Restspannung ist ein instabiler Spannungszustand, der in Titanlegierungsmaterialien und Strukturbauteilen nach dem Schweißen oder der mechanischen Bearbeitung herrscht. Wenn das Produkt äußeren Kräften ausgesetzt wird, interagiert die aufgebrachte Spannung mit der Eigenspannung, was zu einer plastischen Verformung an bestimmten lokalen Stellen und einer Umverteilung der inneren Spannung führt. Sobald die äußere Kraft entfernt wird, erfährt das gesamte Objekt eine Verformung. Eigenspannungen wirken sich erheblich auf die Ermüdungsfestigkeit, die statische Festigkeit und die Korrosionsbeständigkeit des Werkstücks aus, was zu Herstellungsfehlern wie Verformung und Rissbildung führt und somit die Lebensdauer der Teile verringert. Darüber hinaus ist die Eigenspannung ein wesentlicher Faktor, der die Maßhaltigkeit von Teilen beeinflusst.
Derzeit können herkömmliche Methoden zur Messung der Restspannung in mechanische Freisetzungsmessmethoden und zerstörungsfreie Messmethoden eingeteilt werden. Bei den Methoden zur Messung der mechanischen Entlastung wird das Bauteil mit Restspannung vom Strukturteil getrennt oder herausgeschnitten, um die Spannung abzubauen, und anschließend werden die Dehnungsänderungen gemessen, um die Restspannung zu bestimmen. Obwohl diese Methode gewisse Schäden oder Zerstörungen am Werkstück verursacht, verfügt sie über eine hohe Messgenauigkeit, eine gut entwickelte Theorie und ausgereifte Technologie und wird immer noch häufig verwendet. Es umfasst hauptsächlich die Bohrmethode, die Ringkernmethode und die segmentierte Schneidmethode, wobei die Methode mit flachem Sackloch den geringsten Schaden verursacht. Zu den zerstörungsfreien Messmethoden, auch bekannt als physikalische Nachweismethoden, gehören die Röntgenmethode, die Röntgenbeugungsmethode, die Neutronenbeugungsmethode, die Methode der akustischen Rasterelektronenmikroskopie, die Methode der elektronischen Speckle-Muster-Interferometrie, die Ultraschallmethode und die magnetische Methode usw. Diese Methoden verursachen keine Schäden am Prüfstück, sind jedoch kostspielig und erfordern teure Ausrüstung. Unter ihnen sind die Röntgenmethode und die Ultraschallmethode relativ ausgereift. Die Röntgenmethode ist genau und zuverlässig und kann am ursprünglichen Messpunkt wiederholt werden. Es ist am effektivsten, wenn sich die Spannung in einem kleinen Bereich stark ändert. Die Ultraschall-Spannungsmessung basiert auf der Theorie der Akustoelastizität und nutzt das Phänomen der akustischen Doppelbrechung in beanspruchten Materialien. Wenn keine Spannung vorliegt, ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallwelle in einem isotropen elastischen Körper anders als unter Spannung. Der Zusammenhang zwischen Ultraschallwellengeschwindigkeit und Spannung wird zur Messung der Eigenspannung verwendet.
Das Unternehmen verwendet die Röntgenmethode, um die Restspannung in den Schweißnähten von aus Titanlegierungen geschweißten Strukturbauteilen für Schiffsausrüstung zu ermitteln. Die Restspannung an der Schweißposition beträgt im geschweißten Zustand 200 MPa, und nach einer Spannungsarmglühbehandlung bei 600 Grad/2 Stunden beträgt die Restspannung 90 MPa, was einen signifikanten Effekt bei der Beseitigung von Restspannungen zeigt.
