超声波焊接应力消除设备提高焊接接头疲劳性能的基本原理:金属结构件在焊接时,普遍采用熔化焊接的方法,在金属的填充过程中,在接头部位留有余高、凹坑及各种焊接缺陷,造成严重的应力集中;同时还产生一定的焊接残余应力。在绝大多数情况下,残余拉应力对焊接结构的疲劳强度是不利的。同时,大量研究表明,在焊趾部位距离表面0.5mm左右处一般存有熔渣等缺陷,该缺陷较尖锐,相当于疲劳裂纹提前萌生。在应力集中、焊趾熔渣缺陷及焊接残余拉应力的联合作用下,焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命被严重降低。超声波焊接应力消除设备处理法提高焊接接头疲劳强度和疲劳寿命的基本原理:焊后利用超声波推动冲击工具以每秒二万次以上的频率沿焊缝方向冲击焊缝的焊趾部位,使之产生较大的压缩塑性变形,使焊趾处产生圆滑的几何过渡,从而较大降低了焊趾处余高和凹坑造成的应力集中;消除了焊趾处表层的微小裂纹和熔渣缺陷,抑制了裂纹的提前萌生;调整了焊接残余应力场,消除其焊接拉应力,在焊趾附近产生一定数值的残余压应力;并使焊趾部位材料得以强化。残余应力的测量需要有经验丰富的专业人士进行操作。上海焊接消除应力测试设备
焊接工艺主要应用于工程结构件,如船舶、车辆箱体、桥梁、钢结构、容器、管道、反应釜等等,动载机器结构件应用较少(如汽车零配件采用摩擦焊较多)。在对钢结构进行焊接时,加热和冷却的过程会使焊件内部有温度差异,由此引起变形不一致就会产生内应力,这类应力被称为焊接残余应力。焊接残余应力是焊件产生变形、开裂等工艺缺陷的主要原因,焊接变形在制造过程中危及形状与尺寸公差、接头安装偏差和增加坡口间隙,使制造过程更加困难;焊接残余应力可使焊缝特别是定位焊缝部分或完全断开;机械加工过程中释放的残余应力也会导致工件产生不允许的变形。上海铸造消除应力设备哪家好残余应力的分布可能会随着材料的制造工艺不同而有所变化。
模型的简化和优化是很重要的一步,并不是拿到一个模型就不管三七二十一进行模型的构建了,首先需要对需要建立的模型进行思考:比如对于几何和载荷均对称的结构是否可以采用对称模型提高计算效率?有些部位并不是应力重点关注区域,是否可以在不影响需要关注区域应力计算准确度的情况下简化此区域?在形状突变可能会产生应力奇异的部位是否可以通过合理优化模型以防止其产生:① 建模时,尽量避免出现截面突变区域的存在;② 忽略非关注区域的几何突变,如螺栓孔的螺纹等;③ 无法避免,则应采用结构过渡进行优化,如接管与壳体连接处的倒圆角。
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。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。焊后冷却时,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。这时焊缝收缩,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,热影响区温度低,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。残余应力测量需要考虑材料不同部位的影响因素。
因为水压试验时容器所承受的试验压力均大于容器的工作压力, 例如钢制压力容器其试验压力为容器工作压力的1. 25 倍, 所以容器在进行水压试验的同时, 对容器材料进行了一次相当于机械拉伸的膨胀, 从而消除了部分焊接残余应力。试验结果表明, 当容器材料选定时, 残余应力消除效果与水压试验的压力成正比, 因此可以适当的提高水压试验的压力以利于消除残余应力。由于水压试验是压力容器制造过程中必经的工序, 因此采用此方法无需增加设备的投入, 工期短, 成本低, 体现了良好的经济效益。目前国内常温使用的低压容器已开始采用此技术消根据材料的特性和需求,残余应力可能需要被控制。上海消除应力测试设备哪家好
残余应力的大小和分布需要考虑材料的不同特性和需求。上海焊接消除应力测试设备
超声波消除应力的工作原理:超声波冲击设备主要用适用于消除焊接工艺产生的内应力、焊趾表面缺陷。防止工件因应力释放造成的变形或开裂,并能抑制裂纹萌生。提高焊缝的屈服强度和疲劳寿命,增加表面硬度。超声波时效振动机的工作原理:超声波应力消除机利用大功率的超声波冲击金属物体表面,由于超声波的高频、聚焦下的能量,使金属表层产生较大的压塑性变形。可明显提高焊接接头的疲劳寿命和疲劳强度。焊后处理焊趾部位,使之平滑过渡,从而降低余高造成的应力集中,消除焊趾表面的缺陷同时在焊趾处产生较大的压缩塑性变形,产生了残余压缩应力,调整了焊接残余应力场,并使焊趾部位得到强化和硬化。超声冲击设备作为焊后处理设备,它能同时改善影响焊缝质量的多个因素,如应力、缺陷、焊趾几何形状、表面强化等几个方面,所以对提高焊接接头的疲劳性能有事半功倍的效果,可使处理后的焊接接头的疲劳强度提高50%-120%,疲劳寿命延长5—100倍。由于采用超声波时效仪处理设备处理后,省去了传统的打磨及去渣工序,节约了劳动时间20%,降低了劳动强度,提高了生产效率。上海焊接消除应力测试设备
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