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焊件在焊接過程中，熱應(yīng)力、相變應(yīng)力、加工應(yīng)力等超過屈服極限，以致冷卻后焊件中留有未能消除的應(yīng)力。這樣，焊接冷卻后的殘余在焊件中的宏觀應(yīng)力稱為殘余焊接應(yīng)力。焊接過程的不均勻溫度場以及由它引起的局部塑性變形和比容不同的組織是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因。
確保高質(zhì)量的焊縫并不是一件容易的事，因?yàn)樵谡麄€(gè)焊接區(qū)域上的快速加熱和冷卻會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力并改變淬火性能。因而，焊縫被識別為易于發(fā)生機(jī)械故障的關(guān)鍵部分。機(jī)械故障涉及負(fù)載，時(shí)間，材料，制造過程和環(huán)境的極其復(fù)雜的相互作用。焊接效果的結(jié)果應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中予以補(bǔ)償。隨著需求的增長，需要研究新材料?，F(xiàn)代高強(qiáng)度鋼存在問題，因?yàn)楹茈y找到合適的填充材料。
便攜式焊接應(yīng)力分析儀檢測現(xiàn)場
由于焊接材料的熔化，焊縫附近會(huì)發(fā)生微觀結(jié)構(gòu)變化。這導(dǎo)致了熱影響區(qū)（HAZ）的發(fā)展。對于較高屈服強(qiáng)度的材料，HAZ可能導(dǎo)致較低的硬度和松弛的有益殘余應(yīng)力。這些問題可以通過選擇正確的焊縫尺寸和類型來控制。由于焊接接頭缺乏融合和咬邊。這些缺陷可能會(huì)成為裂紋萌生的潛在場所。在較壞的情況下，由于快速加熱和冷卻，殘余應(yīng)力會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致較高的應(yīng)力集中和拉伸應(yīng)力會(huì)顯著降低疲勞強(qiáng)度。
使用X射線衍射法的便攜式焊接應(yīng)力分析儀來測量焊縫上的殘余應(yīng)力是比較先進(jìn)檢測手段。測量中機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)，從而可以測量幾乎任何形狀或大小的樣品的殘余應(yīng)力。
焊縫表面上的典型殘余應(yīng)力分布圖如下：焊縫中的殘余應(yīng)力通常是平行拉伸的，尤其是在焊縫橫向的焊趾區(qū)域 。
通過優(yōu)化焊接程序和后處理，可以將熱影響區(qū)的影響降到較低。 有許多不同的后處理方法可用：焊后熱處理，TIG修整，錘擊噴丸，毛刺磨削，高頻機(jī)械沖擊處理（HFMI）等。
使用便攜式焊接應(yīng)力分析儀測量深度很淺，距離表面只有幾微米。為了進(jìn)行更深的測量，還需要去除材料。 在不影響殘余應(yīng)力的情況下去除材料的一種方法是電拋光。 利用電拋光方法可以測量深度分布。 當(dāng)X射線衍射和電拋光與機(jī)器人結(jié)合使用時(shí)，深度輪廓可以制成3D。
【便攜式殘余應(yīng)力檢測儀】在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用
【殘余應(yīng)力測試儀】在船舶系統(tǒng)零部件中的應(yīng)用
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