振动时效设备的组成
一套完整的振动时效设备是由主控制箱、激振器、拾振器、打印系统、弹性胶垫、附属装卡工具及相关连接线组成。设备的每部分均属设计尤其各连接线插头都有所区别,连接时按照插头的指示链接一般不会插错,凡需拧紧的部位需拧紧防止振动过程中松动,影响使用效果。
振动焊接技术
焊接构件的振动时效技术是对已焊接成型的构件进行振动处理,用以降低和均化由於焊接造成的残余应力。而振动焊接是首先将被焊部件进行振动,且边振动边焊接,直到焊完为止。这种振动是在一定频率范围内的轻微振动,其作用如下:首先,当焊缝金属在熔溶状态时,振动可以使组织发生变化,晶粒得以细化。焊缝晶粒细化必将使材料力学性能得到提高;其次在有温度作用下,焊缝处材料屈服极限很低,因此振动很容易使热应力场得到缓解,极易发生热塑性变形,而释放受约束应变,使应力场梯度减少,故使后的焊接残余应力得到降低或均化;第三由于振动,在结晶过程中使气泡杂质等容易上浮,氢气易排除,焊缝材料与母材过渡连接均匀、平缓,降低应力集中,提高焊接质量。因此振动焊接可以有效地防止焊接裂纹和变形,提高构件的疲劳寿命,增强机械性能。
振动焊接技术是在振动时效技术基础上发展起来的。但振动焊接技术的作用明显优於振动时效技术。振动时效技术是在构件焊好后使用的处理技术,只能对焊接残余应力起到降低和均化作用,而振动焊接技术从焊接开始就起到细化晶粒的作用,接着在热状态下通过热塑性变形来调整应变而降低残余应力。因此,可以说振动焊接从一开始就起到了防止焊接裂纹和减少变形的作用。提高焊接质量是优於振动时效技术的突出优点。做为振动焊接,它并不要求构件必须达到共振状态,只要达到某一频率范围内且具有一定的振幅就可以,因此振动焊接技术可以在任何构件上应用。特别是在大型结构件焊接修复时,振动焊接就完全可以实现,焊后不再使用热时效处理。
在这里必须说明的是“振动焊接技术”包括两个方面,即“焊接技术”与“焊接振动技术”两个内容。这里说的“焊接技术”就是正常的焊接技术,而“焊接振动技术”就是在焊接过程中根据不同构件施加一种不同参数的机械振动。这一章就是研究关於“振动焊接”的作用和“振动焊接”的工艺参数选择原理。
转数范围:2000 R/Min-8000 R/Min;
激振力调整范围:0-50KN;
电机额定功率:1500W;
适宜处理工件重量:≤100吨
稳速精度:±1R/Min;
加速度量程:0-50.0g;
电机额定电流:13A;
电机额定电压:150V;
供电电源电压:交流220V±10%,50HZ±4%;
绝缘等级:E级;
工作条件:环境温度:-10℃—+40℃;相对湿度:不大于80%(25℃)
板型构件的振动时效工艺
图7-5是我公司为某钢厂生产的料箱底座进行振动时效处理的示意图,该见得轮廓尺寸为7500*6300*210mm,为焊接结构件,重量8600Kg.
经扫频处理得该件的一阶固有频率为4520r/min,共振峰值为52.0m/s,我们选择峰值高度52.0m/sde 2/3所对应的转速4479r/min,振动处理17分钟,在振动处理过程中节线明显,振动时效完全达到JB/T5926-2005标准,从而为该厂解决了一大难题。
图8-5 料箱底座振动时效示意图
振动消除应力系统技术参数
转数范围:2000 R/Min-8000 R/Min;
激振力调整范围:0-50KN;
电机额定功率:1500W;
适宜处理工件重量:≤100吨
稳速精度:±1R/Min;
加速度量程:0-50.0g;
电机额定电流:13A;
电机额定电压:150V;
供电电源电压:交流220V±10%,50HZ±4%;
绝缘等级:E级;
工作条件:环境温度:-10℃—+40℃;相对湿度:不大于80%(25℃)
振动参数曲线法
一项振动时效工艺是否成功,其后的检测方法应是残余应力的变化率和尺寸精度保持性的测试。但是振动处理过程中采用上述两种参数是不可能的,它是需要长时间和复杂的测试过程。通常在实际生产应用的控制过程中往往采用振动时效前后幅频特性参数曲线和振幅-时间参数曲线测试法并按JB/T5926-91标准中第4.1条款或JB/T10375-2002标准中的第6.2条款验收来实现的。
(a) 幅频特性曲线扫描法
图6-1幅频特性曲线二次扫描图
(图中实线为振前所测曲线、虚线为振后所测曲线)
在振动处理过程中随着残余应力的下降,构件的内阻尼减小,所以在幅频特性曲线上所表现出的是固有频率的下降,(如图6-1中所示f1变为f1′)、共振峰值的增高、频带变窄。振动处理前测得的幅-频特性曲线和振后幅频特性曲线对比可求出各参数的变化量△f,△h和△u。经过多个试件处理后可把这些变化量的统计值确定下来。这样就可在生产应用时进行监测。
如果生产中所得的参数变化与确定的数值相近,说明振动处理的效果已达到。如果远远偏小,说明效果欠佳,尚需在激振参数(主要是激振力)上做适当调整,或支承方式上需做调整。
总之,幅-频特性曲线监测法是国内外普遍采用的较为成熟的方法。
(b)振幅-时间曲线监测法
幅-频特性曲线是振动处理的前后进行的,且频率在不断的改变。有时为了获得更好的曲线。这要比前一种方法更为简单,它既可以通过振幅的变化来控制振动处理的有效时间,又可以通过振幅的变化量来监测残余应力的变化情况。
振动消除应力系统技术参数
转数范围:2000 R/Min-8000 R/Min;
激振力调整范围:0-50KN;
电机额定功率:1500W;
适宜处理工件重量:≤100吨
稳速精度:±1R/Min;
加速度量程:0-50.0g;
电机额定电流:13A;
电机额定电压:150V;
供电电源电压:交流220V±10%,50HZ±4%;
绝缘等级:E级;
工作条件:环境温度:-10℃—+40℃;相对湿度:不大于80%(25℃)
第六章 振动时效效果的判定方法
检验振动时效的效果实际上就是检验工件中残余应力是否得以消除和均化,目前对残余应力的测试方法很多,但总的分为两大类。一类是定量测试:如盲孔法、X射线法、磁测法、喷砂打孔法、切割法、套环法等。一类是定性测试:如振动参数曲线法、尺寸精度稳定性法等。本章着重一讲振动曲线法,其它方法都有专门介绍,在此就不再详谈。
振动消除应力系统技术参数
转数范围:2000 R/Min-8000 R/Min;
激振力调整范围:0-50KN;
电机额定功率:1500W;
适宜处理工件重量:≤100吨
稳速精度:±1R/Min;
加速度量程:0-50.0g;
电机额定电流:13A;
电机额定电压:150V;
供电电源电压:交流220V±10%,50HZ±4%;
绝缘等级:E级;
工作条件:环境温度:-10℃—+40℃;相对湿度:不大于80%(25℃)
序号 产品名称 单位 数量 备注
1 振动消除应力设备主机 台 1
2 激振器 台 1
3 拾振器 只 1
4 移动操作台 台 1
5 橡皮垫 只 4
6 弹簧钢卡具 只 2
7 电机控制线 组 1
8 随机工具一套 套 1
9 拾振器传感信号线 根 1
10 电源线 根 1
11 热敏打印纸 卷 9
12 培训资料 套 1
13 保险管 只 10
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