发布时间:2023-12-27
测力传感器残余应力稳定性处理方法主要包括热处理法和机械法两种途径。在制造工艺流程中,除了常用的温度老化和电老化处理外,还可以采用以下方法进行处理。其中,热处理法主要包括反向淬火法、热循环法、冷循环法和温度-时间法。
反向淬火法是一种常用的方法,可以将铝合金力传感器的弹性元件放置在-196℃的液氮中12小时,在高速注入蒸汽或沸水中进行绝缘。这种方法通过裂纹和急性热产生的应力以相反的方向相互抵消,从而实现残余应力的松弛。实验结果表明,液氮-高速蒸汽法和液氮-沸水法可以降低残余应力分别达到84%和50%的效果。
另一种热处理法是冷热循环法,通过将样品进行-196℃x4h/190°C×4.3个循环的稳定处理,可以使残余应力降低约90%,同时保持组织结构的稳定性,塑性变形处于痕态,尺寸也更加稳定。这种方法的松弛效应主要是由于原子的热运动能量随着加热而增加,使得网络的畸变减小或消失,内应力减小。此外,冷热温度梯度产生的热应力与残余应力相互作用并重新分布,也有助于降低残余应力。
恒温时效法是另一种热处理法,通过在规定的高温下恒温一定时间,可以消除机械处理和热处理产生的残余应力。例如,对于LY12硬质铝合金,高温恒温20℃规定时间,可以降低50%的残余应力。
除了热处理法,还可以采用机械法进行稳定性处理。机械法主要在测力传感器电路补偿与调整以及防护密封后基本形成产品时进行。其中,脉动疲劳法、超载静压法和振动时效法是常用的机械处理方法。
脉动疲劳法是将力传感器安装在低频疲劳试验机上,施加最大额定负载或额定负载的120%,以每秒3至5个周期的频率执行5000至10000个周期。这样可以有效消除弹性元件、应变片和粘结层的残余应力,从而提高零点的稳定性和灵敏度。
超载静压法理论上适用于所有测量范围,但在实际应用中,主要适用于小型铝合金力传感器。该方法通过在力传感器上施加125%的标称载荷,或者在特殊载荷装置中施加110%的标称载荷24小时,来消除残余应力,提高零点和灵敏度的稳定性。铝合金力传感器由于结构简单、成本低、超负荷静压处理效果好等优点,因此被广泛采用。
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