消除殘余應(yīng)力設(shè)備、振動(dòng)時(shí)效工藝技術(shù)

金屬工件(鑄件、鍛件、焊接件)在冷熱加工過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力值高者(單位為Pa)在屈服極限附近構(gòu)件中的殘余應(yīng)力大多數(shù)表現(xiàn)出很大的有害作用;如降低構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度、降低疲勞極限，造成應(yīng)力腐蝕和脆性斷裂，由于殘余應(yīng)力的松弛，使零件產(chǎn)生變形，大大的影響了構(gòu)件的尺寸精度。因此降低和消除工件的殘余應(yīng)力就十分必要了，特別是在航空航天、船舶、鐵路及工礦生產(chǎn)等應(yīng)用的，由殘余應(yīng)力引起的疲勞失效更不容忽視。
　　目前的針對(duì)殘余應(yīng)力的不同處理方法有：自然時(shí)效方法和人工時(shí)效方法(包括熱處理時(shí)效、敲擊時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效、)。
　　1、自然時(shí)效一一適合：熱應(yīng)力(鑄造鍛造過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力)冷應(yīng)力(機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力) 焊接應(yīng)力(焊接過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力)自然時(shí)效是*古老的時(shí)效方法。它是把構(gòu)件露天放置于室外，依靠大自然的力量，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月至幾年的風(fēng)吹、 日曬、雨淋和季節(jié)的溫度變化，給構(gòu)件多次造成反復(fù)的溫度應(yīng)力。再溫度應(yīng)力形成的過(guò)載下，促使殘余應(yīng)力發(fā)生松弛而使尺寸精度獲得穩(wěn)定。
自然時(shí)效
　　自然時(shí)效降低的殘余應(yīng)力不大，但對(duì)工件尺寸穩(wěn)定性很好，原因是工件經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的放置，石墨及其他線缺陷附近產(chǎn)生應(yīng)力集中，發(fā)生了塑性變形，松弛了應(yīng)力，同時(shí)也強(qiáng)化了這部分基體，于是該處的松弛剛度也提高了，增加了這部分材質(zhì)的抗變形能力，自然時(shí)效降低了少量殘余應(yīng)力，卻提高了構(gòu)件的松弛剛度，對(duì)構(gòu)件的尺寸穩(wěn)定性較好，方法簡(jiǎn)單易行，但生產(chǎn)周期長(zhǎng).占用場(chǎng)地大，不易管理，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)構(gòu)件內(nèi)的缺陷，已逐漸被淘汰。
　　2、熱處理時(shí)效一一適合：熱應(yīng)力(鑄造鍛造過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力)冷應(yīng)力(機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力) 焊接應(yīng)力(焊接過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力)熱時(shí)效處理是傳統(tǒng)的消除殘余應(yīng)力方法。它是將構(gòu)件由室溫緩慢，均勻加熱至5 5 0。C左右，保溫4.8小時(shí)，再嚴(yán)格控制降溫速度至1 5 0℃以下出爐。
熱時(shí)效
　　熱時(shí)效工藝要求是嚴(yán)格的，如要求爐內(nèi)溫差不大于±2 5℃，升溫速度不大于5 0。C/小時(shí)，降溫速度不大于2 0。C/小時(shí)。爐內(nèi)*高溫度不許超過(guò)5 7 0℃，保溫時(shí)間也不易過(guò)長(zhǎng)，如果溫度高于5 7 0℃，保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)引起石墨化，構(gòu)件強(qiáng)度降低。如果升溫速度過(guò)快，構(gòu)件在升溫中薄壁處升溫速度比厚壁處快的多，構(gòu)件各部分的溫差急劇增大，會(huì)造成附加溫度應(yīng)力。如果附加應(yīng)力與構(gòu)件本身的殘余應(yīng)力疊加超過(guò)強(qiáng)度極限，就會(huì)造成構(gòu)件開(kāi)裂。消除殘余應(yīng)力設(shè)備、振動(dòng)時(shí)效工藝技術(shù)
　　熱時(shí)效如果降溫不當(dāng)，會(huì)使時(shí)效效果大為降低，甚至產(chǎn)生與原殘余應(yīng)力相同的溫度應(yīng)力(二次應(yīng)力、應(yīng)力疊加)，并殘留在構(gòu)件中，從而破壞了已取得的熱時(shí)效效果。
　　3、敲擊時(shí)效(錘擊法)一一適合：焊接應(yīng)力(焊接過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力)
　　錘擊處理很早被引入焊接領(lǐng)域，初期主要應(yīng)用于消除焊接變形。錘擊的方法分為，手工錘擊法和電錘錘擊法。通過(guò)觀察分析，認(rèn)為適當(dāng)錘擊可以消除和減少焊接裂紋，進(jìn)而推斷錘擊有消除焊接殘余應(yīng)力的作用， 因此在工藝中采用錘擊處理，防止焊接裂紋的產(chǎn)生。一般認(rèn)為，錘擊處理消除焊接殘余應(yīng)力是使被處理金屬通過(guò)錘擊，在體內(nèi)局部產(chǎn)生一定的塑性伸長(zhǎng)，釋放焊接過(guò)程產(chǎn)生的殘余拉伸彈性應(yīng)變，從而達(dá)到釋放焊接殘余應(yīng)力的目的。但由于錘擊(特別是手工錘擊)的不規(guī)范(錘擊力的大小、頻率、基體的力學(xué)性能及錘擊區(qū)的溫度等)及焊接殘余應(yīng)力準(zhǔn)確測(cè)試的困難，故對(duì)于錘擊處理與殘余應(yīng)力的關(guān)系，至今尚沒(méi)有一個(gè)科學(xué)的和系統(tǒng)的研究。
　　在合適的焊接規(guī)范和工藝下，錘擊不僅能有效地消除工件焊縫部位的應(yīng)力，而且能促進(jìn)熱影響區(qū)拉伸殘余應(yīng)力的釋放，甚至可以獲得一定值的壓應(yīng)力