由于振动时效后残余应力重新分布,导致宏观尺寸发生变化,通过检验振动时效前后工件尺寸精度的稳定性来确定时效效果。通常需要长期放置并 定期进行检测,且检测仪器要求精度较高以准确监 测到宏观尺寸的微小变化,该方法效率较低,不适合大规模采用。残余应力测试法:直接测试测量构件残余应力在振动前后的变 化情况,是评估振动时效效果的方法之一[41]。这种 方法可以定量判断残余应力的消除情况,能够定量 检测超声振动时效的效果。残余应力检测方法可分 为有损检测法和无损检测法。有损检测的测量原理是通过材料移除过程中 完全或部分释放应力时产生的位移来推断出原始 应力,这类方法依赖于变形量的测量,而变形量是 由于材料在移除试样的过程中导致残余应力的释 放形成的。常见的检测手段有切片法、轮廓法、盲 孔法、环芯法和深孔法等,其他不常用的还包括切 除法、分裂法、曲率法、剥层应变法、开槽法等。振动时效不受构件大小和材料的限制,从几十公斤到几十吨的构件都可以使用振动时效技术。苏州振动时效去除应力
振动频率一般选择在共振峰前沿,即工件的亚共振区,一般确定在共振峰高度的1/3~2/3所对应的频率范围内,,该工件的固有共振频率为4500r/min,共振时产生的较大振动加速度(峰值)为60.0m/s²,则对工件的振动时效频率就确定为工件的振动加速度值在20.0~40.0m/s²区域内所对应的频率。具体的确定方式有两种:手动调节,自动调节。首先将激振器频率调节到工件固有频率以下100r/min处,即4400r/min,观察控制器上加速度的值,然后再用手动慢慢升速,使加速度值升高在20~40m/s²范围内,具体掌握在多大的频率下,还要看工件的振动情况,若工件在共振状态时振动很激烈,则可选择在1/3~1/2范围内,若工件振动不是很激烈,则选择在 范围内。上海振动时效去除应力技术振动时效设备可以帮助设计师优化产品的结构和材料选择。
振动时效是用激振设备在构件残余应力集中处施加等幅交变循环激振力,构件在共振状态下获得较大的激振动应力,在某个方向上的合应力超过材料的屈服极限,该处会产生屈服变形,引起残余应力松弛并释放出来,使残余应力均匀分布。这种方法不只能有效地降低峰值残余应力,而且能使整体残余应力值下降。随着振动时效去应力工艺的普及,用振动时效消除和均化残余应力,稳定工件的尺寸精度逐渐成为机械加工各行业的一种标准工艺。但是残余应力也是分很多种类,振动时效可以消除哪些种类的残余应力呢?一、残余应力按按应力相互作用或平衡范围分类。二、按金属学分类。
振动时效是“锤击松弛法”(敲击时效)的发展。振动时效过程中,采用激振装置对应力工件施以循环载荷,利用周期性的动应力(激振力)与构件残余应力叠加达到材料的屈服应力,使构件共振并产生局部塑性变形,这种塑性变形往 往首先发生在残余应力较大处,使残余应力松弛和释放、尺寸稳定,从而达到时 效目的 。振动时效是热处理的补充和发展,可在很大范围内代替热处理。 振动时效可以解释为一个闭环控制的“激励-响应”振动体系。常用的“激励源”(激振器)是一个有偏心质量的电机,偏心块的旋转产生激振 力,可通过调节偏心距改变激振力大小。激振器与工件通过C型夹刚性固定。振动时效设备可以模拟不同的振动方向,如水平、竖直等。
振动时效处理了1500台蝶阀箱体类的焊接件,每台产品的焊接结构件平均质量约为0.5 吨,总计处理了约750 吨。公司购买了1 套振动时效设备,设备购置费为6万元,操作人员1人,4年累计工资额为8万元,振动时效设备每天耗电量为16 度,每度电按照0.8 元计,4 年累计使用电费为0.6 万元。4 年累计振动时效的总费用为14.6 万元。如果使用热时效,需要购买热时效炉,因为环境污染问题,不能使用燃煤热时效,只能使用电炉热时效。按照公司的产量,需要购买2 台100kW的电炉,设备投资约30 万元,电炉的用电量很大,其综合热时效成本为500 元/吨,处理750 吨工件,需要37.5 万元。4 年累计热时效的总费用需要75.5 万元。与热时效相比,振动时效可以节省60万元的时效费用,此外,采用振动时效后与热时效相比所节省的大量工时尚未计算在内,由此可见应用振动时效技术的经济效益是相当明显的。振动时效设备的控制系统可以精确地控制振动频率、振幅等参数。杭州振动时效去除应力
振动时效设备可以帮助对精密仪器等高精度产品进行测试。苏州振动时效去除应力
振动时效处理过的构件,需通过一定的评价 方法以表征其时效效果,具体指对残余应力的降 低、调控,构件抗变形能力的提高以及尺寸精度的 提高等[38]。现阶段,振动时效技术的理论基础仍有 待进一步研究,其效果难以精确测定,且没有统一 的标准。目前,已有参数曲线观测法、精度稳定性 检测法和残余应力测量法用于时效效果的评定。当构件中存在的残余应力幅值或分布发生改 变时,其自身振动状态将随之变化,因此通过测量振动时效过程中的实时振幅-时间曲线的变化及振幅-频率曲线振动前后的变化可以定性评估振动时效的效果。振动参数曲线可能发生的变化为:(a) 振幅时间(a-t)曲线上升后变平或曲线上升后下降之后变平;(b) 振幅频率(a-f)曲线振后的峰值升高;(c) 振幅频率(a-f)曲线振后的峰值点偏移;(d) 振幅频 率(a-f)曲线振后的谐振带宽变窄[39-40]。苏州振动时效去除应力
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