焊接殘余應力,是焊接工程研究領(lǐng)域的重點(diǎn)問(wèn)題。涉及焊接的各種工程應用中,都十分關(guān)注殘余應力的影響。
由于焊接應力將會(huì )直接影響焊接結構焊后的承載能力或抵抗破壞的能力,為了防止與減小焊接殘余應力,可從設計和工藝兩個(gè)方面著(zhù)手。本文介紹了幾種焊縫殘余應力的消除方法,比較了幾種方法在生產(chǎn)中的實(shí)際應用價(jià)值,提高了后續生產(chǎn)中塔架的強度。
通過(guò)近年來(lái)各風(fēng)電塔架生產(chǎn)廠(chǎng)家的實(shí)際應用來(lái)看,熱處理設備如加熱爐等設備投資大、時(shí)效周期約在8h 以上,能耗大,并且需要專(zhuān)用的爐體或大容量電源,這勢必會(huì )受到場(chǎng)地的限制。另外,熱處理還有燃料廢氣的排放,在如今嚴格要求環(huán)保的社會(huì )環(huán)境下,使用成本過(guò)高。振動(dòng)時(shí)效周期只有0.5 個(gè)小時(shí)左右,其能耗只有熱時(shí)效的5% 左右,在生產(chǎn)場(chǎng)地只需要有380V 的電源即可使用,除了有些許噪聲污染外并無(wú)其他污染源,相對較為友好。因此,近年來(lái)大多使用振動(dòng)時(shí)效來(lái)消除塔架、塔架與法蘭焊縫處的殘余應力。
豪克能是新興的一種金屬加工技術(shù),它利用激活能和沖擊能對金屬零件進(jìn)行加工,一次加工即可使零件表面達到鏡面并實(shí)現改性的創(chuàng )新性能量加工技術(shù)。豪克能焊接應力消除設備的原理是利用大功率能量推動(dòng)沖擊工具以每秒2 萬(wàn)次以上的頻率沖擊金屬物體表面,由于豪克能的高頻、高效和聚焦下的大能量,使金屬表層產(chǎn)生壓塑性變形;同時(shí)豪克能沖擊波改變了原有的應力場(chǎng),產(chǎn)生一定數值的壓應力,并使沖擊部位得以強化。通過(guò)外部的高頻沖擊,將能量輸入到焊縫金屬內部,使內部金屬晶粒發(fā)生滑移,增加了位錯,從而增加了由于內部應力導致金屬蠕變的難度,所以變形減少了,通過(guò)預制理想壓應力,增加疲勞強度。在相對整體振動(dòng)時(shí)效技術(shù)來(lái)講,可以消除80% 以上的焊接應力并且有效預防應力腐蝕和焊接開(kāi)裂現象的功用。
綜上所述,豪克能消除應力是最徹底的消除焊接應力的方法。在風(fēng)電乃至大型鋼結構焊接領(lǐng)域,如能夠正確地推廣使用,將在很大程度上提高焊縫的疲勞強度,對整體結構性能也有更好的保障。