隨著科技的不斷進步，焊接方式不斷得到豐富與發(fā)展，目前應用范圍較廣的焊接方式包括：焊條電弧焊、埋弧自動焊和惰性氣體保護焊等。盡管焊接方式不盡相同，但其原理都是焊接熱源移動加載，焊接母材與焊接材料融化重新組合的過程。

一、焊接殘余應力產(chǎn)生的機理

在焊接過程中，隨著高溫焊接熱源的移動，工件受熱極不均勻，焊縫區(qū)以及附近區(qū)域溫度極高，焊接母材甚至會發(fā)生熔融現(xiàn)象，距離焊縫較遠的區(qū)域，溫度隨距離的增加而出現(xiàn)梯度性下降，整體溫度較低;而在焊接完成后的冷卻過程中，遠離焊縫區(qū)溫度最先降到室溫，焊接件整體降溫具有不一致性。

焊接受熱過程的極不均勻性和整體降溫的不一致性是焊接件產(chǎn)生殘余應力的主要原因。對于焊接殘余應力產(chǎn)生機理，我們可以從宏觀與微觀兩個角度進行分析解讀。

焊接殘余應力產(chǎn)生原因

目前為止，高校學者和科研機構(gòu)研究人員對焊接殘余應力產(chǎn)生機理的認識可以從兩方面進行概括。

宏觀方面：焊接是高溫熱源移動加載的過程，在熱源移動過程中，工件受熱極不均勻，高溫區(qū)焊接母材發(fā)生劇烈的塑性變形，而低溫區(qū)的熱塑性變形運動受到制約，并且在焊接件冷卻至室溫的過程中，冷卻速度存在不同步性，低溫區(qū)率先冷卻至室溫，高溫區(qū)仍在進行熱塑性變形運動。當焊接件溫度冷卻至室溫后，已發(fā)生的熱塑性變形并沒有完全得到恢復，從而產(chǎn)生焊接殘余應力;

微觀方面：在焊接熱源移動加載過程中，焊接母材內(nèi)部晶格吸收焊接熱源高溫熱能，由能量守恒定律可知，吸收熱能后的晶格處于活躍的不穩(wěn)定狀態(tài)，晶粒之間相互運動，晶格發(fā)生疊、位錯現(xiàn)象，焊接母材內(nèi)部原有的力學平衡體系被打破，并且當焊接結(jié)束后，晶粒無法重新運動回到原始位置，從而產(chǎn)生焊接殘余應力。

二、焊接殘余應力的消除

隨著新技術(shù)、新科技和現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，要求焊接技術(shù)具有更高的可靠性、經(jīng)濟性、品質(zhì)性。因此，需要消除焊接殘余勢力的影響來提高焊接技術(shù)。

常規(guī)消除焊接殘余應力的方法有熱處理、激光處理法、加載法、爆炸處理法、熱處理法、錘擊處理法、振動處理法、深冷處理法、超聲波處理法等，詳情請參考文章：焊接殘余應力調(diào)控方法研究

此處重點介紹振動時效技術(shù)。

振動時效在70年代起源于美國，后來在德國、英國、法國得到了廣泛的應用，我國從80年代初開始引進使用振動時效工藝。振動時效是一種高效、節(jié)能、環(huán)保及低成本的時效方法，與傳統(tǒng)的熱時效和自然時效相比，具有生產(chǎn)周期短、場地簡單靈活方便、生產(chǎn)費用低、無環(huán)境污染等優(yōu)點，目前在某些方面已取代了傳統(tǒng)的熱時效和自然時效。

振動時效技術(shù)消減焊接殘余應力機理同樣可從宏觀與微觀兩個方向進行介紹。

宏觀因素——激振器提供的動應力與金屬內(nèi)部的殘余應力相互疊加，當應力之和不小于金屬材料的屈服極限時，金屬發(fā)生塑性變形，焊接殘余應力得以釋放、均化。

微觀因素——在進行振動時效時，金屬材料內(nèi)部的晶格吸收能量，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，晶格的運動會打破原有的積塞現(xiàn)象，晶格的重新排布，使殘余應力得以釋放、均化。

作為殘余應力檢測與變形控制專業(yè)服務商，北京翔博科技擁有多種焊接殘余應力消除工藝設備，可有效消除、均化殘余應力：

適用于大中型構(gòu)件去應力的頻譜諧波時效

適用于輕型薄壁件去應力的模態(tài)寬頻時效

將熱與振動復合，全面解決焊接殘余應力的熱態(tài)頻譜諧波時效

此外，北京翔博科技近期推出可用于定向應力調(diào)控的激光超聲應力調(diào)控技術(shù)，經(jīng)過切換和激光激發(fā)參數(shù)的調(diào)整，可以在零件任何指定的部位，將拉應力轉(zhuǎn)變成壓應力，從而對指定部位進行定向應力調(diào)控，滿足應力消除要求。