如何消除机加工应力

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。残余应力的测量需要有经验丰富的专业人士进行操作。如何消除机加工应力

消除和调整残余应力的方法主要分为热作用法和机械作用法，根据不同的构件和残余应力产生的过程，正确选择消除残余应力的方法，可以有效地降低残余应力的危害作用。去应力退火是消除焊接残余应力、铸造残余应力、机械加工残余应力较常用和有效的方法之一。一般的退火是把构件在较高的温度下保温一段时间，然后再进行缓冷的工艺方法。回火是淬火后按照不同硬度要求进行的加热工艺，在回火过程中可以有效消除淬火产生的残余应力。为了避免组织变化而又能使应力去除，在100~200℃回火，也可消除相当大的一部分残余应力。随着回火温度的升高，残余应力去除的部分明显增大，当回火温度达到450℃及以上时，可以认为残余应力已完全消除。值得注意的是有的合金钢试样在淬火后表面为残余压应力，而经过有相变的回火后反而变为残余拉应力。焊接消除应力测试设备残余应力的分布可能会随着时间的推移而发生变化。

消除应力的方法大约有四种。其一就是自然时效，通过自然放置消除应力，这种方法耗时过长，难以适应现代科技及生产需要；其二是大程度传统、也是大程度普及的方法——热时效法，把工件放进热时效炉中进行热处理，慢慢消除应力。这种方法的缺点也非常明显，比如卫星制造厂对温度控制要求非常严格的铝合金工件以及长达十米或者更大的巨型工件都无法用这种方法处理。而且这种方法还带来了大量的污染和能源消耗，随着中国及世界范围内对环保的进一步要求，热时效炉的处理方式马上面临比较全退出的境地。第三种方法——利用亚共振来消除应力，这种方法虽然解决了热时效的环保问题，但是使用起来相当烦琐，要针对不同形状的工件编制不同的时效工艺，如果有几百上千种工件就要编几百上千种工艺，而且在生产时操作相当复杂，需要操作者确定处理参数，复杂工件必须是熟练的专业技术人员才能操作。更令人遗憾的是这种方法只能消除23%的工件应力，无法达到处理所有工件的目的。可知的第四种方法就是振动时效消除应力，通过机械组装使之形成了一整套消除应力设备，它可以使工件在短时间内达到消除应力的作用，覆盖所有需要消除应力的工件。

焊接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，在构件服役过程中，和其他所受荷载引起的工作应力相互叠加，使其产生二次变形和残余应力的重新分布，不但会降低结构的刚度和稳定性而且在温度和介质的共同作用下，还会严重影响结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力。目前采用的消除应力的失效方法有振动时效（消除30%~50%的应力）、热时效（消除40%~70%的应力）豪克能PT时效（消除80%~100%的应力）。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。残余应力的调整需要考虑材料的具体情况和实际需求。

消除应力用振动时效：构件经过焊接、铸造、锻造、机械加工等工艺工程其内部产生了残余应力，它极大地影响了构件的尺寸稳定性刚度、强度、疲劳寿命和机械加工性能，甚至导致裂纹和盈利腐蚀。振动时效仪就是利用共振、亚共振的方式对构件进行时效处理，降低和均化构件的残余应力，以保证工件尺寸稳定性。1、投资少与热时效相比，它无需庞大的时效炉，可节省占地面积与高昂的设备投资。2、生产周期短自然时效需经几个月的长期放置，热时效亦需经数十小时的周期方能完成，而振动时效一般只需振动数十分钟即可完成。3、使用方便振动时效设备体积小、重量轻、便于携带，我国目前生产的激振器可振动处理300吨以下的零件，但振动时效设备本身只重几十公斤。4、无废气机辐射污染随着环境保护越来越高，大量的热时效炉被拆除，而目前油炉和煤炉的排放扔不达标，而起尽管振动时效有一定噪声，但通过隔离，或错开工作时间等均可得到克服，故振动时效变成了去应力工艺的选择。5、节约能源、降低成本。残余应力测量需要考虑多种因素的影响，如环境温度、湿度等。苏州振动时效去应力检测设备哪家好

残余应力的分布特征可能会在不同材料中有所不同。如何消除机加工应力

振动时效：它是将激振器置于容器或焊补位置, 利用控制系统控制电机转速, 通过激振器反复对工件施加周期性载荷, 以机械方式迫使工件在其共振范围内产生共振, 当材料屈服极限条件成立时, 则造成工件中残余的高峰值处产生微小塑性变形, 使得工件内部残余应力峰值降低, 并使残余应力重新均化分布, 从而达到释放应力的目的。国内在70 年代开始研发振动时效技术, 但真正应用到压力容器消除焊接应力处理方面还是在80 年代之后, 已有许多成功案例。同消除应力热处理法相比, 振动时效设备投资少, 能耗降低90% , 工期也从原来的10 余小时缩短至1 小时之内, 而且其无氧化, 尺寸精度稳定, 其应力消除效果已达到或接近热处理的效果, 国内研究证明, 采用振动时效处理可消除应力50% ~ 70%。但目前振动时效技术在设备的可靠性以及自动控制程度还较低, 并且对于是否能对材料造成其它方面的缺陷, 例如疲劳损伤等方面缺乏必要的验证。如何消除机加工应力