振动时效技术又称“振动消除应力法”,国外简称“VSR”技术。它的实施过程是通过振动时效装置的控制系统控制激振器的转数和偏心作用在工件上产生离心力,使工件发生共振(谐振),让工件需时效部位产生一定幅度、一定周期的交变运动,并吸收能量,经过一定时间的振动引起工件微小塑性变形及晶粒内部位错逐渐滑移,并重新缠绕钉扎使得余应力被消除和均化,防止工件变形和开裂,从而达到提高工件尺寸精度稳定性,增强工件的抗变形能力和提高疲劳寿命。
振动时效提高工件抗静、动荷载变形能力的作用
振动时效使构件的塑性变形在使用前提前发生,并降低残余应力。因此振后的工件其弹性性能要比未振工件强,其抗静、动荷载变形能力比热时效工件还要好。
为了测定工件抗静、动荷载变形能力,又做了有关的试验。选用如图3.5所示的试样六件(应力框),每两件为一组。分别做未时效、热时效和振动时效三种不同处理,表面加工至▽6,并选如图3.5所示1~7处为测点。实验工况为抗静载能力测试和抗动载能力测试。
1.抗静载能力试验
没加荷载之前先测1~7点翘曲量。然后再在材料试验机上平放,支距为200mm,在7点处加静荷载1.4t,持续5分钟,卸下后按同样方法进行变形量的测量,结果列于表3.7中。
表3.7中说明,在静荷载作用下,未时效件在100~160μm的大变形占总测点的41.7%,热时效件也占41.7%,而振动时效件却为0。而小变形点(0~50μm),未时效件占58.3%,热时效件占50%,而振动时效件占83.3%。试验结果说明,热时效降低了工件抗静载变形的能力,而振动时效件却提高了工件抗静载变形能力25%以上。
2.抗动载能力的试验
同静载试验一样,在没加载荷载之前测各点的翘曲量。再将应力框以悬臂夹持,并用ZS-1000S型振动台以50Hz频率、61V电压进行振动处理20分钟。取下后重新测量各点的变形。结果如表3.8所示。
从表3.8中可以看出振动时效件的测点全落在小变形段上。大变形段上振动时效测点为0,而热时效件与未时效件相等。不难得出结论:振动时效同样提高了工件抗动载变形的能力,而热时效却降低了工件抗动载变形的能力。
其它床身的试验结果也得出了相同的结论:振动处理的铸件比不经时效的铸件抗静载能力提高30%左右,抗动载能力提高1~3倍,抗温度变形能力也提高近30%。与经热时效的铸件相比,振动处理件的抗静载能力提高40%以上,抗动载能力提高70%。
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℃)
类型工件的振动时效工艺
我说过搞振动时效工艺是一件很复杂的事情,复杂就是复杂在一个工件一个样,这就需要振动时效的工作组们不仅需要彻底搞清楚振动时效的机理,而且还要在实践中不断的摸索,不断的总结,下面就谈一谈几和不得已才使用的方法。
一、 工件的串联法
如果工件的固有频率已超出设备的频率,这时可以考虑将两个或两个以上的件,刚性的固定在一起作为一个工件来处理,这样做的目的是使组合后的整个工件的固有频率下降到设备的频率范围内。
二、 悬臂法
对于刚度小,而一阶固有频率高的板条型工件,可用此法,此法的重要特征就是在于要把工件的一端固定在一个刚度极大的支架上把整个件悬起来,把激振器再夹在工件的另一端进行振动时效处理。
三、 分频共振法
按照傅里叶函数,每个谐波都是由更多的谐波组成的,反过来,不同的两个谐波组成后,又成为另一个频率的谐波,按照这一理论,虽然对工件的振动频率低于工件的固有频率,但是只要调整合适,并保证固有频率与激振频率间保持一端的相位关系,就能够实现用低频振动频率对工件进行振动时效处理,不过这种方法需要处理的时间较长,效果亦不十分理想。
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℃)
振动时效对工件抗变形能力的影响
零件的变形不仅取决于残余应力的大小和分布,还与松弛刚性和抗变形能力有关。振动时效不仅能够减小和均化残余应力,还可提高材料的抗变形能力。对振动处理后的工件进行加静载和加动载试验,可证实这一点。
试验了振动处理的铸件比不经时效的铸件抗静载能力提高30﹪左右,抗动载能力提高1~3倍,抗温度变形能力也提高近30﹪。与经过热时效的铸件相比,振动件的抗静载能力提高40﹪以上,抗动载能力提高70﹪。
工件经振动时效后抗变形能力的提高可用循环加载下工件材料弹性性能的提高来解释。而振动时效实质上是对工件附加一种循环动应力。例如在5kg∕mm2动应力下的弹性模量提高10-20﹪,而在10kg∕mm2时提高30-50﹪。
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℃)
振动焊接技术的适用性
振动焊接技术的特点决定了该项技术的适用性。各种实验验证了该项技术有如下的特点:
1.焊接结晶过程中振动可使晶粒细化,因此使焊缝材料力学性能显著提高,材料的屈服极限σS、强度极限σb均可提高10%~30%,这有助於防止焊接热裂纹和冷裂纹的发生。
2.降低焊接残余应力30%以上,这有助於于防止或减少焊接构件使用中发生裂纹,延长使用寿命,稳定构件的尺寸精度。
3.降低焊接变形30%以上,如果采用“予刚度法”和“予应力法”则变形可降低60%以上,达到设计要求。
4.由於晶粒细化和残余应力的降低,提高了焊缝断裂韧性20%以上,极大的提高了焊缝材料抗开裂的能力。
5.提高疲劳极限15%以上,提高焊缝疲劳寿命70%以上。这是各种效果的综合值,提高使用寿命这也是各种附加工艺所追求的终目标。
6.减少砂眼、跳焊等,使焊接纹理细密,减少根部的应力集中,显著提高焊接质量。
7.可免除焊接予热过程或降低予热温度。
8.可排除焊后的热时效或振动时效处理。
9.显著的防止或减少焊接裂纹,这是振动焊接一项突出的特点。
根据上述优点,我们不难看出振动焊接技术比起振动时效来说具有更广阔的前途和更大的适用性。可以说振动焊接技术在所有的焊接过程中均可应用,特别是对於焊接中易出现裂纹和变形的构件应先选用振动焊接。对於压力容器,如能采用振动焊接一定会获得更好效果,必将大大增加设备的安全度。
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
..陕西安烨顺电子科技有限公司专业从事机械设备、智能自动化设备、机械零部件、电子产品及配件和振动时效设备研发、生产、销售为一体的实业公司:服务于航空航天、船舶重工、**、机械加工、汽车制造、重型机械、科研院所、检测机构、高校、等领域。公司拥有经验丰富、技术精湛的*团队、业务娴熟的技术工程师和训练有素的销售人员,以客户需求为出发点,注重产品技术和质量,为客户提供较适合的产品技术方案以及较及时、周到的售前、售后服务。真诚欢迎您来电,将我司较好的服务带给各界人士..