The invention discloses a method and control equipment for welding residual stress prediction based on temperature gradient, which is characterized by changing the temperature of the specimen before and after welding of the same metal, measuring the stress of the welding by strain gauge to the influence of the temperature gradient on the welding stress, so as to control the temperature of the welding specimen. The degree gradient is used to predict the internal stress distribution and state of the metal material after welding. The residual stress of the material after welding is reduced and the mechanical properties of the component are optimized. The invention is mainly composed of silicon carbon stick, fixed plate, guide rod, spring and strain gauge. The characteristics of the invention are: (1) compact structure and suitable for studying the internal stress of welding of different materials; (2) the cause of welding residual stress is transformed from pluralism to monalization, and the prediction of welding residual stress is convenient, and (3) the welding stress measured by the welding temperature gradient of the sample is carried out. The relationship between the welding temperature gradient and the stress distribution and size is predicted.
【技术实现步骤摘要】
一种基于温度梯度对焊接残余应力预测的方法及控制设备
本专利技术涉及金属焊接领域,具体为一种基于温度梯度对焊接残余应力预测的方法及控制设备。
技术介绍
焊接残余应力是指在焊接过程中,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。焊接残余应力的产生使焊接结构的强度及使用寿命造成很大的影响。在焊接结构的使用过程因焊接残余应力的存在使焊接结构突然的破坏严重影响了结构及设备的使用安全。因此,对于焊接工程中产生的焊接残余应力的预测,对于焊接结构及设备的安全性及可靠性有着非常重要的意义。在焊接时,由于材料的受热不均匀,焊接构件厚度不相等,及焊接结构的相互约束,使焊缝在焊接结束后无法避免的产生焊接残余应力。在焊接过程中不可能对焊接结构使用小孔法破坏焊接进行对所产生的焊接残余应力进行测量,所以利用相同的焊接材料制成试件焊接进行测量并预测焊接结构所产生的焊接残余应力成为了重要的手段。而不同的焊接热输入功率、焊前预热温度、焊后冷却时间和保温温度对焊接结构所产生的焊接残余应力造成不同的影响,通过单因素的方法标定焊接残余应力并通过实验来模拟焊接结构的温度梯度。通过模拟的温度题度所产生的焊接残余应力来预测焊接结构的焊接残余应力。目前社会对于焊接时内应力预测和控制转置是一个空白,在研究是带来很大的不便利,因此焊接研究方面急需一种基于温度梯度对焊接残余应力预测的方法及控制设备。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供将焊接残余应力的产生原因由多元化转化为一元化的方法及设备,用于控制焊接焊接前预热温度来预测金属材料在焊接后的内部应力分布及状态,减少材料焊接后的残余 ...
【技术保护点】
一种基于温度梯度对焊接残余应力预测的方法及控制设备,其特征是:改变同种金属焊接前预热温度及焊后的冷却速度,用应变片检测焊接时的应力走向对比焊接试件温度梯度对焊接应力的的影响关系,从而控制焊接试件温度梯度来预测金属材料在焊接后的内部应力分布及状态,减少材料焊接后的残余应力,优化焊接后的力学性能,。具体包括以下步骤:(1)将试件加工至尺寸要求,测量面用砂纸打磨干净表面露出金属光泽;(2)在试件测量焊接残余应力上画线确定应变花的粘贴位置;(3)将试件置于机座上,调整试件对接间隙,拉动偏心夹紧模块,使压块将两焊接试件压紧在机座上,使焊接试件无法产生位移,将试件两头预焊接五毫米,使试件固定;松开偏心夹紧模块,解除偏心夹紧模块对试件的约束;(4)将八片应力片粘贴在两块试件划线所确定的粘贴位置上,每块试件都贴有四片应变花,且每片应变片与焊接试件的坡口边界距离相等;(5)将应变仪调零位,开始焊接试件,将焊接过程中通过应变片得出的焊接应力‑应变曲线及热电偶测出的温度曲线记录下来作为基础数据;(6)分别在四处贴应变片位置距离五毫米处钻直径为5MM的通孔,记录测出的残余应力数据作为焊接残余应力的基础数据;( ...
【技术特征摘要】
1.一种基于温度梯度对焊接残余应力预测的方法及控制设备,其特征是:改变同种金属焊接前预热温度及焊后的冷却速度,用应变片检测焊接时的应力走向对比焊接试件温度梯度对焊接应力的的影响关系,从而控制焊接试件温度梯度来预测金属材料在焊接后的内部应力分布及状态,减少材料焊接后的残余应力,优化焊接后的力学性能,。具体包括以下步骤:(1)将试件加工至尺寸要求,测量面用砂纸打磨干净表面露出金属光泽;(2)在试件测量焊接残余应力上画线确定应变花的粘贴位置;(3)将试件置于机座上,调整试件对接间隙,拉动偏心夹紧模块,使压块将两焊接试件压紧在机座上,使焊接试件无法产生位移,将试件两头预焊接五毫米,使试件固定;松开偏心夹紧模块,解除偏心夹紧模块对试件的约束;(4)将八片应力片粘贴在两块试件划线所确定的粘贴位置上,每块试件都贴有四片应变花,且每片应变片与焊接试件的坡口边界距离相等;(5)将应变仪调零位,开始焊接试件,将焊接过程中通过应变片得出的焊接应力-应变曲线及热电偶测出的温度曲线记录下来作为基础数据;(6)分别在四处贴应变片位置距离五毫米处钻直径为5MM的通孔,记录测出的残余应力数据作为焊接残余应力的基础数据;(7)重复步骤(1)-(4),利用硅碳棒加热模块将焊接试件加热至100℃重复步骤(5...
【专利技术属性】
技术研发人员:翁祖隆,陈民昌,严梦凡,高亮,赵忠快,
申请(专利权)人:天津职业技术师范大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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