焊接件內應力如何測試

Ⅰ 焊接應力的介紹

焊接應力，是焊接構件由於焊接而產生的應力。焊接過程中焊件中產生的內應力和焊接熱過程引起的焊件的形狀和尺寸變化。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生焊接應力和變形的根本原因。當焊接引起的不均勻溫度場尚未消失時，焊件中的這種應力和變形稱為瞬態焊接應力和變形；焊接溫度場消失後的應力和變形稱為殘余焊接應力和變形。在沒有外力作用的條件下，焊接應力在焊件內部是平衡的。焊接應力和變形在一定條件下會影響焊件的功能和外觀，因此是設計和製造中必須考慮的問題。

Ⅱ 請問什麼叫作"內應力"可以快點嗎

殘余應力的概念

通常講，一個物體，在沒有外力和外力矩作用、溫度達到平衡、相變已經終止的條件下，其內部仍然存在並自身保持平衡的應力叫做內應力。

按照德國學者馬赫勞赫提出的分類方法，內應力分為三類：

第Ⅰ類內應力是存在於材料的較大區域（很多晶粒）內，並在整個物體各個截面保持平衡的內應力。當一個物體的第Ⅰ類內應力平衡和內力矩平衡被破壞時，物體會產生宏觀的尺寸變化。

第Ⅱ類內應力是存在於較小范圍（一個晶粒或晶粒內部的區域）的內應力。

第Ⅱ類內應力是存在於極小范圍（幾個原子間距）的內應力。

在工程上通常所說的殘余應力就是第Ⅰ類內應力。到目前為止，第Ⅰ類內應力的測量技術最為完善，它們對材料性能和構件質量的影響也研究得最為透徹。

除了這樣的分類方法以外，工程界也習慣於按產生殘余應力的工藝過程來歸類和命名，例如鑄造應力、焊接應力、熱處理應力、磨削應力、噴丸應力等等，而且一般指的都是第Ⅰ類內應力。

殘余應力的產生

在機械製造中，各種工藝過程往往都會產生殘余應力。但是，如果從本質上講，產生殘余應力的原因可以歸結為：

1.不均勻的塑性變形；

2.不均勻的溫度變化；

3.不均勻的相變。

殘余應力的作用

機械零部件和大型機械構件中的殘余應力對其疲勞強度、抗應力腐蝕能力、尺寸穩定性和使用壽命有著十分重要的影響。

適當的、分布合理的殘余壓應力可能成為提高疲勞強度、提高抗應力腐蝕能力，從而延長零件和構件使用壽命的因素；而不適當的殘余應力則會降低疲勞強度，產生應力腐蝕，失卻尺寸精度，甚至導致變形、開裂等早期失效事故。

殘余應力的調整

針對工件的具體服役條件，採取一定的工藝措施，消除或降低對其使用性能不利的殘余拉應力，有時還可以引入有益的殘余壓應力分布，這就是殘余應力的調整問題。

通常調整殘余應力的方法有：

1.加熱，即回火處理,利用殘余應力的熱鬆弛效應消除或降低殘余應力。

2.施加靜載，使工件產生整體或局部、甚至微區的塑性變形，也可以調整工件的殘余應力。例如大型壓力容器，在焊接之後，在其內部加壓，即所謂的「脹形」，使焊接接頭發生微量塑性變形，以減小焊接殘余應力。

3.振動時效，英文叫做Vibration Stress Relief,簡稱VSR 。在國際上，工業發達國家起始於上世紀50年代，我國從70年代研究和推廣。振動消除應力主要特點：

（1）、處理時間短；

（2）、適用范圍廣；

（3）、能源消耗少；

（4）、設備投資小，操作簡便。

4.錘擊、噴丸、滾壓等。噴丸強化是行之有效、應用廣泛的強化零件的手段，噴丸的同時也改變了表面殘余應力狀態和分布，而噴丸產生的殘余壓應力又是強化機理中的重要因素。

如需進一步了解有關噴丸強化技術，推薦如下專著和文獻：

1.劉鎖（王仁智），《金屬材料的疲勞性能與噴丸強化工藝》，國防工業出版社，1977

2.王仁智，吳培遠，《疲勞失效分析》，機械工業出版社，1987

3.王仁智，《噴丸強化技術在我國的發展》，材料工程，No1,1989

殘余應力的測量方法

殘余應力的測量方法可以分為有損和無損兩大類。

有損測試方法就是應力釋放法，也可以稱為機械的方法；無損方法就是物理的方法。

機械方法目前用得最多的是鑽孔法（盲孔法），其次還有針對一定對象的環芯法。

物理方法中用得最多的是X射線衍射法，其他主要物理方法還有中子衍射法、磁性法和超聲法。

X射線衍射法依據X射線衍射原理，即布拉格定律。布拉格定律把宏觀上可以准確測定的衍射角同材料中的晶面間距建立確定的關系。材料中的應力所對應的彈性應變必然表徵為晶面間距的相對變化。當材料中有應力σ存在時，其晶面間距d 必然隨晶面與應力相對取向的不同而有所變化，按照布拉格定律，衍射角2θ也 會相應改變。因此有可能通過測量衍射角2θ隨晶面取向不同而發生的變化來求得應力σ。從這里可以看出X射線衍射法測定應力的原理是成熟的，經過半個多世紀的歷程，在國內外，測量方法的研究深入而廣泛，測試技術和設備已經比較完善，不但可以在實驗室進行研究，可且可以應用到各種實際工件，包括大型工件的現場測量。

Ⅲ 焊接應力到底什麼意思

焊接應力指的是在焊接過程中，焊接部件內部產生的應力。這一現象主要源於焊接過程中產生的內應力，以及焊件形狀和尺寸的變化。焊接過程中，溫度場的不均勻分布、局部塑性變形以及由此產生的不同比容的組織變化是造成焊接應力和變形的根本原因。當焊接溫度場未消失時，焊件內的應力和變形被稱為瞬態焊接應力。而溫度場消失後的應力和變形則稱為焊接殘余應力。在沒有外力作用的情況下，焊接應力在焊件內部是平衡的。

焊接應力和變形可能在特定條件下影響焊件的功能和外觀。焊接殘余應力對結構和部件的影響體現在多個方面，例如可能導致結構疲勞強度下降、材料性能變化，甚至引起材料脆性斷裂。因此，在焊接工藝設計和焊接過程中，通過合理的工藝措施和結構設計，可以有效控制焊接應力，從而保證焊件的質量和性能。

在實際應用中，焊接殘余應力的控制是一個重要的工藝環節。合理的預熱、焊接過程中的溫度控制、後熱處理以及採用合適的焊接順序和方法等措施，都可以有效地減輕焊接殘余應力。此外，通過採用先進的焊接技術，如激光焊接、摩擦焊等，也可以減少焊接應力的產生。在復雜結構的焊接過程中，通過精確的應力分析和合理的結構設計，還可以進一步優化焊接應力的分布，確保焊接結構的穩定性和可靠性。

總之，焊接應力的產生是焊接過程中不可避免的現象，但通過科學合理的方法和技術手段，可以有效控制和減少焊接應力，從而保證焊接結構的安全性和可靠性。