焊接残余应力六种消除方法的分析对比
金属工件(铸件、锻件、焊接件)在冷热加工过程中都会产生残余应力，残余应力值高者(单位为Pa)在屈服极限附近构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用;如降低构件的实际强度、降低疲劳极限，造成应力腐蚀和脆性断裂，由于残余应力的松弛，使零件产生变形，大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低和消除工件的残余应力就十分必要了，特别是在航空航天、船舶、铁路及工矿生产等应用的，由残余应力引起的疲劳失效更不容忽视。
目前的针对残余应力的不同处理方法有：自然时效方法和人工时效方法(包括热处理时效、敲击时效、振动时效、超声冲击时效、爆炸时效)
1、自然时效是最古老的时效方法。它是把构件露天放置于室外，依靠大自然的力量，经过几个月至几年的风吹、 日晒、雨淋和季节的温度变化，给构件多次造成反复的温度应力。再温度应力形成的过载下，促使残余应力发生松弛而使尺寸精度获得稳定。
2、热时效处理是传统的消除残余应力方法。它是将构件由室温缓慢，均匀加热至550℃左右，保温4-8小时，再严格控制降温速度至150℃以下出炉。
3、敲击时效(锤击法)——适合：焊接应力(焊接过程中产生的应力)
4、振动时效——适合：热应力(铸造锻造过程中产生的残余应力) 冷应力(机械加工过程中产生的残余应力) 焊接应力(焊接过程中产生的应力)
振动时效，在国外称之为VSR技术，它是Vibratory Stress Reliele的缩写。它是在激振器的周期性外力(激振力)的作用下，使工件自身产生共振，进而使其内部歪曲的晶格，产生滑移而恢复平衡，提工件的松弛刚度，消除并均化残余应力，使其尺寸稳定。在以消除残余应力为目的的时效方法中，振动时效可以完全代替热时效。原机电部等六个部委将振动时效定为第七个五年计化间推广的节能项目，并将此类产品定位替代进口产品，这种振动消除应力技术在国外已有几十年的应用经验。
5、超声冲击是敲击时效的发展。
超声冲击技术的特点是单位时间内输入能量高，实施装置的比能量(输出能量与装置质量之比)大。振动处理频率可高达18KHZ-27KHZ，振动速度可达2m/s-3m/s，加速度高达重力加速度的三万多倍，高速瞬时的冲击能量使被处理焊缝区的表面温度以极高的速度上升到600℃，又以极快的速度冷却。这种高频能量输入到焊缝区表面后，使能量作用区的表层金属的相位组织发生一定的变化。
现在正在兴起的爆炸处理消除焊接残余应力新技术是利用专用炸药爆轰时的掠过冲击波对焊接接头进行处理，可以有效地降低焊接残余应力，从而大大提高焊接接头抗应力腐蚀开裂能力，降低疲劳裂纹扩展速率，降低脆性转变温度，提高焊接结构的服役安全可靠性。该技术经过十多年的理论研究和工业应用实践，目前已在我国的冶金机械设备、水电站压力钢(叉)管和水轮机蜗壳的保压浇筑闷头、制铝厂储碱槽和输碱管线、化工容器和反应塔等160多件大中型结构上使用，获得巨大经济和社会效益。
