汕头频谱振动时效

从宏观角度分析振动时效使零件产生塑性变形，降低和均化余应力并提高材料的抗变形能力，无疑是导致零件尺寸精度稳定的基本原因。从分析余应力松驰和零件变形中可知，余应力的存在及其不稳定性造成了应力松驰和再分布，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余应力，特别是危险的降值应力，振动时效同样可以降低余应力，零件在振动处理后余应力通常可降低30—80%，同时也使峰值应力降低使应力分布均匀化。     从微观方面分析振动时效可视为一种以循环载荷的形式施加于零件上的一种附加动应力，众所周知工程上采用的材料都不是理想的弹性体，其内部存在着不同类型的微观缺陷，铸铁中更是存在着大量形状各异的切割金属基体的石墨。故而无论是钢、铸铁或其他金属，其中的微观缺陷附近都存在着不同程度的应力集中，当受到振动时，施加于零件上的交变应力与零件中的余应力叠加。当应力叠加的结果到一定的数值时，在应力集中严重的部位就会超过材料的屈服极限而发生塑性变形。这种塑性变形降低了该处余应力降值，并强化了金属基体，而后振动又在一些应力集中较严重的部位上产生同样作用，直至振动附加应力与余应力叠加的代数和不能引起任何部位的塑性变形为止，此时振动便不再产生消除和均化余应力及强化金属的作用。振动平台振动时效工艺     对于一些中、小件，如果单个进行振动时效处理，肯定是令人的事，这时您可以考虑采用振动台式的方式。关于振动台得设计问题是一个非常复杂的问题，既不懂振动时效原理，又对理论学知之甚少的人是难以胜任的。我曾遇到过多次这样的事情，有限是振动时效设备生产厂家的人员和用户讲，您们焊块大钢板，把工件紧在上面就可以了，结果用户这样做了，但起不到效果。在去年被邀请到一家钢铁厂去帮助解决问题。他们提出了用振动台处理构件加工后变形仍很大，我看过他们的振动台后，告之他们问题就在振动台上，在振动处理时工作台得刚度很明显的小于工件的刚度，这样激振器的能量（或者说动应力）怎么能通过工作台加工到工件上呢？后来帮助他们重新设计，修改。效果就不一样了，完全合格。     总结起来说设计振动台必须牢记以下原则：1、首先要保证振动台的刚度应大于工件的刚度。2、应使振动台和工件组成一体系的中性面接近工件和振动台的接触面。3、振动台的大小应以工件的大小及批量来确定。振动台上工件的布置应以工件获得能量为原则。柴油机机体粗加工后的振动时效处理在对机体内应力检测的基础上，得出了机体在粗加工后有较大的内应力是机体在后序加工和使用中变形的主要原因，因此需进行二次时效处理。但在粗加工后再进行热时效，必将引起机体变形超差，并破坏加工面光洁度。经过测试数据分析证明，机体粗加工后增加振动时效处理作为二次时效工艺是可行的。现将振动时效处理的试验情况报告如下：1．振动时效设备本次试验选用了由上海乐展电器有限公司研制的“智能型振动消除应力系统”来处理机体，它是目前国内先进的新产品，自动化程度高，工艺确定后整个处理及工艺就自动一次完成。2．机体振动时效试验先用一台粗加工后废弃机体（16D0033号机体）进行先期试验积累数据，再用两台粗加工后的机体为试件；台用于振动时效技术参数选择（支撑点、激振点、激振器偏心档级、拾振点、激振频率、扫频频率），经振动后进行应力检测，观察振动时效消除应力的效果。第二台用于优化振动时效参数，观察台振动时效参数的稳定性，终确定振动时效工艺规程。3．台柴油机机体（机体主轴承号：2001—063）振动时效处理（1）手动操作程序：①将机体立放于平地上，并做三点支撑：一侧面中间支撑一点，另一侧面两点支撑，均用厚橡胶垫为支撑物。②将激振器（A型）装卡在右顶板七、八缸孔之间，调整偏心为二档。③将拾振器吸在靠近一号缸孔的端部右顶板角处。④连接电机-控制箱，拾振器-控制箱间连线。⑤连接电源线。⑥手调节电机转速至4200r/min振动处理30min。⑦振动处理同时记录加速度指数随时间变化的量值。（2）自动操作①现场布置同“手动操作程序”的①②③④⑤②将扫频值定在4500r/min。③按自动处理钮后全过程自动完成。处理曲线见图一、图二。（3）工艺效果检测①由图一、图二见振动处理过程中，幅频特性曲线左移峰值上升，时间—振幅曲线由上升逐渐变平，完全符合国家标准JB/T5926-98要求。②测试表明，振后残余应力普遍降低和均化，但应力总水平下降率只有21.6%低于国家标准（JB/T5926-98）中的有关规定。③结论：工艺基本符合，但需加大激振力。4．第二台机体（机体主轴承号：96-098）振动时效处理（1）第二台机体的振动时效处理与台不同之处在于两点：①将A型激振器改为B型，以增大激振力。②将激振点选在两处进行试验，即次在1~2缸孔之间，第二次在7~8缸孔之间，即为二次振动。其他参数不变。（2）工艺效果检测①幅频特性曲线及时间—振幅曲线变化正常。②由表七可见，振后残余应力普遍下降，且总应力水平下降40%以上，已完全符合国家标准（JB/T5926-98）要求。振动时效的作用（1）降低构件残余应力108吨汽车车架组合焊接后产生较大的残余应力。按照上海乐展电器有限公司制定的工艺参数，对108吨汽车车架振动时效后，残余应力下降17.92~88.83%，总应力水平下降为47.62%（见表14）。其中易发生裂纹部位一中横梁与纵梁联结处（见图14）残余应力下降88.83%。（2）防止或减少断裂裂纹，从动应力测试结果表明，应力集中部位正是车架多次发生断裂裂纹处，由此可见应力集中是车架裂纹的主要原因。用振动处理技术消除残余应力尽管是低应力下进行的，确能使残余应力大幅度下降。因此，在外界条件下（动载荷或温度变化等）而不产生微观断裂裂纹。总之，振动处理技术适用于各种焊接构件，其作用是，降低构件残余应力，提高构件疲劳寿命。台振动时效后的108吨汽车车架，在霍林河矿区运行一年多，至今未发现任何裂纹迹象，仅按此时间计算，振动后车架的开裂寿命是未时效车架平均开裂寿命的二倍以上。振动时效装置的选择振动时效是用振动方法降低和均化焊接构件残余应力。选择振动时效装置必须能够实现频率自动上升或自动下降，可点升频率或点降频率。振动频率可调到任何一个转速。我们选用的微机控制的振动时效装置，可自动描绘被振工件的频率-幅值特性曲线，能写出共振峰的转速和加速度幅值对应坐标值。能绘制振动前后曲线。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：≤30吨稳速精度：±1R/Min；加速度量程：0-50.0g；电机额定电流：10A；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℃）；回转臂、底座是连铸机上的主要部件，由厚钢板焊接而成，具有较大的焊接应力，必将造成应力腐蚀破坏，结构设计中提出对其进行时效处理。根据现场条件选用振动处理方法，确定如下具体实施方案：1．对回转臂、底座进行现场振动时效处理；2．分别做振前、振后的焊接残余应力检测，测试方法采用“盲孔法”按国家行业标准JB/T10375-2002评定效果。3．给出检测报告。在贵厂技术人员积极配合下，此项工作已全部完成，特此提出如下报告：一、振动时效处理对金属构件的作用振动时效又称振动消除应力，是对具有残余应力的金属构件做振动处理，使构件在共振频率下振动。当构件产生共振时，构件将按一定的振型产生弹性变形，当这个弹性变形与构件原有受约束的弹性应变相叠加时，高应力区进入了材料的屈服极限，使这些受约束的弹性应变（即产生残余应力的应变）转化成塑性应变，使约束得到缓解而释放应力。因此可以说振动时效是通过共振使构件受约束的应变得到释放，而降低和均化应力的。振动时效既然可以降低和均化应力，则必然可以消除或降低残余应力对构件的影响。通过大量的实验和工程实际应用已充分证明它的如下技术作用：1．降低和均化应力，消除应力集中，防止或延缓裂纹的发生；2．防止或减少构件的变形；3．防止或减少应力腐蚀；4．可以提高焊缝的抗疲劳特性，提高使用寿命。由于振动时效具有上述的作用，且具有操作简便、高效节能、实用性强等特点，因此得到广大企业的欢迎。目前全国在造船、冶金、机械制造、矿山机械、航空、铁路、机床制造等行业已广泛应用，同时也受到国家的重视和认可。2005年制定了国家行业标准JB/T5926-2005，并在2006年被国家经贸委批准为“科技成果重点推广计划”项目，在全国普遍推广。二、回转臂振动时效处理1．振动时效处理a．主振：根据工件的结构特点采用对角十字四点支撑，激振点在A处，拾振点在B处，具体位置见图2。预置扫频范围6200RPM/min全自动处理。时效时间33分钟，偏心档位10档，振动特性曲线见图1。b．振动：原支撑不变，激振点、拾振点旋转90°采用手动处理，激振频率5863RPM/min，时效时间30分钟，偏心档位不变。2．残余应力检测：为了验证振动时效效果，对构件做振前、振后焊接残余应力测试。测试方法选用盲孔松弛法，测点选择14点，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：≤30吨稳速精度：±1R/Min；加速度量程：0-50.0g；电机额定电流：10A；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℃）；主要技术参数转数范围：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：≤30吨 稳速精度：±1R/Min；加速度量程：0-50.0g；电机额定电流：80A；电机额定电压：2000V；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℃）；

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