殘余應(yīng)力都集中在焊縫附近，當(dāng)焊接殘余應(yīng)力與承載的工作應(yīng)力疊加，其數(shù)值超過材料的屈服極限時(shí)，工件就會(huì)再焊縫附近產(chǎn)生焊接變形，斷裂等現(xiàn)象。研究殘余應(yīng)力的影響不只考慮其數(shù)值的大小，而殘余應(yīng)力的方向也是重要因素，用盲孔法殘余應(yīng)力檢測(cè)儀可以對(duì)焊接殘余應(yīng)力值的大小和方向進(jìn)行測(cè)量。在分析殘余應(yīng)力的影響時(shí)，即使焊接構(gòu)件的殘余應(yīng)力值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其材料的屈服極限，但如果存在嚴(yán)重的應(yīng)力集中，那么焊接構(gòu)件在其運(yùn)輸和使用過程中也會(huì)因殘余應(yīng)力的釋放而發(fā)生性的塑性變形。殘余應(yīng)力的測(cè)量需要注意材料的表面情況和處理方式。上海機(jī)械應(yīng)力測(cè)量方法

如何嚴(yán)格地控制殘余應(yīng)力的分布？工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件焊接殘余應(yīng)力的存在是必然的。由于殘余應(yīng)力的存在，對(duì)于那些承載較大的部件來說應(yīng)力檢測(cè)如何嚴(yán)格地控制殘余應(yīng)力的分布是至關(guān)重要的，因?yàn)橥耆龤堄鄳?yīng)力是不可能的。消除殘余應(yīng)力的方法是通過變形來實(shí)現(xiàn)的，如果使結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生變形，其變形的規(guī)律是難以人為控制的。變形小，結(jié)構(gòu)件的尺寸精度受到影響；變形大，構(gòu)件無法滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件來說，當(dāng)未采取任何控制措施時(shí)，其拉、壓應(yīng)力的分布是非常不均勻的，這是由工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件的幾何形狀復(fù)雜，焊縫相對(duì)比較集中的特點(diǎn)所決定的。對(duì)于焊接殘余應(yīng)力的控制方法，常用的有:自然時(shí)效，但由于工程機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)周期較短，無法采用；低溫退火，由于受其尺寸較大，建造大型退火爐成本太高，特別是運(yùn)行成本更高，且浪費(fèi)能源，如果采用煤作為燃料，又易造成環(huán)境污染；方法就是振動(dòng)時(shí)效設(shè)備，既克服了上述兩種方法的缺點(diǎn)，又能達(dá)到控制結(jié)構(gòu)件焊接殘余應(yīng)力的目的。對(duì)于生產(chǎn)類似較為復(fù)雜的焊接件，有著非常重要的借鑒和指導(dǎo)作用。上海機(jī)械應(yīng)力殘余應(yīng)力的研究需要綜合使用材料科學(xué)、力學(xué)等多門學(xué)科知識(shí)。

消除應(yīng)力的方法大約有四種。其一就是自然時(shí)效，通過自然放置消除應(yīng)力，這種方法耗時(shí)過長(zhǎng)，難以適應(yīng)現(xiàn)代科技及生產(chǎn)需要；其二是大程度傳統(tǒng)、也是大程度普及的方法——熱時(shí)效法，把工件放進(jìn)熱時(shí)效爐中進(jìn)行熱處理，慢慢消除應(yīng)力。這種方法的缺點(diǎn)也非常明顯，比如衛(wèi)星制造廠對(duì)溫度控制要求非常嚴(yán)格的鋁合金工件以及長(zhǎng)達(dá)十米或者更大的巨型工件都無法用這種方法處理。而且這種方法還帶來了大量的污染和能源消耗，隨著中國(guó)及世界范圍內(nèi)對(duì)環(huán)保的進(jìn)一步要求，熱時(shí)效爐的處理方式馬上面臨比較全退出的境地。第三種方法——利用亞共振來消除應(yīng)力，這種方法雖然解決了熱時(shí)效的環(huán)保問題，但是使用起來相當(dāng)煩瑣，要針對(duì)不同形狀的工件編制不同的時(shí)效工藝，如果有幾百上千種工件就要編幾百上千種工藝，而且在生產(chǎn)時(shí)操作相當(dāng)復(fù)雜，需要操作者確定處理參數(shù)，復(fù)雜工件必須是熟練的專業(yè)技術(shù)人員才能操作。更令人遺憾的是這種方法只能消除23%的工件應(yīng)力，無法達(dá)到處理所有工件的目的?？芍牡谒姆N方法就是振動(dòng)時(shí)效消除應(yīng)力，通過機(jī)械組裝使之形成了一整套消除應(yīng)力設(shè)備，它可以使工件在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到消除應(yīng)力的作用，覆蓋所有需要消除應(yīng)力的工件。

焊接應(yīng)力，是焊接構(gòu)件由于焊接而產(chǎn)生的應(yīng)力。焊接過程中焊件中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)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(chǎng)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。當(dāng)焊接引起的不均勻溫度場(chǎng)尚未消失時(shí)，焊件中的這種應(yīng)力和變形稱為瞬態(tài)焊接應(yīng)力和變形；焊接溫度場(chǎng)消失后的應(yīng)力和變形稱為殘余焊接應(yīng)力和變形。在沒有外力作用的條件下，焊接應(yīng)力在焊件內(nèi)部是平衡的。焊接應(yīng)力和變形在一定條件下會(huì)影響焊件的功能和外觀。對(duì)剛度的影響：焊接殘余應(yīng)力與外載引起的應(yīng)力相疊加，可能使焊件局部提前屈服產(chǎn)生塑性變形。焊件的剛度會(huì)因此而降低。殘余應(yīng)力的分布可以與材料的晶體結(jié)構(gòu)和缺陷密切相關(guān)。

焊接應(yīng)力檢測(cè)方法：方法一：盲孔法進(jìn)行焊接殘余應(yīng)力檢測(cè)；利用應(yīng)變片的壓電原理，通過打孔進(jìn)行應(yīng)力釋放，將形變型號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)進(jìn)行傳輸再逆轉(zhuǎn)，得到形變數(shù)據(jù)信息，利用軟件分析儀器將形變轉(zhuǎn)化為應(yīng)力輸出，所以檢測(cè)設(shè)備也可對(duì)應(yīng)變進(jìn)行檢測(cè)輸出，HK21A能夠?qū)Ω鞣N金屬財(cái)材料進(jìn)行應(yīng)力檢測(cè)，可以現(xiàn)場(chǎng)施工，是焊接應(yīng)力檢測(cè)的好幫手。方法二：取條法：從具有焊接殘余應(yīng)力的樣件上取矩形等截面細(xì)直條狀試樣，使試樣殘余應(yīng)力完全釋放，測(cè)量應(yīng)力釋放前后的尺寸變化，進(jìn)行計(jì)算得知盈利大小；這種方法和盲孔法的基本原理一直，是簡(jiǎn)介檢測(cè)法3方法三：X射線衍射主要是利用晶體X射線衍射的布拉格方程，依據(jù)晶體衍射峰的偏移方向和幅度來確定殘余應(yīng)力的性質(zhì)和大小。屬于無損檢測(cè)，測(cè)試精度高。缺點(diǎn)是只能完成表層應(yīng)力值測(cè)試：厚度根據(jù)材質(zhì)不同大概在幾微米到幾十微米之間。通過逐層剝離可進(jìn)行構(gòu)件更深處殘余應(yīng)力值測(cè)定，但是剝離會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果精度有一點(diǎn)影響。尤其是表層殘余應(yīng)力梯度大的試樣，影響尤甚。殘余應(yīng)力的大小和分布會(huì)影響材料的機(jī)械性能。上海正規(guī)應(yīng)力檢測(cè)儀器

殘余應(yīng)力的測(cè)量需要有經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人士進(jìn)行操作。上海機(jī)械應(yīng)力測(cè)量方法

焊接殘余應(yīng)力是構(gòu)件還未承受荷載而早已存在構(gòu)件截面上的初應(yīng)力，在構(gòu)件服役過程中，和其他所受荷載引起的工作應(yīng)力相互疊加，使其產(chǎn)生二次變形和殘余應(yīng)力的重新分布，不但會(huì)降低結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性而且在溫度和介質(zhì)的共同作用下，還會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度、抗脆斷能力、抵抗應(yīng)力腐蝕開裂和高溫蠕變開裂的能力。目前采用的消除應(yīng)力的失效方法有振動(dòng)時(shí)效（消除30%~50%的應(yīng)力）、熱時(shí)效（消除40%~70%的應(yīng)力）豪克能PT時(shí)效（消除80%~100%的應(yīng)力）。振動(dòng)時(shí)效處理是工程材料常用的一種消除其內(nèi)部殘余內(nèi)應(yīng)力的方法，是通過振動(dòng)，使工件內(nèi)部殘余的內(nèi)應(yīng)力和附加的振動(dòng)應(yīng)力的矢量和達(dá)到超過材料屈服強(qiáng)度的時(shí)候，使材料發(fā)生微量的塑性變形，從而使材料內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力得以松弛和減輕。上海機(jī)械應(yīng)力測(cè)量方法