(yīng)力存在于單個(gè)晶粒的內(nèi)部,當(dāng)這種平衡遭到破壞時(shí),晶粒尺寸會(huì)發(fā)生變化;
第三類內(nèi)應(yīng)力則是指原子間的相互作用力。
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2殘余應(yīng)力所屬類別
殘余應(yīng)力是第一類內(nèi)應(yīng)力的工程名稱。
殘余應(yīng)力形成的根本原因
微觀上不同原子或者同種原子不同排列方式造成材料成分或者結(jié)構(gòu)上的不均勻性導(dǎo)致的原子間相互作用力的變化在宏觀上的體現(xiàn)。
哪些加工成型過(guò)程會(huì)導(dǎo)致殘余應(yīng)力?
鑄造、鍛壓、焊接、噴涂以及各類機(jī)械加工成型過(guò)程中都會(huì)導(dǎo)致材料出現(xiàn)殘余應(yīng)力。
本文關(guān)注的對(duì)象是焊接殘余應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力是焊件產(chǎn)生變形、開裂等工藝缺陷的主要原因,焊接變形在制造過(guò)程中危及形狀與尺寸公差、接頭安裝偏差和增加坡口間隙,使制造過(guò)程更加困難;焊接殘余應(yīng)力可使焊縫特別是定位焊縫部分或完全斷開;機(jī)械加工過(guò)程中釋放的殘余應(yīng)力也會(huì)導(dǎo)致工件產(chǎn)生不允許的變形。同時(shí),焊接殘余力可能引起結(jié)構(gòu)的脆性斷裂,拉伸殘余應(yīng)力會(huì)降低疲勞強(qiáng)度和腐蝕抗力,壓縮殘余應(yīng)力會(huì)減小穩(wěn)定性極限。因此,焊接殘余應(yīng)力一直是焊接界關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題之一。?
焊接殘余應(yīng)力的控制方法
在制造過(guò)程中的工藝措施和方法
采用線能量小的工藝參數(shù)和焊接方法及強(qiáng)制冷卻措施
采用合理的焊接順序和方向,調(diào)整殘余應(yīng)力分布
1)先焊收縮量大的焊縫和應(yīng)力較大的焊縫;
2)焊縫交叉時(shí),先焊短焊縫,后焊直通長(zhǎng)焊縫;
采取降低焊縫拘束度的工藝措施,補(bǔ)償焊縫收縮量;
錘擊多層焊縫中間各層,使之延展,降低應(yīng)力和拘束度;
預(yù)拉伸補(bǔ)償焊縫收縮(機(jī)械拉伸或熱拉伸)
局部加熱,在構(gòu)件的相應(yīng)部分形成可補(bǔ)償焊縫收縮的變形;
低應(yīng)力無(wú)變形焊接法
焊接殘余應(yīng)力的消除方法
1)利用機(jī)械力或沖擊能分為焊縫滾壓法、機(jī)械拉伸法、錘擊法、振動(dòng)法、爆炸法。
2)熱處理整體高溫退火、局部高溫退火、溫差拉伸法(低溫消除應(yīng)力法)、擬焊接加熱法。
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