振动时效处理 消除应力方法 振动时效装置去焊接应力

实践振动时效替代热时效后可节约能源90%以上，提高抗变形能力30%以上，尺寸稳定性提高30%以上，疲劳寿命提高20%以上。处理时效通常只需15—45分钟，不分场地，不受工件尺寸、形状、重量等限制，可处理几公斤至几百吨的工件。便携工件不需运输可就地处理，可插在任何工序之间进行处理。采用振动时效可提高工效几十倍，它具有减少环境污染、缩短生产周期、改善劳动条件、工艺简便等优点振动时效适应于碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属（铜、铝、锌及其合金）等铸件、锻件和焊接件及其机加工件。
是利用共振的原理，在激振器的周期性外力作用下，施加给构件的一个动应力，使构件产生一定振幅的共振，经过二十至四十分钟的振动，使构件内部的余应力得到均化和部分释放，从而保证构件在机械加工和实际应用中的尺寸精度稳定，防止和减小变形，是替代热时效处理的理想方法与手段。
系统简介
 VSR-30型是应用单片机数字信号处理技术，以与基本振动时效机理更贴切的数字模型为基础，并融入大量实践数据开发的具备动应力提示功能的新概念产品，创造了振动时效工艺设备新理念。设备具有的自动、半自动、数字手动功能及振动焊接功能。
  该系统在生产过程中严格按着GB/T25713-2010《机械式振动时效装置》标准制造。试验数据不通过处理，直接由微型热敏打印机进行打印保存时效曲线及参数。用于按GB/T25712-2010《振动时效工艺参数选择及效果评定方法》定性检验时效效果。
系统功能特点
◎全智能化设计（一键操作），时效工艺过程变的简单、实用、。
◎智能扫频功能，可以人工选择五个以内激振频率及振型时效可以满足各种类型复杂构件的要求。
◎强震功能，可以解决某些构件固有频率高的问题。
◎全过程柔性控制，既节约时间又提高了激振器的使用寿命。
◎采用7寸触摸真彩液晶显示器，时效参数图形化处理，人机对话直观友好，操作简单。
◎储存功能，设备可以储存十个工艺，适用于批量工件使用。
◎自动生成时效工艺报告，可以汉字编辑工件名称及型号，可现场打印带有时效时间的工艺曲线及参数。
◎激振器偏心采用铝合金箱体，重量轻、激振力大，时效范围从几十公斤至上百吨。
◎独创的快速智能扫频，扫频精度高无数据遗漏，扫频速度提高5倍以上。
◎设备面板印有工艺，操作界有强大的帮助功能，适用于现在工厂无专人操作。
VSR-30型作为振动时效设备升级产品具备：
智能化高，操作简单
快速智能扫频，省时省事效率高
功能实用，可靠性高，耐用性好

振动时效技术的作用及原理
1、振动时效的技术作用
振动消除应力技术（又称振动时效技术），在我国已应用20个年头，全国已有1500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。
2、关于振动时效消除应力的原理
近二十多年来，国内外出现了“振动处理技术”用来调整金属构件内的残余应力，以代替热处理技术，它属于机械作用法。这种新技术在国外被称做“Vibratory Stress Relief Method”（简称VSR）。由于这种方法可以降低或均化金属构件内的残余应力，因此可以提高构件的使用强度，减少变形，可以防止或减少由于热处理和焊接产生的微观裂纹。特别是在节省能源、处理时间上具有明显效果，因此被许多国家大量使用。
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。即
      σ动+σ残>σs
式中：σ动——施加在被处理件上的周期动应力。
σ残——被处理件中的残余应力。
σs ——被处理件材料的屈服极限。
根据上述机理和大量实践，表明振动时效的一个突出特点是：高应力降低的比例大，特别是应力集中处，残余应力降低快。
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/T10375-2002），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。特别是振动消除应力近几年运用到国防、航空、航天等高新技术中，其中高速铁路，航天飞机发行架均采用了振动消除应力技术。

近年来我公司整合振动时效不同设备优点，运用计算机技术，将频谱分析时效与传统的亚共振时效，该设备具备融合在一体，克服了两种振动时效软件兼容问题，充分利用WindowsXP操作系统，创造了频谱谐波时效、经典振动时效、传统振动时效于一身的全功能神力VSR-100振动时效装置，时效功能实现模块化，根据不同工件选用不同时效模式。实现了振动时效领域革命性的变化，使振动时效优势超过传统热时效成为现实，把振动时效技术做到了。
功能特点;
（1）频谱谐波时效
 主机采用高强度机箱，确保主机及技术资料安全；
 的频谱谐波分析技术，辅以动应力动态跟踪技术，通过计算机高速优化计算，自动给出时效处理方案；
 从几十种谐波频率信号中自动优化出10个优频率，按照低频、高振幅加权优化排序出前5个频率进行自动时效，后5种谐波频率备用，条件的工件可选10个频率全部时效；
 振动频率在6000rpm以下，噪音低；
 多振型、多维振动消除应力，效果优于热时效；
 支持WindowsXP操作系统，海量存储工艺文件，USB数据输出，可以在其他PC机上编辑、打印时效文件；
 大屏幕真彩液晶显示，时效参数图形化处理，人机对话直观，操作简单；
 任意调整已处理工件工艺参数，动态演示已存曲线处理过程；
 内存设备操作手册，方便操作人员调阅；
 智能化时效加速度、电流等参数，误操作情况下，停机自动（保护）提示，输出屏幕给出事故原因，给出处理办法。
（2）经典振动时效功能
采用高清晰、高亮度、真彩大屏幕液晶显示终端，工艺参数、特性曲线动态跟踪显示，可同时观察曲线的变化情况；
 全程参数跟踪  
在时效处理过程中，可对时效处理曲线变化实时监测，可以方便快捷的随时掌控时效处理的全过程。
 全自动时效
在构件共振区域内，对系统参数范围内的振峰按工艺要求进行自动分析优化处理，对采集的信号自动进行分析处理，自动制定振动时效工艺方案，无需人工输入参数及无需调整时效系统分配位置，可“一键”完成对工件时效处理。
 时效参数精度在线调整
 在时效处理过程中，通过液晶显示屏可以实时观测出振动频率随时间的变化曲线，可以根据曲线及电流等参数的变化，对共振频率及时效时间进行在线精度调整，使工件处于的时效状态，能更好的消除或均化工件内部的残余应力，做到人机结合。
 多峰预置振动时效
对系统扫频范围内的谐振峰按工艺要求，升序、降序和任意排序预置，分别对各谐振峰进行时效处理，可设定扫频范围，对各谐振峰可任意设定和预置时间，并可根据工艺要求进行在线调整。
 手动振动时效
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。
为了满足批量构件时效处理、提高工作效率，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。

VSR-90振动时效消除应力系统
VSR-90型振动消除应力系统是应用计算机数字信号处理技术，以与基本振动时效机理更贴切的数字模型为基础，并融入大量实践数据开发的具备动应力分析的新概念产品，创造了振动时效前沿工艺设备理念。并配有通用设备具有的功能。
该系统在生产过程中严格按着GB/T25713-2010《机械式振动时效装置》标准制造，试验数据不通过处理，直接转入Windows操作系统的计算机进行打印、查阅、保存.
1、全智能化设计（一件操作），扫频范围设定、判定时效效果等多种时效模式，全部实现智能化，可以满足各种类型复杂构件的要求。
2、在线自动跟踪调整时效谐振点，使其达到谐振状态。
3、全程动应力分析，使其达到时效效果。
4、全过程效率优化，包含工艺流程和完整的现场工艺图表及数据，自动存储便于提取查阅。设有多个USB接口可以实现无纸化办公。
5、全过程柔性控制，既节约时间又提高了激振器的使用寿命。
6、以工控机为平台利用windowsxp操作系统，便于应用已有的各类数字化成果和产品升级。试验数据可不经转换或不需软件，直接利用Windows操作系统的计算机进行查看、编辑、打印。
7、时效过程中，电机转速、电流、加速度值，扫频、时效曲线实时在屏幕显示。自动优选振动参数。
8、采用10.8寸触摸真彩液晶显示器，实时显示曲线参数，时效参数图形化处理，人机对话直观，操作简单。
9、主机采用美国派力肯便携机箱，紧固耐用、抗摔抗冲击、防水防尘、抗化学腐蚀、耐高温、具有电磁屏蔽和自动调节内外压差，适用于任何极端环境。 
10、独创的快速智能扫频，扫频精度高、无数据遗漏，同类产品扫频速度提高5倍以上。
11、独创的窗口式观察扫频，快速了解构件的谐振特性。
12、智能跟踪时效过程，可调节谐振曲线图表大小。
13、自动生成时效曲线数据工艺报告，标准word文档，即可现场打印或储存、拷贝及编辑工件名称编号。
14、工艺文件保存和调用，可储存数千组时效曲线及工艺报告，提供同类型构件标准化工艺和提高工作效率。
15、激振器偏心采用铝合金箱体，德国进口高速防振轴承。采用防振永磁无槽直流电机，重量轻、激振力大、持久耐用。时效范围从几公斤至三百吨。
16、内存设备操作手册，方便操作人员调阅；
17、智能化时效加速度、电流等参数，误操作情况下，停机自动（保护）提示，输出屏幕给出事故原因，给出处理办法。
（二）、VSR-90振动时效系统技术参数
转数范围：2000 R/Min-10000 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：15A；  
电机额定电压：100V； 
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℃）；
（三）、VSR-90振动时效系统组成清单如下：
序号 产品及服务名称 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 橡皮垫 只 4 
5 弹簧钢卡具 只 2 
6 保险丝 只 10 
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 热敏打印纸 卷 4 
11 培训资料 套 1 
12 电源线 根 1 
合计
振动时效效果评定方法
5.1 参数曲线观测法 
5.1.1 可根据振动时效过程中打印的时效曲线（a-t曲线）或振后扫频曲线（a-n曲线）相对振前扫频曲线的变化来监测。 
5.1.2 出现下列情况时，即可判断工件已达到时效效果： 
a) a-t 曲线上升后变平； 
b) a-t 曲线上升后下降然后终变平； 
c) a-n曲线振后加速度峰值比振前升高； 
d) a-n曲线振后的共振频率比振前变小； 
e) a-n曲线振后比振前的带宽变窄；
f) a-n曲线共振峰有裂象发生。
5.2 工件尺寸稳定性检测法
 可将振后工件与不时效或热时效工件进行下列项目的比较：精加工后精度、长期放置精度、加动载荷后精度、切割释放变形，结果应达到工艺要求。

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