随着科技水平的不断进步和公司人员的不懈努力,我公司生产的震动时效时效设备已经越来越广泛的被应用于焊接、机加工、铸造、锻造等生产加工工序中。在人防工程、防爆电器、机床附件、矿山机械等领域更被视为品牌。
振动时效设备是利用共振原理降低和均化焊接,铸造,机床加工,机械制造过程中工件内部产生的残余应力。振动时效设备的应用有效的提高了被加工件的强度,减少变形,开裂的产生使工件精度更加稳定,,特别是在节约成本,缩短加工周期具有明显的收益效果。工件内部残余应力的存在一定程度上会导致一些不良现象的出现,,主要表现出微观的裂纹,锈蚀加重导致工件设备存在隐患,在机械设备表现为明显,为了消除工件设备内部残余应力厂家多采用自然时效,热时效,振动时效,超声波冲击时效等,后两者时效方法优势为明显,沈阳振动时效仪从一定程度上达到了消除和均化残余应力的目的。
残余应力的存在,一方面使工件会降低强度,工件在制造时产生变形和开裂等工艺缺陷。另一方面工件在制造使用后会慢慢的降低金属材料的疲劳强度,焊接处锈蚀,腐蚀加重,从而造成使用中的质量问题,因此残余应力的消除有着很重要的意义。
振动时效之所以能够部分地取代热时效,是由于该项技术具有一些明显的特点。 振动时效的几个重要参数是:“支撑点、振型、激振点、加速度、固有频率、时间”其中振动加速度、共振频率、共振时间是 决定工艺效果的主要参数。
1.适用性强
由于设备简单易于搬动,因此可以在任何场地上进行现场处理。它不受构件大小和材料的限制,从几十公斤到几百吨的构件都可使用振动时效技术。特别是对一些大型构件无法使用热时效处理时,振动时效就具有更加的性。
2.节省成本
振动时效只需30分钟即可进行下道工序。而热时效至少需一至二天以上,且需大量的煤油、电等能源。因此,相对于热时效来说,振动时效可节省能源90%以上,可节省费用90%以上,特别是可以节省建造大型焖火窑的投资。
3.机械性能显著提高
经过振动处理的构件其残余应力可以被消除20%~80%左右,高拉应力区消除的比低应力区大。因此可以提高使用强度和疲劳寿命,降低应力腐蚀。可以防止或减少由于热处理、焊接等工艺过程造成的微观裂纹的发生。可以提高构件抗变形的能力,稳定构件的精度,提高机械质量。
从宏观角度分析,振动时效使零件产生塑性变形,降低和均化残余应力并提高材料的抗变形能力,无意识导致零件尺寸精度稳定的基本原因。从分析残余应力松弛和零件变形中可知,残余应力的存在及其不稳定性造成了应力松弛和再分布,使零件发生塑性变形。故通常采用热时效方法以消除和降低残余应力,特别是危险的峰值应力。振动时效同样可以降低残余应力。零件在振动处理后残余应力通常可降低30~55%,同时也使峰值应力降低,使应力分布均匀化。除残余应力值外,决定零件尺寸稳定性的另一种重要因素是松弛刚性,或零件的抗变形能力。
振动时效消除构件残余应力技术及其发展
构件在经过焊接、切削、热处理等一系列加工制造工艺后,其内部不可避免地会产生残余应力,影响构件的尺寸稳定性、精度、疲劳强度以及机械加工等性能,甚至促进构件内部的裂纹萌生、扩展以及应力腐蚀。
因此需要采用不同的时效方法来调整构件内部的残余应力分布状态,消除构件内部的峰值应力,从而达到消除和均化构件内部残余应力的目的。
热时效是在合适的温度下,对工件进行退火或回火处理,可以很好地起到消除残余应力的目的。作为传统工艺,热时效能够很好地对工件中残余应力进行消除,并能一定程度上改善材料特性。然而,热时效需要的加热炉,费用高(通常1~1.2万元/m2),能耗高,生产成本高,污染大。并且炉内温度不均匀,容易产生新的变形和二次应力。
振动时效技术起源于对锤击法消除构件局部残余应力的实践摸索,早于1906年由美国物理学家J.W.Stratt提出并取得专利,发展至今仅有百余年历史。有别于传统热时效,振动时效的宏观机理是通过动应力与残余应力的叠加大于材料的屈服极限,是一种非热的残余应力消除与均化方法,不产生氧化皮与热变形的同时,具有能耗低、占地小、时间短,对处理材料的限制少等特点,因此具有可观的经济效益与应用价值。