消除焊接應(yīng)力的六種方法有:
1、利用振動法來消除焊接殘余應(yīng)力
構(gòu)件承受變載荷應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值,經(jīng)過多次循環(huán)加載后,結(jié)構(gòu)中的殘余應(yīng)力逐漸降低,即利用振動的方法可以消除部分焊接殘余應(yīng)力。一種大型焊件使用振動器消除應(yīng)力的裝置。振動法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、成本低,時間比較短,沒有高溫回火時的氧化問題,已在生產(chǎn)上得到一定應(yīng)用。
2、利用“加熱減應(yīng)區(qū)法”來控制焊接殘余應(yīng)力
焊接時,加熱那些阻礙焊接區(qū)自由伸縮的部位,使之與焊接區(qū)同時膨脹和同時收縮,就能減小焊接應(yīng)力,這種方法稱為“加熱減應(yīng)區(qū)法”,加熱的部位就稱之為“減應(yīng)區(qū)”。利用“加熱減應(yīng)區(qū)法”減小焊接應(yīng)力,關(guān)鍵在于正確選擇“減應(yīng)區(qū)”的部位,總的原則是選擇那些阻礙焊接區(qū)自由膨脹和伸縮的部位。必須注意,焊接區(qū)本身絕不能作為減應(yīng)區(qū)的部位,因?yàn)槟菚r焊接應(yīng)力非但不減小,相反還會增加。實(shí)際操作時,檢驗(yàn)減應(yīng)區(qū)的部位是否選擇正確,可用氣體火焰在該處加熱一下,若焊接縫隙處張開,則表示選擇正確。
3、利用降低結(jié)構(gòu)局部剛來控制焊接殘余應(yīng)力
構(gòu)件的剛度增加時,焊后的殘余應(yīng)力將顯著加大。因此,在條件許可時,焊前采取一定的工藝措施,將焊接區(qū)域的局部剛度降低,能有效地降低焊接殘余應(yīng)力。例如,一圓形封頭補(bǔ)焊時,需加一塞塊。因封頭較厚又是封閉焊縫,所以焊接應(yīng)力很大,焊后在焊縫中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)裂紋。今在靠近焊縫處開兩圈緩和槽,降低了接頭處的局部剛度,使焊接應(yīng)力大為降低,有效地防止了裂紋。
4、利用預(yù)熱法來控制焊接殘余應(yīng)力
構(gòu)件本體上溫差越大,焊接殘余應(yīng)力也越大。焊前對構(gòu)件進(jìn)行預(yù)熱,能減小溫差和減慢冷卻速度,兩者均能減小焊接殘余應(yīng)力。預(yù)熱法經(jīng)常用于減小合金鋼(奧氏體不銹鋼除外)、厚板、剛度大的構(gòu)件焊接時產(chǎn)生的應(yīng)力。若構(gòu)件整體預(yù)熱有困難時,可采用局部預(yù)熱,即在焊縫及其兩側(cè)不少于80mm處進(jìn)行加熱。因?yàn)榧訜釁^(qū)太窄,會造成新的溫差應(yīng)力。
5、利用高溫回火來消除焊接殘余應(yīng)力
由于構(gòu)件殘余應(yīng)力的最大值通??蛇_(dá)到該種材料的屈服點(diǎn),而金屬在高溫下屈服點(diǎn)將降低。所以將構(gòu)件的溫度升高至某一定數(shù)值時,應(yīng)力的最大值也應(yīng)該減少到該溫度下的屈服點(diǎn)數(shù)值。如果要完全消除結(jié)構(gòu)中的殘余應(yīng)力,則必須將構(gòu)件加熱到其屈服點(diǎn)等于零的溫度,所以一般所取的回火溫度接近于這個溫度。
6、利用溫差拉伸法來消除焊接殘余應(yīng)力
溫差拉伸法消除焊接殘余應(yīng)力的基本原理與機(jī)械拉伸法相同,主要差別是利用局部加熱的溫差來拉伸焊縫區(qū)。溫差拉伸法是在焊縫兩側(cè)各用一個寬度適當(dāng)?shù)难跻胰惭婧妇孢M(jìn)行加熱,在焊炬后面一定距離,用一根帶有排孔的水管進(jìn)行噴水冷卻。氧乙炔焰和噴水管以相同速度向前移動。這就形成了一個兩側(cè)溫度高(峰值約為200℃)、焊接區(qū)溫度低(約為100℃)的溫度差。兩側(cè)金屬受熱膨脹對溫度較低的區(qū)域進(jìn)行拉伸,這樣就可消除部分殘余應(yīng)力。據(jù)測定,消除殘余應(yīng)力的效果可達(dá)50%~70%。