本文主要介绍了种消除应力的方法-超声波时效法，为了体现其在消除残余应力方面的优势，与振动时效法进行了相关的对比试验。

试验工件采用某型轮式装载机的动臂，消除的焊缝为动臂板与动臂横梁连接处的环形角焊缝。件动臂利用超声波去应力设备消除焊缝处的残余应力，件用振动时效设备消除焊缝处的残余应力。试验，利用盲孔法分别在两件动臂的焊缝中心和热影响区处测量其焊接残余应力，焊缝中心和热影响处各测三点。

试验过程中采用聚航科技的JH-Q50超声波去应力设备对整条焊缝进行冲击处理，处理单条焊缝的时间大约为10min。处理后利用盲孔法对处理后焊缝处的残余应力进行测量。

为了对比，在另件动臂上采用振动时效工艺消除焊缝处残余应力。激振点选在动臂板端。振动时间为25min，振动完成后，利用盲孔法测量焊缝中心和热影响区处的残余应力。

试验结果及分析

从处理后动臂焊缝处残余应力对比数据可以看出，超声波冲击后的动臂、焊缝中心和热影响区处的残余应力均由原来的拉应力变为压应力；振动时效后的动臂、焊缝中心和热影响区处的残余应力还是拉应力。从消除率对比数据可以看出，经超声波冲击处理的焊缝，其残余应力均由压应力变为负的拉应力，消除率均在100%以上；经振动时效处理的焊缝，其残余应力在处理后均为正的拉应力，消除率在30%-50%。

研究认为，焊接残余拉应力的存在不仅影响焊缝和钢结构的疲劳强度，同时对疲劳寿命也有明显的影响。尤其是对于焊缝或钢结构中存在缺陷的情况，残余拉应力的存在会加速其失效的过程。但是当焊缝中的残余应力为压应力时，其对焊缝的疲劳寿命则是有益的，残余压应力的存在会减弱应力集中的程度，限制或阻碍裂纹的形核及扩展。因此，在制定消除焊缝残余应力工艺时，不仅需要安全消除残余拉应力，还要考虑植入部分压应力。通过以上试验数据，可见超声波时效处理焊缝残余应力的效果要明显优于振动时效。

综合生产效率、成本等方面的因素，在批量生产过程中，可以采用振动时效和超声波时效相结合的工艺，即先用振动时效对工件进行整体消除应力处理。而后，针对工件中的关键焊缝继续采用超声波时效方法消除应力，植入有益的压应力，以达到效率、效益和质量的完美结合。

原创作者：南京聚航科技有限公司