残余应力的产生和时效方法

残余应力的产生和时效方法
残余应力的产生和时效方法

残余应力的产生和时效方法

作者:不详来源:湖北安全生产信息网发布时间:2007-3-27 19:55:42

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金属构件(铸件.锻件.焊接件)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,由于残余应力的松弛,使零件产生变形,大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低和消除构件的残余应力就十分必要了。

一.残余应力的产生

1.铸造应力的产生

(1)热应力

铸件各部分的薄厚是不一样的,如机床床身导轨部分很厚,侧壁.筋板部分较薄,其横向端面如图一所示。铸后,薄壁部分冷却速度快收缩大,而厚壁部分,冷却速度慢,收缩的小。薄壁部分的收缩受到厚壁部分的阻碍,所以薄壁部分受拉力,厚壁部分受压力。因纵向收缩差大,因而产生的拉压也大。这时铸件的温度高,薄厚壁都处于塑性状态,其压应力使厚壁部分变粗,拉应力使薄壁部分变薄,拉压应力,随塑性变形而消失。

铸件逐渐冷却,当薄壁部分进入弹性状态而厚壁部分仍处于塑性时,压应力使厚壁部分产生塑性变形,继续变粗,而薄壁部分只是弹性拉长,这时拉压应力随厚壁部分变粗而消失。铸件仍继续冷却,当薄厚壁部分进入弹性区时,由于厚壁部分温度高,收缩量大。但薄壁部分阻止厚壁部分收缩,故薄壁受压应力,厚壁受拉应力。应力方向发生了变化。这种作用一直持续到室温,结果在常温下厚壁部分受拉应力,薄壁部分受压应力。这个应力是由于各部分薄厚不同。冷却速度不同,塑性变形不均匀而产生的,叫热应力。

在导轨或侧壁的同一个截面内,表层与内心部,由于冷却快慢不同,也产生相互平衡拉压的应力,用类似与上述方法分析,可知在室温下表层受压应力,心部受拉应力,并且截面越大,应力越大,此应力也叫热应力。

(2)相变应力

常用的铸铁含碳量在2.8-3.5%,属于亚共晶铸铁,由结晶过程可知①:厚壁部分在1153℃共晶结晶时,析出共晶石墨,产生体积膨胀,薄壁部分阻碍其膨张,厚壁部分受压应力,薄壁部分受拉应力,薄辟部分受拉应力。厚壁部分因温度高,降温速度快,收缩快,所以厚壁逐渐变为受拉应力。而薄壁与其相反。在共析(738℃)前的收缩中,薄厚壁均处于朔形状态,应力虽然不段产生? 但又不断被塑性变性所松弛,应力并不大。当降到738℃时,铸铁发生共析转变,由面心立方,变为体心立方结构(既γ-Fe变为a-Fe),比容由0.124cm3/g增大到0.127cm3/g2。同时有共析石墨析出,使厚壁部分伸入,产生压应力。上述的两种应力,是在1153℃和738℃两次相变而产生的,叫相变应力。相变应力与冷却过程中产生的热应力方向相反? 相变应力被热应力抵消。在共析转变以后,不在产生相变些力,因此铸件由与薄厚冷却速度不同所形成的热应力起去起主要作用。

(3)收缩应力(亦叫机械阻碍应力):

铸件在固态收缩时,因受到铸型.型芯.浇冒口等的阻碍作用而产生的应力叫收缩应力。由于

各部分由塑性到弹性状态转变有先有后,型芯等对收缩的阻力将在铸件内造成不均匀的的塑性变形,产生残余应力。收缩应力一般不大,多在打箱后消失。

(4)残余应力的分类残余应力的分类有许多种③,如:

a)按应力产生的原因,有热应力.相变应力.收缩应力。详细内容如上所述。

b)按应力方向分有拉应力(力的方向向背的应力),压应力(力的方向相同的应力)。

c)按影响区域的大小分有:

第一类应力,亦叫宏观应力。它是存在与整个体积或较大尺寸范围内并保持平衡的应力? 如沿机床床身导轨纵向分布的拉应力和沿侧臂分布的压应力等。

第二类应力,亦叫微观应力。它是存在与一个晶粒或几个晶粒内,并保持平衡的应力。例如:晶粒1.2.3.4.5同处拉应力的应力场中,应力大小为σ。从金属物理④可知:各个晶粒所受的切应力与取向因子成正比。假设晶粒1的取向因子最大,则晶粒1切应力最大? 若此切应力略大于临界内应力,则晶粒1产生塑性变性。其与个晶粒处于弹性状态。当应力σ除掉后,晶粒2.3.4.5均为回复到原状态,但晶粒1产生塑性伸长,不能恢复到原状态,阻碍2.3.4.5晶粒回复,结果晶粒1受拉应力。其余各晶粒受拉应力。这种在几个晶粒间存在并保持平衡的应力,称为第二类残余应力。

第三类应力,亦叫超微观应力。它是存在与几个原子或几千个原子内并保持平衡的应力。例如,间隙原子与溶剂原子间存在的应力。

d)按应力在工件中存在和作用的时间长短可分为:

临时应力,所产生应力的条件消失后,应力也随之消失。

残余应力,亦叫残留应力或内应力。产生应力的条件消失后,应力依然存在于工件不同部位的应力叫残余应力。如热应力.相变内力.收缩应力等,都是残余应力。

上述分类法,亦适用于焊接件.锻件等。

2.焊接应力的产生:

焊接中.焊缝处温度迅速升高,体积膨胀。热影响区温度低,阻碍焊缝膨胀,结果焊缝处产生压应力,热影响区产生拉应力。热影响区产生拉应力。但此时焊缝处于塑性状态,焊缝被压应力墩粗,松弛了此应力。

焊后冷却后,热影响区冷却速度快,很快进入弹性状态,焊缝处温度高,处于塑性状态。这是焊缝收缩,较热影响区收缩慢,焊缝阻碍热影响区收缩,焊缝仍受压应力,影响区受拉应力。但焊缝处于塑性状态,焊缝的塑性墩粗,松弛了此应力。

热影响区温度不断降低,冷却速度也变慢,当焊缝的冷却速度高于热影响区时,焊缝收缩较快,焊缝的收缩受到热影响区阻碍,应力方向发生了转变:焊缝受拉应力,热影响区受压应力。当焊缝和热影响区都进入弹性状态时,因焊缝温度高,冷却速度快,收缩量大,热影响温度低,冷却速度低,收缩量小,焊缝收缩受到热影响区阻碍,结果焊缝受拉应力,热影响区受压应力。此时没有塑性变形,这一对压应力,随着温度的降低,焊缝收缩受阻碍越来越大,拉应力也越来越大,直至室温,拉应力可近似于屈服极限。

综上所述,铸造.锻造.焊接等都必然产生残余应力。焊件沿焊缝纵向分布着近似于屈服点的拉应力。而铸铁件由于石墨尖端的松弛,残余应力不高,其铸造应力范围列与表一。

残余应力的产生

残余应力的产生、影响及防控措施 崔曙东 摘要:对钢结构而言,残余应力的存在,是影响结构脆断、疲劳破损和结构稳定性降低的重要因素。本文试图对残余应力的产生、对结构的影响和如何有效降低残余应力及影响作简单分析。 关键词:残余应力脆断疲劳破损刚度稳定性 1引言 钢结构自问世以来,由于其具备的强度高、自重轻、抗震性能好、、施工速度快、地基基础费用省、结构占用面积少、工业化程度高等一系列优点,钢结构在建筑领域被广泛应用。但是,也不能否认,钢结构还存在着许多缺陷和隐患,例如稳定性从一开始就一直是钢结构中无法回避的问题,还有随着钢结构建筑的深入发展,脆断和疲劳破损等问题也越来越突出。而上述的诸多问题,无一不与构件内部的残余应力存在密切联系,本文试图从实际出发,探讨残余应力的产生过程、对结构或构件的影响以及如何有效降低残余应力及影响。 2残余应力的成因 残余应力是构件还未承受荷载而早已存在构件截面上的初应力,产生的原因很多,其中,焊接残余应力是很重要的一种,另外在钢材的加工过程中也会产生参与应力。 2.1焊接残余应力 焊接过程是一个对焊件局部加热继而逐渐冷却的过程,不均匀的温度场将使焊件各部分产生不均匀的变形,从而产生各种焊接残余应力。焊接构件由焊接而产生的内应力称之为焊接应力,按作用时间可分为焊接瞬时应力和焊接残余应力。焊接过程中某一瞬时的焊接应力称之为焊接瞬时应力,它随着时间而变化。焊后残留在焊件内的焊接应力称之为焊接残余应力。对于钢结构而言,焊接残余应力和变形是影响结构断裂强度、疲劳强度和结构稳定性的重要因素。焊接残余应力大大降低了焊接部位材料的有效比例极限,是结构发生脆断的重要原因之一。焊接结构中残余拉应力还会降低结构抗疲劳和耐腐蚀的能力;残余压应力会降低受压构件的刚度,从而使稳定承载力。焊接残余应力是焊件产生变形和开裂等工艺缺陷的重要原因,由于其影响因素众多,计算残余应力又极为复杂,因此给残余应力的研究带来了许多困难,对焊接结构的残余应力研究就显得尤为重要。[1] 2.1.1沿焊缝轴线方向的纵向焊接残余应力 施焊时,焊缝附近温度最高,在焊缝区以外,温度则急剧下降。焊缝区受热而纵向膨胀,但这种膨胀因变形的平截面规律(变形前的平截面,变形后仍保持平面)而受到其相邻较低温度区的约束,使焊缝区产生纵向压应力。由于钢材在高温时呈塑性状态(称为热塑状态),因而高温区这种压应力使焊缝区的钢材产生塑性压缩变形,这种塑性变形当温度下降、压应力消失时是不能恢复的。在焊后的冷却过程中,如假设焊缝区金属能自由变形,冷却后钢材因已有塑性变形而不能恢复其原来长度。事实上由于焊缝区与其邻近钢材是连续的,焊缝区因冷却产生的收缩变形又因平截面变形的平截面规律受到邻近低温区的钢材的约束,使焊缝区产生拉应力。这个拉应力当焊件完全冷却后仍残留在焊缝区的钢材内,故名焊接残余应力,对于低合金钢材焊接后的残余应力常可达到其屈服点。又因截面上残余应力必须自相平衡,焊缝区以外的钢材截面内必然有残余压应力。

残余应力产生及消除方法.

残余应力产生及消除方法 船舶零件加工后,其表面层都存在残余应力。残余压应力可提高零件表面的耐磨性和受拉应力时的疲劳强度,残余拉应力的作用正好相反。若拉应力值超过零件材料的疲劳强度极限时,则使零件表面产生裂纹,加速零件的损坏。引起残余应力的原因有以下三个方面: ( 一冷塑性变形引起的残余应力 在切削力作用下,已加工表面受到强烈的冷塑性变形,其中以刀具后刀面对已加工表面的挤压和摩擦产生的塑性变形最为突出,此时基体金属受到影响而处于弹性变形状态。切削力除去后,基体金属趋向恢复,但受到已产生塑性变形的表面层的限制,恢复不到原状,因而在表面层产生残余压应力。 ( 二热塑性变形引起的残余应力 零件加工表面在切削热作用下产生热膨胀,此时基体金属温度较低,因此表层金属产生热压应力。当切削过程结束时,表面温度下降较快,故收缩变形大于里层,由于表层变形受到基体金属的限制,故而产生残余拉应力。切削温度越高,热塑性变形越大,残余拉应力也越大,有时甚至产生裂纹。磨削时产生的热塑性变形比较明显。 ( 三金相组织变化引起的残余应力 切削时产生的高温会引表面层的金相组织变化。不同的金相组织有不同的密度,表面层金相组织变化的结果造成了体积的变化。表面层体积膨胀时,因为受到基体的限制,产生了压应力;反之,则产生拉应力。 总之,残余应力即消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内的自相平衡的内应力。机械加工和强化工艺都能引起残余应力。如冷拉、弯曲、切削加工、滚压、喷丸、铸造、锻压、焊接和金属热处理等,不均匀塑性变形或相变都可能引起残余应力。残余应力一般是有害的,如零件在不适当的热处理、焊接或切削加工后,残余应力会引起零件发生翘曲或扭曲变形,甚至开裂,经淬火或磨削后表面会出现裂纹。残余应力的存在有时不会立即表现为缺陷。当零件在工作中因工作应力与残余应力的叠加,而使总应力超过强度极限时,便出现裂纹和断裂。零件的残余应力大

振动时效及几种消除应力方法简介之令狐文艳创作

振动时效介绍 令狐文艳 一、振动时效简介 振动时效处理是工程材料常用的一种消除其内部残余内应力的方法,是通过振动,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。 振动时效的实质是通过振动的形式给工件施加一个动应力,当动应力与工件本身的残余应力叠加后,达到或超过材料的微观屈服极限时,工件就会发生微观或宏观的局部、整体的弹性塑性变形,同时降低并均化工件内部的残余应力,最终达到防止工件变形与开裂,稳定工件尺寸与几何精度的目的。它是将一个具有偏心重块的电机系统(称做激振器)安放在构件上,并将构件用橡皮垫等弹性物体支承,通过控制器起动电机并调节其转速,使构件处于共振状态。约经20~30分钟的振动处理即可达到调整残余应力的目的,一般累计振动时间不应超过40分钟。 由于部分用户对振动时效的机理不甚了解,盲目使用一些简易的(所谓“全自动振动时效”)振动时效设备对产品进行时效。这种完全不针对工件个性、仅按照振动时效设备生产者预置的参数,对各种工件均采用一种或几种工艺参数进行时效的方法,会导致被时效工件出现下列几种情况:

1、假时效:工件未发生共振或振幅很小或者虽然振幅较大,但工件整体做刚体振动或摆动,“全自动振动时效设备”也能按照预置的程序打印或输出各种时效参数、曲线,误导操作者和工艺员判断,这样工件根本没有达到时效的效果; 2、误时效:工件虽然产生共振,但是发生的振型与工件所需要的振型不一致,动应力没有加到工件需去应力的部位,这样不能使工件达到预期的时效目的,影响时效的效果; 3、过时效:由于不针对工件个性采用合理的时效参数,完全照盲目预置的参数,对工件进行时效,可能会因为共振过于强烈或振幅过大,导致工件内部的缺陷(裂纹、夹渣、气孔、缩松等)继续扩大、撕裂,甚至报废的严重后果。 二、几种去应力方法简单对比: 1、热时效,通过加热炉进行处理,不仅消耗大量的能源、占用场地和较大的设备资金投入,而且消除残余应力的效果也因炉况的不同有很大的差异,其对残余应力的消除率一般在40~80%之间; 2、振动时效虽然使用方便,但其应力消除率一般在30~50%。使用时将工件放置到胶皮垫上或以木块垫起工件,使工件悬空,然后将激振电机安放并固定到工件上,调整电机激振频率与工件自身频率一致,产生共振,一般1小时以内可完成去应力处理; 3、豪克能消除应力是最彻底消除焊接应力的方法,它不仅使残余应力的消除率达到80~100%,而且还能产生理想的

内应力的产生及消除方法

内应力的产生及消除 所谓应力,是指单位面积里物体所受的力,它强调的是物体内部的受力状况;一般物体在受到外力作用下,其内部就会产生抵抗外力的应力;物体在不受外力作用的情况下,内部固有的应力叫内应力,它是由于物体内部各部分发生不均匀的塑性变形而产生的.按照内应力作用的范围,可将它分为三类:(一)第一类内应力(宏观内应力),即由于材料各部分变形不均匀而造成的宏观范围内的内应力;(二)第二类内应力(微观内应力),即物体的各晶粒或亚晶粒(自然界中,绝大多数固体物质都是晶体)之间不均匀的变形而产生的晶粒或亚晶粒间的内应力;(三)第三类内应力(晶格畸变应力),即由于晶格畸变,使晶体中一部分原子偏离其平衡位置而造成的内应力,它是变形物体(被破坏物体)中最主要的内应力. 塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素而响而产生的一种内在应力.内应力的实质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象,这种不平衡构象在冷却固化时不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象,这种不平衡构象的实质为一种可逆的高弹形变,而冻结的高弹形变平时以位能形式贮存在塑料制品中,在适宜的条件下,这种被迫的不稳定的构象将向自由的稳定的构象转化,位能转变为动能而释放.当大分子链间的作用力和相互缠结力承受不住这种动能时,内应力平衡即遭到破坏,塑料制品就会产生应力开裂及翘曲变形等现象. 几乎所有塑料制品都会不同程度地存在内应力,尤其是塑料注射制品的内应力更为明显.内应力的存在不仅使塑料制品在贮存和使用过程中出现翘曲变形和开裂,也影响塑料制品的力学性能,光学性能,电学性能及外观质量.为此,必须找出内应力产生的原因及消除内应力的办法,最大程度地降低塑料制品内部的应力,并使残余内应力在塑料制品上尽可能均匀地分布,避免产生应力集中现象,从而改善塑料制品的力学1热学等性能. 塑料内应力产生的原因 产生内应力的原因有很多,如塑料熔体在加工过程中受到较强的剪切作用,加工中存在的取向与结晶作用,熔体各部位冷却速度极难做到均匀一致,熔体塑化不均匀,制品脱模困难等,都会引发内应力的产生.依引起内应力的原因不同,可将内应力分成如下几类. (1)取向内应力 取向内应力是塑料熔体在流动充模和保压补料过程中,大分子链沿流动方向排列

残余应力的产生与消除

残余应力的产生、释放与测量 一、残余应力的产生 产生残余应力的原因归结为三类:一是不均匀的塑性变形;二是不均匀的温度变化;三是不均匀的相变。 根据产生残余应力机理的不同,可将其分为热应力和组织应力,车轴热处理后的残余应力是热应力与组织应力的综合作用结果。由于构件内、外部温度不均,引起材料的收缩与膨胀而产生的应力称为“热应力”。热应力是由于快速冷却时工件截面温差造成的,淬火冷却速度与工件截面尺寸共同决定了热应力的大小。在相同冷却介质的情况下,淬火加热温度越高、截面尺寸越大、钢材热导率和线膨胀系数越大,均能导致淬火件内外温差增大,热应力越大。而加工过程中,由工件内外组织转变的时刻不同多引起的内应力成为“组织应力”。淬火时,表层材料先于内部开始马氏体的相变,并引起体积膨胀,由于表层的体积膨胀受到未转变的心部的牵制,于是在试样表层产生压应力,心部产生拉应力。随着冷却的进行,心部体积膨胀有收到表层的阻碍。随着心部马氏体相变的体积效应逐渐增大,在某个瞬间组织应力状态暂时为零后,式样的组织应力发生反向,最终形成表层为拉应力而心部为压应力的应力状态。组织应力大小与钢的含碳量、淬火件尺寸、在马氏体转变温度范围内的冷却速度、钢的导热性及淬透性、加热温度、保温时间等因素有关。 二、残余应力的释放 针对工件的具体服役条件,采取一定的工艺措施,消除或降低对

其使用性能不利的残余拉应力,有时还可以引入有益的残余压应力分布,这就是残余应力的调整问题。 通常调整残余应力的方法有: ①自然时效 把工件置于室外,经气候、温度的反复变化,在反复温度应力作用下,使残余应力松弛、尺寸精度获得稳定。一般认为,经过一年自然时效的工件,残余应力仅下降2%~10%,但工件的松弛刚度得到了较大地提高,因而工件的尺寸稳定性很好。但由于时效时间过长,一般不采用。 ②热时效 热时效是传统的时效方法,利用热处理中的退火技术,将工件加热到500~650℃进行较长时间的保温后再缓慢冷却至室温。在热作用下通过原子扩散及塑性变形使内应力消除。从理论上讲采用热时效,只要退火温度和时间适宜,应力可以完全消除。但在实际生产中通常可以消除残余应力的70~80%,但是它有工件材料表面氧化、硬度及机械性能下降等缺陷。 ③振动时效 振动时效是使工件在激振器所施加的周期性外力作用下产生共振,松弛残余应力,获得尺寸精度稳定性。也就是在机械的作用下,使构件产生局部的塑性变形,从而使残余应力得到释放,以达到降低和调整残余应力的目的。其特点是处理时间短、适用范围广、能源消耗少、设备投资小,操作简便,因此振动时效在70年代从发达国家引进后

2021年振动时效及几种消除应力方法简介

振动时效介绍 欧阳光明(2021.03.07) 一、振动时效简介 振动时效处理是工程材料常用的一种消除其内部残余内应力的方法,是通过振动,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。 振动时效的实质是通过振动的形式给工件施加一个动应力,当动应力与工件本身的残余应力叠加后,达到或超过材料的微观屈服极限时,工件就会发生微观或宏观的局部、整体的弹性塑性变形,同时降低并均化工件内部的残余应力,最终达到防止工件变形与开裂,稳定工件尺寸与几何精度的目的。它是将一个具有偏心重块的电机系统(称做激振器)安放在构件上,并将构件用橡皮垫等弹性物体支承,通过控制器起动电机并调节其转速,使构件处于共振状态。约经20~30分钟的振动处理即可达到调整残余应力的目的,一般累计振动时间不应超过40分钟。 由于部分用户对振动时效的机理不甚了解,盲目使用一些简易的(所谓“全自动振动时效”)振动时效设备对产品进行时效。这种完全不针对工件个性、仅按照振动时效设备生产者预置的参数,对各种工件均采用一种或几种工艺参数进行时效的方法,会导致被时效工件出现下列几种情况:

1、假时效:工件未发生共振或振幅很小或者虽然振幅较大,但工件整体做刚体振动或摆动,“全自动振动时效设备”也能按照预置的程序打印或输出各种时效参数、曲线,误导操作者和工艺员判断,这样工件根本没有达到时效的效果; 2、误时效:工件虽然产生共振,但是发生的振型与工件所需要的振型不一致,动应力没有加到工件需去应力的部位,这样不能使工件达到预期的时效目的,影响时效的效果; 3、过时效:由于不针对工件个性采用合理的时效参数,完全照盲目预置的参数,对工件进行时效,可能会因为共振过于强烈或振幅过大,导致工件内部的缺陷(裂纹、夹渣、气孔、缩松等)继续扩大、撕裂,甚至报废的严重后果。 二、几种去应力方法简单对比: 1、热时效,通过加热炉进行处理,不仅消耗大量的能源、占用场地和较大的设备资金投入,而且消除残余应力的效果也因炉况的不同有很大的差异,其对残余应力的消除率一般在40~80%之间; 2、振动时效虽然使用方便,但其应力消除率一般在30~50%。使用时将工件放置到胶皮垫上或以木块垫起工件,使工件悬空,然后将激振电机安放并固定到工件上,调整电机激振频率与工件自身频率一致,产生共振,一般1小时以内可完成去应力处理; 3、豪克能消除应力是最彻底消除焊接应力的方法,它不仅使残余应力的消除率达到80~100%,而且还能产生理想的压应力,这对焊接构件的抗疲劳性能和抗应力腐蚀性能也大有益处。但毫克

注塑产品内应力问题

注塑产品应力问题? 塑胶产品在注塑的过程中往往会产生应力,如不加以消除会对后序喷涂产生不良.有几个问题请高手赐教: 1应力是怎么产生的,它与哪些因素有关? 2应力如何检测,有什么直观且方便的方法? 3应力如何消除,有没有方便快捷操作性强的方法? 4应力对喷涂到底还有哪些影响?应力在其它方面还有什么危害?它有没有有利的一面呢? 下面是回答请高手亮招所谓应力,是指单位面积里物体所受的力,它强调的是物体部的受力状况;一般物体在受到外力作用下,其部就会产生抵抗外力的应力;物体在不受外力作用的情况下,部固有的应力叫应力,它是由于物体部各部分发生不均匀的塑性变形而产生的。按照应力作用的围,可将它分为三类:(一)第一类应力(宏观应力),即由于材料各部分变形不均匀而造成的宏观围的应力;(二)第二类应力(微观应力),即物体的各晶粒或亚晶粒(自然界中,绝大多数固体物质都是晶体)之间不均匀的变形而产生的晶粒或亚晶粒间的应力;(三)第三类应力(晶格畸变应力),即由于晶格畸变,使晶体中一部分原子偏离其平衡位置而造成的应力,它是变形物体(被破坏物体)中最主要的应力。 塑料应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素而响而产生的一种在应力。应力的实质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象,这种不平衡构象在冷却固化时不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象,这种不平衡构象的实质为一种可逆的高弹形变,而冻结的高弹形变平时以位能形式贮存在塑料制品中,在适宜的条件下,这种被迫的不稳定的构象将向自由的稳定的构象转化,位能转变为动能而释放。当大分子链间的作用力和相互缠结力承受不住这种动能时,应力平衡即遭到破坏,塑料制品就会产生应力开裂及翘曲变形等现象。 几乎所有塑料制品都会不同程度地存在应力,尤其是塑料注射制品的应力更为明显。应力的存在不仅使塑料制品在贮存和使用过程中出现翘曲变形和开裂,也影响塑料制品的力学性能、光学性能、电学性能及外观质量。为此,必须找出应力产生的原因及消除应力的办法,最大程度地降低塑料制品部的应力,并使残余应力在塑料制品上尽可能均匀地分布,避免产生应力集中现象,从而改善塑料制品的力学1热学等性能。 塑料应力产生的原因 产生应力的原因有很多,如塑料熔体在加工过程中受到较强的剪切作用,加工中存在的取向与结晶作用,熔体各部位冷却速度极难做到均匀一致,熔体塑化不均匀,制品脱模困难等,都会引发应力的产生。依引起应力的原因不同,可将应力分成如下几类。 (1)取向应力 取向应力是塑料熔体在流动充模和保压补料过程中,大分子链沿流动方向排列定向构象被冻结而产生的一种应力。取向应力产生的具体过程为:*近流道壁的熔体因冷却速度快而造成外层熔体粘度增高,从一而使熔体在型腔中心层流速远高于表层流速,导致熔体部层与层之间受到剪切应力作用,产生沿流动方向的取向。取向的大分子链冻结在塑料制品也就意味着其中存在未松弛的可逆高弹形变,所以说取向应力就是大分子链从取向构象力图过渡到无取向构象的力。用热处理的方法,可降低或消除塑料制品的取向应力。 塑料制品的取向应力分布为从制品的表层到层越来越小,并呈抛物线变化。

冲压成型不锈钢板消除残余应力试验方案

冲压成型不锈钢板消除残余应力试验方案 一、残余应力检测方法 目前应用最多、理论最成熟的残余应力检测方法主要是钻孔应变释放法和X 射线衍射法。 1、钻孔应变释放法 其原理为:在有残余应力的工件表面某点钻一个小孔,则孔边的径向应力下降为0,孔区附近应力重新分布。通过测量钻孔之前在该点放置的三向应变计的应变,进行相应计算得到该点的残余应力。 这种方法要求钻孔的孔深远小于工件厚度,且孔深为孔径的1~1.2倍,不适于公司冲压成型不锈钢板(以后简称“工件”)残余应力的测量。 2、X射线衍射法 X射线检测残余应力的依据是根据弹性力学及X射线晶体学理论。316L不锈钢具有面心立方晶体学结构,可选用此法。其特点是: (1)理论成熟,测量精度高,测量结果准确、可靠。与其他方法相比,X射线衍射法在应力测量的定性定量方面有令人满意的可信度。 (2)X射线对材料的透射深度十分小,测定的表面层深度仅为10-35um,因此测定的是材料表面的应力状态,不会改变材料的状态,属于无损测量。 目前高校大多都可用X射线衍射法来检测,收费标准大约为300元/点。二、残余应力消除方法 通常调整或消除残余应力的方法有:自然时效、热时效、振动时效、静态过载法、热冲击时效、爆炸法和超声波时效法等。经论证,适合公司工件的时效方法主要是热时效法。 热时效原理: 热时效是传统的时效方法,利用热处理中的退火技术,将工件加热-保温-缓慢冷却至室温。在热作用下通过原子扩散及塑性变形使内应力消除。在实际生产中,通常可以消除残余应力的70~80%。 缺点: 不锈钢热时效时,最担心的是加热导致碳化物沉积形成贫铬区,导致晶间腐蚀的发生。尽管316L不锈钢碳含量极少(≤0.03%),但其被加热或缓慢冷却经过敏化温度(450~850℃)并且在此温度范围长时间使用时,也会发生晶间腐蚀。因此制定初步试验方案为: 1)低温热时效: 将工件分别在350℃、400℃保温4~6小时,然后缓冷,考察峰值残余应力消除情况。如果低温热时效效果不好,则继续进行高温热时效。

振动时效与残余应力

振动时效与残余应力 振动时效是我国上世纪八十年代从国外引进的一种残余应力消除技术,名词译自英语Vibrating StressRelief,即振动应力消除。从力学机理上分析,振动时效消除残余应力的原理是,使工件发生共振或接近共振,其残余应力叠加振动应力大于材料的屈服极限,这样振动时由于材料进入塑性区引起工件上应力重新分布,从而达到消除残余应力的目的。 郑州机械研究所应力测试技术中心,作为国内机械行业最权威的应力测试单位,做了大量的振动时效应力消除试验,得出以下几点结论。 1、对于低水平残余应力工件振动时效效果不理想 对于低水平残余应力工件,比如没有大应力集中的铸件,由于振动时效时材料大部分没有进入塑性区,而在弹性范围内,无论应力如何变化,最终都恢复原始状态,不会消除残余应力,与理论分析相符。 2、残余应力消除效果没有标准规定的指标大 振动时效标准JB/T5926-2005《振动时效效果评定方法》规定,焊接构件残余应力消除应达30%以上。实际测量表明,这是一种误区,比如,我们对一个16Mn焊接构件进行振动时效应力消除效果测试。振动时效前,测得焊缝附近最大残余应力500MPa,振

动时效后测得300 MPa。厂家非常高兴,认为效果非常好,消除达40%,远远大于振动时效标准规定的指标。然而,16Mn的屈服极限是300 MPa左右,如果认为材料是理想塑性的,16Mn焊接构件上的残余应力都不会大于300 MPa,与振动时效后的测量值一样。其实,振动时效前测得的500MPa是按残余应力弹性理论计算公式计算出来的,而材料进入塑性区时,其实际残余应力肯定小于500 MPa。如果按理想塑性计算,残余应力没有下降,当然这是极端情况,意在说明振动时效的残余应力消除效果不能以弹性理论计算的结果为依据。根据大量试验结果,我们认为,对于焊接构件,振动时效的残余应力消除效果应在15%左右。 3、振动时效对消除构件的塑性应变效果非常好 上述例子也说明,虽然振动时效消除残余应力的效果达不到40%,但塑性释放应变确实下降了40%,所以振动时效对消除构件的塑性应变效果非常好。大量试验证明,对于焊接构件,振动时效的塑性应变消除效果达40%左右,甚至达50%以上。塑性应变涉及到构件尺寸的稳定性,所以经过振动时效的构件,尺寸稳定性特别好,即以后放置或再加工时构件不再变形。 综上所述,振动时效最适合于对残余应力要求不严但对尺寸稳定性要求较高的焊接构件的残余应力消除。毕竟与热时效相比,振动时效非常节约能源,不需要建大的退火炉,大大节省了经费。所以对残

注塑产品内应力问题

注塑产品内应力问题? 塑胶产品在注塑的过程中往往会产生内应力,如不加以消除会对后序喷涂产生不良.有几个问题请高手赐教: 1内应力是怎么产生的,它与哪些因素有关? 2内应力如何检测,有什么直观且方便的方法? 3内应力如何消除,有没有方便快捷操作性强的方法? 4内应力对喷涂到底还有哪些影响?内应力在其它方面还有什么危害?它有没有有利的一面呢? 下面是回答请高手亮招所谓应力,是指单位面积里物体所受的力,它强调的是物体内部的受力状况;一般物体在受到外力作用下,其内部就会产生抵抗外力的应力;物体在不受外力作用的情况下,内部固有的应力叫内应力,它是由于物体内部各部分发生不均匀的塑性变形而产生的。按照内应力作用的范围,可将它分为三类:(一)第一类内应力(宏观内应力),即由于材料各部分变形不均匀而造成的宏观范围内的内应力;(二)第二类内应力(微观内应力),即物体的各晶粒或亚晶粒(自然界中,绝大多数固体物质都是晶体)之间不均匀的变形而产生的晶粒或亚晶粒间的内应力;(三)第三类内应力(晶格畸变应力),即由于晶格畸变,使晶体中一部分原子偏离其平衡位置而造成的内应力,它是变形物体(被破坏物体)中最主要的内应力。 塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素而响而产生的一种内在应力。内应力的实质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象,这种不平衡构象在冷却固化时不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象,这种不平衡构象的实质为一种可逆的高弹形变,而冻结的高弹形变平时以位能形式贮存在塑料制品中,在适宜的条件下,这种被迫的不稳定的构象将向自由的稳定的构象转化,位能转变为动能而释放。当大分子链间的作用力和相互缠结力承受不住这种动能时,内应力平衡即遭到破坏,塑料制品就会产生应力开裂及翘曲变形等现象。 几乎所有塑料制品都会不同程度地存在内应力,尤其是塑料注射制品的内应力更为明显。内应力的存在不仅使塑料制品在贮存和使用过程中出现翘曲变形和开裂,也影响塑料制品的力学性能、光学性能、电学性能及外观质量。为此,必须找出内应力产生的原因及消除内应力的办法,最大程度地降低塑料制品内部的应力,并使残余内应力在塑料制品上尽可能均匀地分布,避免产生应力集中现象,从而改善塑料制品的力学1热学等性能。 塑料内应力产生的原因 产生内应力的原因有很多,如塑料熔体在加工过程中受到较强的剪切作用,加工中存在的取向与结晶作用,熔体各部位冷却速度极难做到均匀一致,熔体塑化不均匀,制品脱模困难等,都会引发内应力的产生。依引起内应力的原因不同,可将内应力分成如下几类。 (1)取向内应力 取向内应力是塑料熔体在流动充模和保压补料过程中,大分子链沿流动方向排列定向构象被冻结而产生的一种内应力。取向应力产生的具体过程为:*近流道壁的熔体因冷却速度快而造成外层熔体粘度增高,从一而使熔体在型腔中心层流速远高于表层流速,导致熔体内部层与层之间受到剪切应力作用,产生沿流动方向的取向。取向的大分子链冻结在塑料制品内也就意味着其中存在未松弛的可逆高弹形变,所以说取向应力就是大分子链从取向构象力图过渡到无取向构象的内力。用热处理的方法,可降低或消除塑料制品内的取向应力。

振动时效工艺参数选择及技术要求

振动时效工艺参数选择及技术要求 JB/T5926-91行业标准 1. 主题内容与适用范围 本标准规定了振动时效工艺参数的选择及技术要求和振动时效效果评定办法。本标准适用于材质为碳素结构钢,低合金钢,不锈钢,铸铁,有色金属(铜,铝,锌及其合金)等铸件,锻件,焊接件的振动时效处理。 2. 术语 2.1 扫频曲线-将激振器的频率缓慢的由小调大的过程称扫频,随着频率的变化,工件振动响应发生变化,反映振动响应与频率之间关系的曲线,称扫频曲线,如a-f 称振幅频率曲线; a-f 称加速度频率曲线。注:a表示振幅, a表示加速度, f表示频率 2.2 激振点-振动时效时,激振器在工件上的卡持点称激振点。 3. 工艺参数选择及技术要求 3.1 首先应分析判断出工件在激振频率范围内的振型。 3.2 振动时效装置(设备)的选择。 3.2.1 设备的最大激振频率应大于工件的最低固有频率。 3.2.2 设备的最大激振频率小于工件的最低固有频率时,应采取倍频(或称分频),降频等措施。 3.2.3 设备的激振力应能使工件内产生的最大动应力为工作应力的1/3~2/3。3.2.4 设备应具备自动扫频,自动记录扫频曲线,指示振动加速度值和电机电流值的功能,稳速精度应达到±1r/min。 3.3 工件支撑,激振器的装卡和加速度计安装 3.3.1 为了使工件处于自由状态,应采取三点或四点弹性支撑工件,支撑位置应在主振频率的节线处或附近。为使工件成为两端简支或悬臂,则应采取刚性装卡。 3.3.2 激振器应刚性地固定在工件的刚度较强或振幅较大处,但不准固定在工件的强度和刚度很低部位(如大的薄板平面等)。 3.3.3 悬臂装卡的工件,一般应掉头进行第二次振动时效处理,特大工件,在其振动响应薄弱的部位应进行补振。 3.3.4 加速度计应安装在远离激振器并且振幅较大处。 3.4 工件的试振 3.4.1 选择试振的工件不允许存在缩孔,夹渣,裂纹,虚焊等严重缺陷。 3.4.2 选择激振器偏心档位,应满足使工件产生较大振幅和设备不过载的要求,

消除残余应力的方法

消除残余应力的方法(金属)——时效处理 消除残余应力的方法(金属)——时效处理 金属工件(铸件、锻件、焊接件)在冷热加工过程中都会产生残余应力,残余应力值高者(单位为Pa)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,由于残余应力的松弛,使零件产生变形,大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低和消除工件的残余应力就十分必要了,特别是在航空航天、船舶、铁路及工矿生产等应用的,由残余应力引起的疲劳失效更不容忽视。 目前的针对残余应力的不同处理方法有:自然时效方法和人工时效方法(包括热处理时效、敲击时效、振动时效、超声冲击时效) 1、自然时效——适合:热应力(铸造锻造过程中产生的残余应力)冷应力(机械加工过程中产生的残余应力)焊接应力(焊接过程中产生的应力) 自然时效是最古老的时效方法。它是把构件露天放置于室外,依靠大自然的力量,经过几个月至几年的风吹、日晒、雨淋和季节的温度变化,给构件多次造成反复的温度应力。再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。 自然时效降低的残余应力不大,但对工件尺寸稳定性很好,原因是工件经过长时间的放置,石墨尖端及其他线缺陷尖端附近产生应力集中,发生了塑性变形,松弛了应力,同时也强化了这部分基体,于是该处的松弛刚度也提高了,增加了这部分材质的抗变形能力,自然时效降低了少量残余应力,却提高了构件的松弛刚度,对构件的尺寸稳定性较好,方法简单易行,但生产周期长.占用场地大,不易管理,不能及时发现构件内的缺陷,已逐渐被淘汰。 2、热处理时效——适合:热应力(铸造锻造过程中产生的残余应力)冷应力(机械加工过程中产生的残余应力)焊接应力(焊接过程中产生的应力) 热时效处理是传统的消除残余应力方法。它是将构件由室温缓慢,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。 热时效工艺要求是严格的,如要求炉内温差不大于±25℃,升温速度不大于50℃/小时,降温速度不大于20℃/小时。炉内最高温度不许超过570℃,保温时间也不易过长,如果温度高于570℃,保温时间过长,会引起石墨化,构件强度降低。如果升温速度过快,构件在升温中薄壁处升温速度比厚壁处快的多,构件各部分的温差急剧增大,会造成附加温度应力。如果附加应力与构件本身的残余应力叠加超过强度极限,就会造成构件开裂。 热时效如果降温不当,会使时效效果大为降低,甚至产生与原残余应力相同的温度应力(二次应力、应力叠加),并残留在构件中,从而破坏了已取得的热

焊接应力产生的原因及处理方法

1.焊接应力的分类 焊接过程是一个先局部加热,然后再冷却的过程。焊件在焊接时产生的变形称为热变形,焊件冷却后产生的变形称为焊接残余变形,这时焊件中的应力称为焊接残余应力。焊接应力包括沿焊缝长度方向的纵向焊接应力,垂直于焊缝长度方向的横向焊接应力和沿厚度方向的焊接应力。 2.焊接残余应力对结构性能的影响 (1)对结构静力强度的影响:焊接应力不影响结构的静力强度。 (2)对结构刚度的影响:焊接残余应力降低结构的刚度。 (3)对受压构件承载力的影响:焊接残余应力降低受压构件的承载力。(4)对低温冷脆的影响:增加钢材在低温下的脆断倾向。 (5)对疲劳强度的影响:焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显不利影响。焊接变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。 焊接过程中,对焊件进行不均匀加热和冷却,是产生焊接应力和变形的根本 原因。 减少焊接应力与变形的工艺措施主要有: 一、预留收缩变形量。根据理论计算和实践经验,在焊件备料及加工时预先考 虑收缩余量, 以便焊后工件达到所要求的形状、尺寸。 二、反变形法。根据理论计算和实践经验,预先估计结构焊接变形的方向和大小,然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形,以抵消焊后产生的变形。 三、刚性固定法。焊接时将焊件加以刚性固定,焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定,可有效防止角变形和波浪变形。此方法会增大焊接应力,只适用于塑性较好的低碳钢结构。 四、选择合理的焊接顺序。尽量使焊缝自由收缩。焊接焊缝较多的结构件时,应先焊错开的短焊缝,再焊直通长焊缝,以防在焊缝交接处产生裂纹。如果焊缝较长,可采用逐步退焊法和跳焊法,使温度分布较均匀,从而减少了焊接应力和变形。 五、锤击焊缝法。在焊缝的冷却过程中,用圆头小锤均匀迅速地锤击焊缝,使金属产生塑性延伸变形,抵消一部分焊接收缩变形,从而减小焊接应力和变形。 六、加热“减应区”法。焊接前,在焊接部位附近区域(称为减应区)进行加热使之伸长,焊后冷却时,加热区与焊缝一起收缩,可有效减小焊接应力和变形。 七、焊前预热和焊后缓冷。预热的目的是减少焊缝区与焊件其他部分的温差,降低焊缝区的冷却速度,使焊件能较均匀地冷却下来,从而减少焊接应力与变形。焊后消除应力处理: 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

振动时效及几种消除应力方法简介

振动时效介绍 一、振动时效简介 振动时效处理是工程材料常用的一种消除其内部残余内应力的方法,是通过振动,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。 振动时效的实质是通过振动的形式给工件施加一个动应力,当动应力与工件本身的残余应力叠加后,达到或超过材料的微观屈服极限时,工件就会发生微观或宏观的局部、整体的弹性塑性变形,同时降低并均化工件内部的残余应力,最终达到防止工件变形与开裂,稳定工件尺寸与几何精度的目的。它是将一个具有偏心重块的电机系统(称做激振器)安放在构件上,并将构件用橡皮垫等弹性物体支承,通过控制器起动电机并调节其转速,使构件处于共振状态。约经20~30分钟的振动处理即可达到调整残余应力的目的,一般累计振动时间不应超过40分钟。 由于部分用户对振动时效的机理不甚了解,盲目使用一些简易的(所谓“全自动振动时效”)振动时效设备对产品进行时效。这种完全不针对工件个性、仅按照振动时效设备生产者预臵的参数,对各种工件均采用一种或几种工艺参数进行时效的方法,会导致被时效工件出现下列几种情况: 1、假时效:工件未发生共振或振幅很小或者虽然振幅较大,但工件整体做刚体振动或摆动,“全自动振动时效设备”也能按照预臵

的程序打印或输出各种时效参数、曲线,误导操作者和工艺员判断,这样工件根本没有达到时效的效果; 2、误时效:工件虽然产生共振,但是发生的振型与工件所需要的振型不一致,动应力没有加到工件需去应力的部位,这样不能使工件达到预期的时效目的,影响时效的效果; 3、过时效:由于不针对工件个性采用合理的时效参数,完全照盲目预臵的参数,对工件进行时效,可能会因为共振过于强烈或振幅过大,导致工件内部的缺陷(裂纹、夹渣、气孔、缩松等)继续扩大、撕裂,甚至报废的严重后果。 二、几种去应力方法简单对比: 1、热时效,通过加热炉进行处理,不仅消耗大量的能源、占用场地和较大的设备资金投入,而且消除残余应力的效果也因炉况的不同有很大的差异,其对残余应力的消除率一般在40~80%之间; 2、振动时效虽然使用方便,但其应力消除率一般在30~50%。使用时将工件放臵到胶皮垫上或以木块垫起工件,使工件悬空,然后将激振电机安放并固定到工件上,调整电机激振频率与工件自身频率一致,产生共振,一般1小时以内可完成去应力处理; 3、豪克能消除应力是最彻底消除焊接应力的方法,它不仅使残余应力的消除率达到80~100%,而且还能产生理想的压应力,这对焊接构件的抗疲劳性能和抗应力腐蚀性能也大有益处。但毫克能处理是使用冲击枪对准焊缝,沿焊缝扫一遍,对于车架等焊缝较多的构件来说处理起来较麻烦,时间较长,劳动强度较大。

焊接应力变形的产生原因与控制措施

焊接应力变形的产生原因与控制措施 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司王习宇[摘要] 近年来,汽车行业发展迅猛,各主机厂在提升产量的同时,对于产品质量的要求也大幅提高。为应对巨大的市场冲击,我们威孚力达应采取相应措施,来迎接机遇和挑战。目前我司焊接向着自动化、集成化、高精度、高质量的方向发展,如何采取措施减小金属构件在焊接工序中发生的应力与应变,从而提高焊接工序的精度以及产品的总体质量,有着十分重要的现实意义。本文主要叙述了焊接应力变形与控制方法。 [关键词] 威孚力达焊接变形焊接应力产生原因控制措施

国内现状 随着我国汽车产业的高速发展,焊接技术在汽车工程中得到大量的应用,焊接工件尤其是法兰焊接变形也成为人们密切关注的焦点。在焊接过程中,焊接残余应力和焊接变形会严重影响制造过程、焊接结构的使用性能、焊接接头的抗脆断能力、疲惫强度、抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂能力。焊接变形在制造过程中也会危及外形与公差尺寸,使制造过程更加困难,当出现题目时还需采取一些费时耗资的附加工序来进行弥补,不仅增加本钱,还可能出现由此工序带来的其他不利因素。因此,要得到高质量的焊接结构必须对这些现象严格控制。焊接应力分析熔化焊接时,被焊金属在热源作用下发生局部加热和熔化,材料的力学性能也会发生明显的变化,而焊接热过程也直接决定了焊缝和热影响区焊后的显微组织、残余应力与变形大小,所以焊接热过程的正确计算和测定是焊接应力和变形分析的条件。因此在焊接过程的模拟研究中,只考虑温度场对应力场的影响,而忽略应力场对温度场的作用。同时,非线性、瞬时作用以及温度相关性效应等也会妨碍正确描述在各种情况下产生的残余应力,并使同一系统化的工作很难完成。为使其简单化,实际中常用焊接性的概念作为一种分类系统,将焊接分解为热力学、力学和显微结构等过程,从而降低了焊接性各种现象的复杂性。图1所示的工艺基础将焊接性分解为温度场、应力和变形场以及显微组织状态场。这种分解针对焊接残余应力和焊接变形的数值分析处理很有价值。在狭义上,焊接性又可理解成所要求的强度性能。影响强度性能的主要因素又包括化学成分、相变显微组织、焊接温度循环、焊后热处理、构件外形、负载条件以及氢含量等。显微组织的转变不仅决定于材料的化学成分,也决定于其受热过程(特别是与焊接有关的过程),特别是它在焊接接头的热影响区和熔化区的影响更加引人留意。 在焊接过程中,由于焊件局部的温度发生变化,产生应力变形。进而导致了构件产生变形。因此,通过对焊接结构及焊接变形的分析,通过对焊接工艺焊件结构设计等方面采取有效措施,从而提高焊接质量。

振动去应力设备技术要求

振动去应力设备 技术要求 云南西仪工业股份有限公司(简称甲方)预购买振动去应力设备一台,甲方委托XXXX公司(简称乙方)负责设计、安装、调试及培训。 一、购买设备的理由 目前特机公司主要承制特种机械各种零部件的生产,因零部件的结构形状各异、且复杂,尺寸从厚度0.8mm至1.2米不等,零件材料厚薄差异大,形状复杂,特别在承制加工底盘、托架、摇架等的过程中,因由多个零件焊接、铆接后形成的组件尺寸大、且材料不一致,采用原热时效去应力,受热处理炉型影响,去应力的温度难于确定,去应力的效果不佳。加之,现行产品的精铸件、锻件毛坯较多,经过机械加工后,零件变形较大。其主要原因是:毛坯内部的残余应力未及时消除,未实现均匀分布。为了能及时消除机械、冲压加工后的内应力;焊接后内应力;铸造、锻造后的内应力;校正后的内应力,以此来减少零部件的变形量,稳定产品零部件的质量,提高工作效率,节能和降低员工的劳动强度,需新增加1台振动失效设备。进行振动时效处理后,能快速消除零部件应力,节能效果明显,生产效率成倍提高,工人劳动强度大幅度降低。 二、设计依据 1、乙方依据甲方提供的产品零件的外形尺寸、材质及技术要求等作为设计、制造和配套设备的主要依据文件,也是甲方验收本项目时的依据文件之一。 2、在实施本项目过程中,任何一方不得任意改动,如因技术进步等某些原因,某方要求提出某些修改意见时,本着对设备更加完善的原则,双方经友好协商,

在取得一致意见后,签订《补充技术协议》,以资共同执行。 3、试验验证的产品: 经冲压、机加、焊接后,再加工的底盘、托架、摇架等组件,最大尺寸为¢1200m m ×800mm; 各种产品的托底盘、底盘支圈、齿弧板等精铸件毛坯,最大尺寸为:¢350mm、或400mm×200mm的外形尺寸。 三、具体要求 1、该项目为交钥匙工程(从设备的设计、制作、运输、安装、调试、验收及培训等直至交付使用),承担特种机械零部件去应力的生产任务。 2、振动去应力时,设备必须有能装夹不同形状工件的平台。工作平台,必须能一次性装夹最大尺寸为¢1200mm的工件至少2件;工作台面必须有¢18mm 的“T型槽”,适宜装夹不同形状的工件进行去应力。 3、能检测工件内部存在的内应力,以及震动后消除的内应力;即能检测去应力前后零部件内部应力值的大小。 4、能消除各种形状的铸件、焊接件和机械加工后工件(含有色金属等各种材料的薄壁件、轴类零件和多种材料零件焊接在一起的部件)产生的残余内应力; 5、能根据军品零部件不同结构形状、材料、厚薄等特点,能快速装夹零部件,快速消除残余应力,使零部件不变形。 6、应力下降率不低于70%,环形试件表面残余应力下降率不低于70%,且分布趋于均匀。 7、工件尺寸稳定性提高30%~50%,抗静载荷变形能力提高30%,抗动载荷变形能力提高1~3倍。

消除焊接件应力的工厂方法

消除焊接件应力的工厂方法 所谓工厂方法,就是立刻见效并且投资很小,极其具备操作性的方法。 某些焊接件,完工后存在极大应力。比如,使用油压机压配合装配的工件,铸钢件,铸铁冷焊件。 消除应力的方法: 1.日光暴晒!在夏天,如果产品不急于赶工,这是个最省钱的办法。头天晚上把工件拖到露天,当中午2点太阳最毒辣的时候,立刻施焊。然后让日光暴晒15天,应力得到基本消除。适用于16Mn之类的结构件和铸钢件,不过弟兄们可就太辛苦啦,需事先预备水壶若干,诸葛行军散少许···,在此先行道乏。 2.敲击!首先用高速钢(报废钻头改,但不是所有钻头都是高速钢的,事先必须查明)磨削一个尖头锤,然后敲击焊缝,标准是每平方厘米至少15点,要敲出坑,切实产生强制变形,才有效果。否则没用。弟兄们偷懒不得啊!此法适用于结构钢件。铸钢件敲击不要太狠了,铸铁件更要轻敲,但点数要增加一倍。 3.使用30度窄坡口!一般坡口都是60度,操作方便,但是焊接时间长,填充金属多,变形大,自然焊接应力就大。使用窄坡口,不仅降低成本(焊条和焊丝价格比钢板贵至少2倍),提高操作速度(弟兄们对于高效率的工艺从来都是欢迎的),而且极大地降低应力。除了薄板和特厚板,都适用。就是对弟兄们的操作技能提出更高要求。只要抓住一条,焊枪摆动时,坡口两端要停留时间足够(其实不超过0.3秒),看到坡口边缘已经熔化并且液态金属产生波纹才向另一侧摆动,就不会产生未熔合。焊道层间打磨时要把熔渣除尽,X光检测保证条条焊缝都是I级片,一个缺陷都不会有。接头要采用冷接法,事先把接头磨削成斜坡状,又美观质量又好。 4.强制加热!如果构件能够预热,后热,应力都能减小。但是,一个拳头大的铸铁件用507焊条热焊都要两把气割枪加热,稍微大一点的铸件就无法有效加热,也就不能用507焊条热焊,而冷焊应力是比较大的。怎么办?作一个10孔加热头就行了。就像猪八戒那个耙子一样。用20号气焊枪一把,其实气割枪火力更大,别用气割枪啊!回火爆炸了不负责啊!把喷嘴取下,用紫铜棒加工一个10孔加热头,图纸回头我上传过来,现在在王霸里边,然后对要焊接的铸件加热,火焰厉害得多!此法适用于铸铁,铸钢件。 心得]铸件、锻件、焊接件残余应力的产生和时效方法 铸件、锻件、焊接件残余应力的产生和时效方法 金属构件(铸件、锻件、焊接件)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,由于残余应力的松弛,使零件产生变形,大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低和消除构件的残余应力就十分必要了。 一、残余应力的产生 1.铸造应力的产生 (1)热应力 铸件各部分的薄厚是不一样的,如机床床身导轨部分很厚,侧壁.筋板部分较薄,其横向端面如图一所示。铸后,薄壁部分冷却速度快收缩大,而厚壁部分,冷却速度慢,收缩的小。薄壁部分的收缩受到厚壁部分的阻碍,所以薄壁部分受拉力,厚壁部分受压力。因纵向收缩差大,因而产生的拉压也大。这时铸件的温度高,薄厚壁都处于塑性状态,其压应力使厚壁部分变粗,拉应力使薄壁部分变薄,拉压应力,随塑性变形而消失。 铸件逐渐冷却,当薄壁部分进入弹性状态而厚壁部分仍处于塑性时,压应力使厚壁部分产生塑

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