2022-07-15 11:13:34, 北京华欧世纪 北京华欧世纪光电技术有限公司
焊件在焊接过程中,热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极限,以致冷却后焊件中留有未能消除的应力。 这样,焊接冷却后的残余在焊件中的宏观应力称为残余焊接应力。焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。焊接方法既高效又能够充分利用材料,因而被广泛地应用于航天、桥梁、压力容器等工业中。
磁性应力测定法
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简介
铁磁物质具有磁致伸缩效应,当焊件中有残余应力时,就如同焊件受到约束一样,使得磁致伸缩受到阻碍,导致磁导率发生变化,而磁导率的变化与应力之间存在着线性关系,磁性应力测定法就是通过测量焊件某一范围内各个方向的导磁率与未被焊接的同类材料的磁导率,然后根据磁导率的变化计算出焊接区域的残余应力。
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优势与不足
磁性应力测定法简单易操作且成本较低,其测定精度取决于标定精度、探头尺寸、探头和待测表面的耦合情况以及材料的不均匀性。但是该方法只能用于铁磁材料的应力测定,这限制了它的应用范围。
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简介
超声波对应力较为敏感,按照声弹性理论,当超声波直接通过焊件时,可以通过声速的变化来反映焊件中的应力。通过超声纵波和超声横波与应力的换算关系(见公式(1))来计算出焊件中的应力。
式中:VT0、VL0分别是应力为零时各向异性固体中超声横波速度和超声纵波速度,VT1、VT2分别是超声波在各向同性固体中超声横波速度,VL是超声波在各向同性固体中超声纵波速率;σ1,σ2分别为两个方向的主应力;ST为横波声应力常数;SL为纵波声应力常数。
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应用领域
超声波应力测定法适用于应力水平较高的样品,这是因为在应力水平较低时,声速不仅与应力有关还与温度也有关,只有将温度控制在常温且温度变化量几乎为零时,才能在低应力水平下精确测量应力值。
应力衍射测定法
存在宏观残余应力的物体,在较小的体积范围内的弹性应变是均匀的。当晶体受弹性应变时,晶面间距会发生改变,依据布拉格定律2dsinθ=nλ(λ为入射波波长),通过测定衍射角2θ来计算出衍射晶面间距d。
在一束射线照射范围内应该有足够多的晶粒,且所选定的某一晶面的法线在空间呈均匀连续分布,通过测量衍射晶面法线与试样表面法线之间的夹角Ψ,可以运用公式(2)来计算残余应力。
其中σ为应力值,K为应力常数。
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X射线衍射法
由于X射线的穿透能力比较弱,X射线衍射法只能测定试件表面5-20μm深度的应力,因此试件的表面状况对测量结果有很大的影响,试件表面不应有铁屑、粉尘、氧化皮和锈蚀等,测点附近不应被碰伤、擦伤或刮伤。
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中子衍射法
中子衍射法比较适合大工程部件的残余应力测量,可以作为非常有效的体探针和研究手段。
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