振动时效设备对残余应力的影响 。零件内部的残余应力是使其尺寸精度不稳定的主要原因。影响稳定性的不仅是残余应力数值的大小,应力分布的均匀性也有着重大的影响。振动时效设备对减少和均化残余应力皆有良好作用,残余应力消除率在30%-80%。
大量的研究和实际应用证明,振动时效对工件的时效效果好于烧煤、重油或煤气的热时效炉,而基本与电炉的时效效果相近,因为振动时效不仅克服了热时效炉温不均而造成消除应力不均匀之难题,而且避免了工件因加热而降低其抗变形能力和二次热应力的影响,所以一般经振动时效处理的工件较一般热时效处理的工件的尺寸稳定性可提高30%以上。
振动时效(VSR)就是在激振设备周期性——激振力的作用下在某一频率使金属构件共振,形成的动应力使构件在半小时内进行数万次较大振幅的亚共振振动,使其内部残余应力叠加,达到一定数值后,在应力集中处,会超过屈服极限而产生微小的塑性变形,降低该处残余应力,并强化金属基体;而后振动在其余应力集中部分产生同样作用,直至不能引起任何部分塑性变形为止,从而使构件内残余应力降低和重新分布,处于平衡状态,提高材料的强度。构件在后序安装使用中,因不再处于共振状态,不承受比共振力更大外力作用,振后构件不会出现应力变形。
振动时效设备的构造和工作过程详解
机械加工过程中,为了零件在毛坯或粗加工情况下仍然具有的切削性能,需要对毛坯或粗加工的轴类零件进行消除内部剩余应力的处理。这种消除内部剩余应力的处理技能主要有两种,一种是调质处理,另一种是振荡时效消除应力。其中,振荡时效处理是经过振荡的方法给轴类零件施加一个动应力,当施加的动应力与轴类零件自身的剩余应力叠加后,到达或材料的微观屈从极,轴类零件就会发生微观或宏观的部分、全体的弹性塑性变形,一起下降并均化轴类零件内部的剩余应力,终究到达避免轴类零件在车削等精加工工序及投入使用后的变形与开裂,稳定轴类零件的尺寸与几许精度。 现在,对包括轴类零件在内的零件进行振荡时效处理的遍及方法是,将毛坯或粗加工好的零件从机床上卸下,搬移至振荡时效处理场地、放置在具有必定弹性的支撑体上,再将激振器安装在被处理零件上、经过激振器对被处理零件输出消除内部剩余应力的激振力,待振荡时效处理好后,再将零件搬移至对应机床进步行相应的精加工。
随着科学技术的不断发展,振动时效设备已经广泛应用于各个行业当中了,不管是大型的工业生产还是小型的,投入的使用都是很好的。在发动机上的使用已经成为一种趋势,通过相关数据统计,该产品能够消除焊接应力九工设备*达到对航空发动机焊接构件消除残余应力的要求,并可以应用到发动机的生产和维修中。
从宏观的角度分析,时效振动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,无疑是导致零件九工尺寸精度稳定的基本原因。由时效振动的加载试验结果可知,时效振动件的抗变形能力不仅未经时效的零件,也经热时效处理的零件。
从微观方面分析,时效振动可视为一种以循环载荷的形式施加于零件上的一种附加的动应力。从错位、晶格滑移等金属学理论上解释,其主九工要观点是时效振动处理九工过程实际上是通过在工件的共振状态下,给九工工件的每一部位(晶格)施加一定的动能量,如果施加的这个能量值与微观组织本身原有的能量值之和,足以克服微观组织周围的井势(恢复平衡的束缚力),则微观区域必然会产生塑性变形,使产生残余应力的歪曲晶格得以慢慢地恢复平衡状态,使应力集中处的错位得以滑移并重新钉扎,达到消除和均化残余应力的目的。