Снятие напряжений в сварной конструкции вибрацией

[IgorT 391]

Недавно узнал о таком способе вместо отжига. Почитал статьи в инете на тему. Толком не понял: на каком принципе работает этот метод? 

Есть у кого практический опыт его использования? Какие результаты наблюдаются?

[vasillevich68 682]

2 часа назад, IgorT сказал:

Толком не понял: на каком принципе работает этот метод? 

 Вроде как есть предложения устройств, и даже буржуйские среди них, вот только глядя на картинки (текст во всех случаях один "... помогает, зуб даём ...") создается впечатления, что тебе хотят впарить устройство с картинки ниже, которое работает на том же принципе

 

[IgorT 391]

Ну да. Когда услышал о сим чуде, то предложил начальству провести эксперимент по замеру геометрии сварных узлов после отжига и после виброобработки. Начальство пока молчит почему-то ...

[Кварк 125]

6 часов назад, IgorT сказал:

Толком не понял: на каком принципе работает этот метод

Перераспределение напряжений происходит в сторону равновесного состояния. Метод описан ещё в совдепских книжках. 

Edited July 5 by Кварк

[IgorT 391]

43 минуты назад, Кварк сказал:

Перераспределение напряжений происходит в сторону равновесного состояния. Метод описан ещё в совдепских книжках. 

 

Если Вам знаком обсуждаемый метод, поведайте под действием каких физических процессов происходит перераспределение напряжений?

[Кварк 125]

39 минут назад, IgorT сказал:

 

Если Вам знаком обсуждаемый метод, поведайте под действием каких физических процессов происходит перераспределение напряжений?

Знаком из книжек только. Как я понимаю, то можно провести аналогию с коробкой, где насыпаны камни разной величины. Если начнёте трести коробку, то под действием гравитации камни распределяться так, что наибольшая объёмная плотность смеси будет внизу, т. е. наиболее крупные всплывут на поверхность. Это будет удовлетворять минимальной энергии потенциальной, а значит можно считать это распоеление равновесным. Тут движущей силой является сила гравитации. 

В металле такой движущей силой будет являться сила, которая стремится ввести систему в равновесное состояние. Что-то наподобие силы, которая при тепломассообмене стремится массы перемешивать. Вибрация придаст отдельным объёмам кинетической энергии, благодаря которой они смогут преодолеть силы сопротивления и устремиться занять такое положение, которое будет приближаться систему к равновесному. 

Это моё виденье, правда) 

 

[IgorT 391]

29 минут назад, Кварк сказал:

...

Это моё виденье, правда) 

 

Я вот аналогично по аналогии с камнями пытался ранее представить сей процесс. Но металл не совсем камни. Камни они  перемещаются в пространстве, занимая положение согласно окружающей геометрии. Представить  подобное в металле мне не удаётся. Отсюда не понимание и сомнения в действенности метода.

Кто-нибудь практически проверял результаты?

Edited July 5 by IgorT

[Кварк 125]

3 минуты назад, IgorT сказал:

Камни они  перемещаются в пространстве, занимая положение согласно окружающей геометрии. Представить  подобное в металле мне не удаётся.

Там тоже перемещается. Только для перераспределения напряжений достаточно микросмещений. 

[Богоманшин Игорь 265]

Если сварную конструкцию на несколько лет спрятать на склад, то напряжения в ней чудесным образом пропадут (точнее, сильно уменьшатся).

Нагрев и/или вибрация ускоряют процесс движения дефектов кристаллической решетки - энергия.

[IgorT 391]

С нагревом понятно.  Для вибрации аналогия со щебнем?

Практические измерения кто-нибудь проводил самостоятельно?

[Genius_V40% 55]

05.07.2023 в 08:15, IgorT сказал:

Недавно узнал о таком способе вместо отжига. Почитал статьи в инете на тему. Толком не понял: на каком принципе работает этот метод? 

Есть у кого практический опыт его использования? Какие результаты наблюдаются?

Рамы под насосы (длина рамы около 3500 мм, ширина около 1500 мм) подвергаем низкочастотной виброобработке, вместо термообработки. Делаем такую обработку уже очень много лет, идея не нова, делаем по своей заводской инструкции, которую когда-то "утащили" с украинского гиганта им. Фрунзе.

 

[IgorT 391]

Результаты виброобработки проверяли? Сравнивали геометрию узла после вибро и его же после термобработки?

[Fedor 1,550]

05.07.2023 в 12:07, IgorT сказал:

Ну да. Когда услышал о сим чуде, то предложил начальству провести эксперимент по замеру геометрии сварных узлов после отжига и после виброобработки. Начальство пока молчит почему-то ...

Можно наклеить тензодатчики и потом вырезать. Называется метод освобождения.  Когда-то проделывал такое со сварными швами. Надежно работает... 

[IgorT 391]

Надёжно работает что? Тензодатчики или снятие напряжений виброметодом?

[Fedor 1,550]

Тензодатчики определяют остаточные напряжения . https://dokipedia.ru/document/5348756 

 

О вибрациях сомневаюсь... 

Edited July 6 by Fedor

[AlexKaz 1,756]

10 часов назад, IgorT сказал:

Для вибрации аналогия со щебнем?

Да. Перераспределяются атомы на стыках кристаллов в кристаллической решётке.

[IgorT 391]

8 часов назад, AlexKaz сказал:

Да. Перераспределяются атомы на стыках кристаллов в кристаллической решётке.

Это теория. Вы практические замеры проводили?

[AlexKaz 1,756]

47 минут назад, IgorT сказал:

практические замеры проводили?

Нет, мне только термообработка попадалась. За бугром практикуют, например, такое:

https://en.wikipedia.org/wiki/Vibratory_stress_relief

https://repository.lib.ncsu.edu/bitstream/handle/1840.20/30605/G1275.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Ru, L. P., Moverare, J., Avdovic, P., Billenius, A., & Chen, Z. (2014). Influence of Vibration and Heat Treatment on Residual Stress of a Machined 12%Cr-Steel. Advanced Materials Research, 996, 609–614. doi:10.4028/www.scientific.net/amr.996.609 

Цитата

Results from the XRD measurements are given in Fig. 2. The machining operation has induced tensile stresses in a thin surface layer and compressive stresses in a much thicker subsurface layer (Fig. 2(a)). The stress component in the feed direction (FD) decreases rapidly from 460 MPa to zero within a depth of 15 μm. The subsurface compressive zone extends to a depth of about 200 μm with a rather flat subsurface maximum of about -340 MPa at 35 to 75 μm below the surface. A slight different stress distribution is observed for the cutting direction (CD). While the surface tensile layer, 20 μm, is thicker, the surface tensile stress, 265 MPa, and the subsurface compressive peak, -313 MPa, are somewhat lower than those of the cutting direction. The existence of the out of plane shear stress parallel to FD causes a split in the d-sin2ψ distribution, which results in a larger experimental uncertainty for CD measurement up to 100 μm below the surface. On the other hand, the depth under stress is similar for both FD and CD and corresponds to the penetration depth of plastic deformation indicated by the FWHM curve. Such a characteristic residual stress distribution can be attributed to the surface plasticity causing a deep compressive residual stress zone in the surface, modified by a tensile residual stress field in a thin surface layer.

 

[vasillevich68 682]

19 часов назад, IgorT сказал:

Практические измерения кто-нибудь проводил самостоятельно?

Зачем Вам какие-то измерения проводить? Производитель чудо устройства позаботился об этом, сделал кучу фото "подтверждающих" эффективность метода

 

 

 

вот только маленький ньюансик, когда мне тычат такие фото, у меня создаётся впечатление, что меня держат за лоха

[Fedor 1,550]

https://en.wikipedia.org/wiki/Vibratory_stress_relief  =>   

Цитата

Эффективность вибрационного снятия напряжения весьма сомнительна. ^[4] Как правило, амплитуды деформации, достигаемые при снятии вибрационного напряжения, слишком малы, чтобы превысить критическое напряжение, необходимое для активации механической релаксации во время индуцированного низкоамплитудного многоциклового усталостного возбуждения вибраций преобразователя . Если бы амплитуды деформации были увеличены до уровня, достаточного для того, чтобы вызвать нестабильность остаточных напряжений, произошло бы усталостное повреждение. ^[5] [6] Для большинства применений к компонентам, требующим снижения остаточных напряжений, следует применять традиционные методики снятия напряжения

 

Цитата

VSR не принимается инженерным сообществом в целом как жизнеспособный метод ослабления или снижения остаточных напряжений в компонентах, которые в этом нуждаются. Для общего использования рекомендуются обычные методы релаксации остаточных напряжений.

:) 

Edited July 7 by Fedor