沧州振动时效

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振动时效重要的工艺参数为：激振频率、激振力、实效时间、激振器及拾振器的装夹位置。任何设备均不可预知构件的时效要求，更不可能判定构件的有效振型，从而确定合理的时效参数。只有操作人员根据时效要求，观察构件的各阶振型，选择有效的工艺参数。采用手动工作方式，可快速了解构件的特性，选取合理的激振及拾振位置，确定的激振频率和激振力。同时，为了满足批量构件及简单构件的时效要求，被系统增设了手动时效功能，可自动绘制时效曲线及相关数据，为产品检查提供宏观依据，时效时间可在线任意调整
振动处理是对构件施加一交变应力，而残余应力相当于平均应力而改变了总应力水平。但在交变应力作用下，残余应力是一个不稳定的力学量，在振动处理过程中逐渐下降，使总应力水平降低。从图23中可以看到在振动处理过程中残余应力的变化情况，当材料受到等幅交变作用（εc—εB）时，如果材料已经屈服，则残余应力下降。设处理前的残余应力为σA，回线ACB是次交变循环时的应力和应变曲线。当总应力超过A点后，材料进入塑性直到C点。而C B又平行于弹性线，CB末端却又偏离弹性线。这些现象都是由包辛格效应所致。经过一定次数的循环后应力和应变均处于稳定的回线上。如图中曲线所示，残余应力由σA下降到σE而不再变化。
图23和图21从原理上来说是相同的，都说明要使构件中的残余应力下降，必须使作用应力与残余应力叠加后大于材料的屈服极限，即：　              σ动+σ残＞σs
如果残余应力下降后作用应力与残余应力之和小于屈服极限时，则构件保持稳定的应力状态。因此振动处理到一定周次后不提高作用应力的量值，则继续处理将不再起作用。

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振动消除应力技术（又称振动时效技术）这种新技术在国外被称做“Vibratory Stress Relief Method”（简称VSR），振动消除应力实际上就是用周期的动应力叠加，使局部产生塑性变形而释放应力。振动处理时，通过激振器对被处理金属构件施加一动应力，如果动应力幅与被处理的金属构件上某些点所存在的残余应力之和达到或超过材料的屈服极限时，这些点将产生晶格滑移，尽管宏观上没有达到屈服极限，也同样会产生微观的塑性变形，而且这种塑性变形往往是首先发生在残余应力的点上，使这些点受约束的变形得以释放从而降低了残余应力。这就是振动时效消除残余应力的机理。
在我国已应用20个年头，全国已有50000多家企业在应用，应用的范围相当广泛，有机床、重型机械、冶金设备、造船、航天、铁路、化工机械、汽车制造、核工业等机械构件都可以采用振动时效来消除应力，代替原热时效工艺。其技术作用为：
①降低铸件内应力20%以上，降低焊接构件内应力30%以上（这是国家机械行业标准JB/T10375-2002中规定的值）。
②防止或减少铸件、焊接构件等的变形，以保持精度。
③减少或延缓构件在使用中产生裂纹。
④提高焊接构件疲劳寿命40%以上
由于振动时效的上述作用，使该项技术得到厂矿企业和国家的重视和认可，1991年制定了国家行业标准JB/T5928.91（现实行JB/T10375-2005），并在1993年被国家科委批准为“科技成果重点推广计划”项目，在全国普遍推广。
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时效方法简介
构件在冷热加工过程中，必然产生余应力，因此消除余应力的时效工序就十分必要了，凡是能降低余应力，使工件尺寸精度稳定的方法都叫“时效”。主要方法有热时效、自然时效、振动时效、静态过载时效、热冲击时效等。后两种方法应用少不再讲述。
§3.1自然时效
自然时效是较古老的时效方法。它是把构件露天放置于室外，经过几个月至几年的风吹.日晒.雨淋和季节温度的变化，给构件多次造成反复的温度应力。在温度应力形成的过载下促使余应力发生松弛而使尺寸精度获得稳定。
自然时效降低的余应力不大，但对工件尺寸稳定性很好，原因是工件经过长时间的放置石墨及其它线缺陷附近产生应力集中，发生了塑性变松弛了应力，同时也强化了这部分基体，于是该处的松弛刚度也提高了，增加了这部分材质的抗变形能力，自然时效降低了少量余应力，却提高了构件的松弛刚度，对构件的尺寸稳定性较好，方法简单易行，但生产周期长.占用场地大，不易管理，不能及时发现构件内的缺陷，已逐渐被淘汰。
§3.2热时效
热时效是将构件由室温缓慢.均匀加热至550℃左右，保温4—8小时，再严格控制降温速度至150℃以下出炉。
热时效工艺要求是严格的，如要求炉内温度差不大于±25℃，升温速度不大于50℃/小时，降温速度不大于20℃/小时。炉内温度不许超过570℃，保温时间也不易过长，如果温度高于570℃，保温时间过长会引起石墨化使构件强度降低。如果升温速度过快，构件在升温中薄壁处升温速度比厚壁处快的多，构件各部分的温差急剧增会造成附加温度应力。如果附加应力与构件本身的余应力叠加超过强度极限，就会造成构件开裂。热时效降温不当，会使时效效果大为降低，甚至产生与原余应力相同的温度应力（二次应力），并残留在构件中，从而破坏了已取得的热时效效果。
热时效存在的问题：  建窑占地面积大，费用高（每立方米1—1.2万元）。   热时效能耗高，生产成本高。热时效炉内温度不均匀，升降温速度无法严格控制。

振动时效是利用共振原理来消除和均化金属铸件、锻件、焊接结构件、有色金属等零件的残余应力，以防止零件尺寸变形和开裂。他与传统的热时效相比：可节能95％、节省生产费用80~90％、缩短生产周期90％左右、不产生时效氧化皮等；无环境污染、不受零件大小、场地等限制、且时效效果直观，并优于热时效。
液晶系列全自动振动时效装置是实现振动时效处理的设备之一，其主要特点表现在：
⒈彩色液晶动态显示曲线及数据；自动判定工艺参数合适与否，并给出修订方案
2. 采用脉宽调制技术及双主回路设计，具有强大的抗干扰能力；
3. 强大的人机对话功能加上简单的操作方式使操作者更容易掌握设备的操作；
4. 飞车提示、多重保护功能排除了现场操作的危险性；
5. 在线汉字打印系统，使打印出的数据及曲线更易识别与判断；
6.全自动功能完善，兼具半自动和手动。
提供重大及重点工程项目的大型金属结构的振动时效现场技术咨询与技术服务；
   提供余应力检测服务，保证检定结果的真实性及性；
   提供各种金属材料的材料力学性能检验，结构设计和强度分析检验，疲劳强度和疲劳寿命试验；
   提供不锈钢及铝合金等材料的振动时效处理及余应力检测；
   为用户的金属结构件提供现场振动时效处理；
   为您提供振动焊接服务；

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