X射線檢測(cè)殘余應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)及意義

殘余應(yīng)力的產(chǎn)生原因眾多，分布復(fù)雜、且檢測(cè)困難，在航空、航天、兵器等行業(yè)的機(jī)械加工領(lǐng)域中，殘余應(yīng)力是對(duì)工件的尺寸穩(wěn)定性、應(yīng)力腐蝕、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及疲勞壽命等指標(biāo)的主要影響因素之一，同時(shí)也是引起變形、開裂等問題的罪魁禍?zhǔn)住?/span>

殘余應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)及其特點(diǎn)

現(xiàn)有的殘余應(yīng)力測(cè)量方法主要包括有損檢測(cè)(機(jī)械法)與無損檢測(cè)(物理法)兩大類：前者對(duì)試件具有一定破壞性，通過應(yīng)力釋放的方式可以測(cè)得第一類殘余應(yīng)力，主要包括盲孔法、剝層法、取條法、切槽法等；后者為非破壞性的檢測(cè)方式，包括激光干涉法、云紋分析法、X射線衍射法、中子衍射法、磁應(yīng)力法和超聲法等。

X射線法具有原理成熟(通過測(cè)量晶格間距變化求出應(yīng)力大小)、方法完善、可重復(fù)測(cè)量、測(cè)試精度高、無損等優(yōu)點(diǎn)，可現(xiàn)場(chǎng)操作并繪制應(yīng)力云圖，為目前先進(jìn)、無損、可靠，切實(shí)可行的殘余應(yīng)力測(cè)定方法，在殘余應(yīng)力無損檢測(cè)領(lǐng)域具有廣泛性，有助于進(jìn)行工藝實(shí)施前后的效果驗(yàn)證：

1. 不改變材料狀態(tài)，屬無損測(cè)量

2. 通過與其它材料剝離、電解拋光方法配合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)殘余應(yīng)力的逐層測(cè)定，適用于精確測(cè)定應(yīng)力沿層深的分布

3. 通過多點(diǎn)多向測(cè)量，可繪制工件應(yīng)力分布的完整云圖

4. 應(yīng)力測(cè)量值指導(dǎo)并修正CAE的應(yīng)力仿真值，可以相對(duì)準(zhǔn)確、全面的掌握工件在各個(gè)加工環(huán)節(jié)的應(yīng)力狀態(tài)，并引申得到加工變形情況

不同階段殘余應(yīng)力檢測(cè)的價(jià)值

由于鍛、軋、鑄毛坯的成型過程與工藝方法、工藝參數(shù)等因素，殘余應(yīng)力幾乎存在于工藝的每個(gè)流程。任何階段產(chǎn)生塑性流動(dòng)(塑性變形)都會(huì)導(dǎo)致零件中殘余應(yīng)力的狀態(tài)發(fā)生變化。因此，在各個(gè)階段進(jìn)行殘余應(yīng)力檢測(cè)，有利于把控工件制造的整體質(zhì)量，便于發(fā)現(xiàn)變形原因。

比如毛坯階段，加工工藝定型后，毛坯殘余應(yīng)力的大小和分布規(guī)律直接影響最終加工完成后零件的尺寸變形。同批次零件毛坯的應(yīng)力水平和一致性是加工合格率的關(guān)鍵。這個(gè)階段進(jìn)行應(yīng)力檢測(cè)，可從基本上發(fā)現(xiàn)問題，以免殘次毛坯再加工，造成巨大浪費(fèi)。

在工件加工階段，殘余應(yīng)力檢測(cè)可以在制造早期發(fā)現(xiàn)可能有缺陷的部件，并有效縮短識(shí)別問題的時(shí)間和重新制造部件的成本。對(duì)于一些創(chuàng)新性強(qiáng)的公司來說，甚至可以根據(jù)殘余應(yīng)力檢測(cè)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)大數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)不同應(yīng)力值對(duì)工件的影響規(guī)律，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)控組件中的應(yīng)力，以此了解何時(shí)制造設(shè)備需要維護(hù)甚至更換刀具等。

在工件加工制造過程中測(cè)量殘余應(yīng)力，另一個(gè)好處是能夠優(yōu)化工藝順序，以便使成品部件中具有完好的殘余應(yīng)力狀態(tài)。許多熱處理過程可以緩解或消除零件的應(yīng)力，如果在高應(yīng)力操作之前可以進(jìn)行熱處理，則可能更好地減少或消除部件中的翹曲現(xiàn)象。

工件服役階段，殘余應(yīng)力檢測(cè)同樣具有很高的價(jià)值。工件投入使用后，應(yīng)力可能會(huì)有所消退。在日常維護(hù)期間，對(duì)高負(fù)載應(yīng)力的零件進(jìn)行檢測(cè)，可以有效評(píng)估零件壽命，進(jìn)行失效評(píng)估，長(zhǎng)此以往，可以根據(jù)應(yīng)力自然值判斷是否需要維修或更換零件。

意大利GNR公司是一家老牌歐洲光譜儀生產(chǎn)商，其X射線產(chǎn)品線誕生于1966年，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的技術(shù)開發(fā)和研究，能夠為各種應(yīng)用開發(fā)分析程序，提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，并通過其售后網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)提供咨詢和客戶支持。

STRESS-X殘余應(yīng)力分析儀的設(shè)計(jì)旨在為實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)使用的制造過程中的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制實(shí)踐提供快速、可靠的解決方案。 它易于使用，但同時(shí)又能夠滿足大多數(shù)客戶的苛刻要求。其優(yōu)點(diǎn)包括：

STRESS-X殘余應(yīng)力分析儀能夠?qū)θ魏纬叽绾托螤畹臉悠愤M(jìn)行無損分析殘余應(yīng)力檢測(cè)，這要?dú)w功于其衍射單元安裝在6軸機(jī)械臂上。STRESS-X單元包括通過X射線衍射進(jìn)行殘余應(yīng)力或殘余奧氏體測(cè)量所需的所有條件。

在標(biāo)準(zhǔn)版本中，機(jī)械臂和相關(guān)附件安裝在堅(jiān)固的鋼制手推車上，該手推車裝有所有控制電子設(shè)備，用于管冷卻的水冷卻器和個(gè)人計(jì)算機(jī)等。STRESS-X可以在距機(jī)械臂中心895 mm的距離下測(cè)量位于平臺(tái)上的樣品或?qū)C(jī)械臂移出平臺(tái)來檢測(cè)大型樣品。