时效是消除机械加工零件残余应力的基础工艺。时效振动机在70年代起源于美国,后来在德国、英国、法国得到了广泛的应用,我国从80年代初开始引进使用时效振动机工艺。由于时效振动机是一种、节能、环保及低成本的时效方法,与传统的热时效和自然时效相比,时效振动机具有生产周期短,场地简单灵活方便,生产费用低,无环境污染等优点。由于时效振动机的无比的性,又适应现代工业对能源和环保的要求,应用时效振动机是企业改进传统工艺提高市场竞争力的佳选择,目前在某些方面已取代了传统的热时效和自然时效。
时效振动机重要的几个参数是:“支撑点、振型、激振点、拾振点、加速度、固有频率、时间。”其中振动加速度、共振频率、共振时间是决定时效工艺效果的主要参数。时效振动机的实质,是在工件的低频亚共振点,稳定地亚共振振动15-30分钟左右,使共振峰出现变化,内部发生微观的弹性塑性力学变化,从而实现时效目的。时效振动机记录和打印的时效曲线、振前和振后扫频曲线,直观科学准确地反映了时效振动机的实质。这种参数曲线观测法,是评定时效振动机工艺效果的快速科学的方法。除此还可以结合工艺,用静态观测法,盲孔法,与热时效对比法来判断效果。
振动时效处理是工程材料常用的一种消除其内部残余内应力的方法,是通过振动,使工件内部残余的内应力和附加的振动应力的矢量和达到超过材料屈服强度。时效振动机的特点:
1.时效效果好
2.灵活性强
3.解决了热时效炉窑的环境污染问题
4.投资少
5.节能显著
6.
7.特别时候不宜高温时效的材料和零件的消除应力处理
时效振动机技术,国外称之为“VibratingStressRelief”简称“VSR”,旨在通过的时效振动机,使被处理的工件产生共振,并通过这种共振方式将一定的振动能量传递到工件的所有部位,使工件内部发生微观的塑性变形――被歪曲的晶格逐渐回复平衡状态。位错重新滑移并钉扎,从而使工件内部的残余应力得以消除和均化,终防止工件在加工和使用过程中变形和开裂,工件尺寸精度的稳定性。
时效振动机由于时效效果好、对工件的尺寸稳定性强、经济实用、投资少、节能显著等优点,逐渐取代传统的自然时效和热时效越来越广泛的应用于实践中。在工件的铸造、焊接、锻造、机械加工等制造过程中,工件内部会产生残余应力。残余应力的存在必然会导致工件变形、开裂,严重影响了工件的尺寸稳定性,降低工件的疲劳寿命。
数码时效振动机技术作用
1、经时效振动机处理的构件其残余应力可以消除20%至80%。特别是对分布及其不均匀的焊接残余应力,可以得到明显的均化和降低。
2、由于残余应力的均化和降低,使结构尺寸稳定而提高构件精度的保持性。特别是在铸件上效果比较明显。这也是目前国内外较多使用数码时效振动机技术的一个原因。
3、目前的研究已经可以证明,数码时效振动机技术在提高焊接构件疲劳寿命的效果上与热时效相当。
数码时效振动机主要有激振器、传感器、控制器三部分组成。激振器激振器主要有调速电机、偏心块和偏心箱组成,电机的转速及升降的速度是由控制器来控制的,电机内部带有测速装置,将电机的实际转速测定后输给微机,以实现对电机的转速反馈控制,工作的时效振动机处理。电动机带动偏心量可调的偏心块运转,产生一定的周期激振力,激振力通过偏心箱作用在被时效的工件上,以实现对工作的时效振动机处理。所以激振器是时效振动机的执行部分,对工件进行时效振动机处理。
相比较而言,尽管在消除应力方面、振动焊接起到一定的作用,但其毕竟振动很小,产生的动应力不大,因此消除主应力的效果是赶不上时效振动机的效果更好。从这一点出发,对于大型构件建议工艺规程应是振动焊接与时效振动机同时采用:即阶段在焊接过程中采用振动焊接、第二阶段采用时效振动机处理这将是佳工艺规程。
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。