焊接殘余應(yīng)力，是焊接工程研究領(lǐng)域的重點(diǎn)問(wèn)題。涉及焊接的各種工程應(yīng)用中，都十分關(guān)注殘余應(yīng)力的影響。
由于焊接應(yīng)力將會(huì)直接影響焊接結(jié)構(gòu)焊后的承載能力或抵抗破壞的能力，為了防止與減小焊接殘余應(yīng)力，可從設(shè)計(jì)和工藝兩個(gè)方面著手。本文介紹了幾種焊縫殘余應(yīng)力的消除方法，比較了幾種方法在生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，提高了后續(xù)生產(chǎn)中塔架的強(qiáng)度。
通過(guò)近年來(lái)各風(fēng)電塔架生產(chǎn)廠家的實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，熱處理設(shè)備如加熱爐等設(shè)備投資大、時(shí)效周期約在8h 以上，能耗大，并且需要專用的爐體或大容量電源，這勢(shì)必會(huì)受到場(chǎng)地的限制。另外，熱處理還有燃料廢氣的排放，在如今嚴(yán)格要求環(huán)保的社會(huì)環(huán)境下，使用成本過(guò)高。振動(dòng)時(shí)效周期只有0.5 個(gè)小時(shí)左右，其能耗只有熱時(shí)效的5% 左右，在生產(chǎn)場(chǎng)地只需要有380V 的電源即可使用，除了有些許噪聲污染外并無(wú)其他污染源，相對(duì)較為友好。因此，近年來(lái)大多使用振動(dòng)時(shí)效來(lái)消除塔架、塔架與法蘭焊縫處的殘余應(yīng)力。
豪克能是新興的一種金屬加工技術(shù)，它利用激活能和沖擊能對(duì)金屬零件進(jìn)行加工，一次加工即可使零件表面達(dá)到鏡面并實(shí)現(xiàn)改性的創(chuàng)新性能量加工技術(shù)。豪克能焊接應(yīng)力消除設(shè)備的原理是利用大功率能量推動(dòng)沖擊工具以每秒2 萬(wàn)次以上的頻率沖擊金屬物體表面，由于豪克能的高頻、高效和聚焦下的大能量，使金屬表層產(chǎn)生壓塑性變形；同時(shí)豪克能沖擊波改變了原有的應(yīng)力場(chǎng)，產(chǎn)生一定數(shù)值的壓應(yīng)力，并使沖擊部位得以強(qiáng)化。通過(guò)外部的高頻沖擊，將能量輸入到焊縫金屬內(nèi)部，使內(nèi)部金屬晶粒發(fā)生滑移，增加了位錯(cuò)，從而增加了由于內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致金屬蠕變的難度，所以變形減少了，通過(guò)預(yù)制理想壓應(yīng)力，增加疲勞強(qiáng)度。在相對(duì)整體振動(dòng)時(shí)效技術(shù)來(lái)講，可以消除80% 以上的焊接應(yīng)力并且有效預(yù)防應(yīng)力腐蝕和焊接開(kāi)裂現(xiàn)象的功用。
綜上所述，豪克能消除應(yīng)力是最徹底的消除焊接應(yīng)力的方法。在風(fēng)電乃至大型鋼結(jié)構(gòu)焊接領(lǐng)域，如能夠正確地推廣使用，將在很大程度上提高焊縫的疲勞強(qiáng)度，對(duì)整體結(jié)構(gòu)性能也有更好的保障。
