振动时效去应力显著、有效抗变形

Sigmar独创的以振型分析为核心的科学振动时效理论,结合以遥控识别振型、在线打印、多振型时效、超级手动为基 本功能的科学振动时效设备,可准确去除工件关键部位的残余应…

振动时效去应力显著、有效抗变形

Sigmar独创的以振型分析为核心的科学振动时效理论,结合以遥控识别振型、在线打印、多振型时效、超级手动为基 本功能的科学振动时效设备,可准确去除工件关键部位的残余应力。科学合理的工艺效果实例如下:

★可降低残余应力峰值、均化残余应力场:


★可提高工件的疲劳寿命:

★可提高工件抗静载变形能力:

★可提高工件抗动载变形能力:

振动时效比热时效提高70%,比不时效提高1-3倍

★可提高工件的尺寸保持精度: 铣床工作台11个月后变形分布如下图:

Sigmar 独创了以振型分析为核心的科学振动时效理论

用加速度计作传感器的振动时效设备只能定性地选取工艺参数、定性地判断工艺效果。按照Sigmar科学振动时效理论 中有关振型分析的原则去做,工艺人员可准确预知去应力部位。…

Sigmar 独创了以振型分析为核心的科学振动时效理论

用加速度计作传感器的振动时效设备只能定性地选取工艺参数、定性地判断工艺效果。按照Sigmar科学振动时效理论 中有关振型分析的原则去做,工艺人员可准确预知去应力部位。若盲目振动时效则不然。 Sigmar发现影响VSR效果的主要因素除时效时间、振幅外,更主要的是工件时效时的振型(见下图(c)、(d)),VSR的机理之一就是动应力与残余应力叠加超过某一极限就会导致残余应力降低,所以振型也决定了工件各点的残余应力降低效果。

Sigmar结合自己工艺研究与开发设备的经验提出了一套以振型分析为核心的科学振动时效理论,即:先分析工件的材质、结构、工艺要求、工况失效原因、残余应力分布、需重点去应力部位、预期动应力分布等,在振前对工件多点扫频,在线打印有关曲线数据,综合所有扫频曲线对应的固有频率,操作者一边快速用遥控功能调整转速,一边用手去快速判断识别各频率对应的振型,找出可有效消除工件关键部位应力的有效振型(及其对应的有效频率),直接对这些有效频率(或曰有效振型)时效,同时在线打印a~t曲线以观察时效进程,以决定何时停机,然后通过对该频率(振型)局部扫频,局部打印,以验证评价工件上对应 该峰值(或振型)下的那些关键部位的时效效果。如果该振型不能覆盖工件的所有关键部位,则应再对其它关键部位对应的振型(或固频)进行时效。

如下梁形工件(a)扫描得a-n曲线如图(b),根据科学振动时效原理,进行振型分析后由图(c)、(d)显然可见:共振 频率n1 可重点消除A区应力,n2可重点消除B区应力。反之,针对 有效工艺参数事先不熟悉的工件,若不分析工件应力位置,不分原机械工业部济南铸锻所购买SigmarVSR设备去除焊接件应力析现场峰值及振型与工件区域的对应关系,就按事先设定的原则去时效,则常会带来误时效、漏时效、乱时效。

 

例: 假设残余应力在A区,选振幅最高的频率n2去时效则对A区没有效果,也即误时效;

假设残余应力在B区,选频率值最低的频率n1去时效,B区也达不到效果,也即误时效;

假设A、B区均有残余应力,若只选择其中一个峰值(即单峰值)时效则总有一区没有效果,即漏时效;因为只有n1、n2双峰值处理才能使A、B区都有效;

假设A、B区中只有一个区域有残余应力,既用n1又用n2去时 效工件就会带来时间的浪费、无谓的电机损耗及噪音,也可能导致工件薄弱环节的疲劳,也即乱时效。

总之,由于振动时效控制箱(主机)只能识别a-n曲线(b);而振型只能靠操作者在现场亲自识别,所以,盲目采用设备的全自动时效方式,必然导致误时效、漏时效、乱时效。也即,只有操作者根据残余应力分布先通过识别振型再反过来选择频率才可能达到时效效果。

振动焊接

振动焊接: 振动焊接就是对被焊部件进行振动,边振边焊,直到焊完其应力消除过程才告结束。其作用如下:晶粒细化、残余应力降低 或均化、焊接质量提高、疲劳寿命提高、机…

振动焊接

振动焊接:

振动焊接就是对被焊部件进行振动,边振边焊,直到焊完其应力消除过程才告结束。其作用如下:晶粒细化、残余应力降低 或均化、焊接质量提高、疲劳寿命提高、机械性能增强、裂纹和变形减少。振动焊接主要是通过控制工件的振幅和频率来实现。

振动时效局限性

振动时效局限性: 1、不能替代去应力目的以外的热处理; 2、不能显著改变金相组织及机械性能(如强度、硬度…); 3、不能用于校形; 4、对于箱、板形工件,时效噪声较大;…

振动时效局限性

振动时效局限性:

1、不能替代去应力目的以外的热处理;

2、不能显著改变金相组织及机械性能(如强度、硬度…);

3、不能用于校形;

4、对于箱、板形工件,时效噪声较大;

5、工艺效果在很大程度上取决于工艺员的振动时效工艺理论水 平和经验;

6、不适宜于高压容器、残余应力较小的工件、大尺寸的薄板焊 件、薄壁铸件、大部分冷加工件、弹性结构应力为主的工 件、刚性过大或尺寸过小件(其中部分可用振动平台来时 效);

7、并非工件所有部位的时效效果都一致。

振动时效动应力选择依据

动应力选择依据: σd=(1/3-2/3)σw 为取得好的应力消除效果而又不损伤工件,标准JB/T5926- 2005规定了动应力σd应选在工件工作应力σw的1/3至2/3 之间, 即σd=(1/3-2/3)σ…

振动时效动应力选择依据

动应力选择依据:

σd=(1/3-2/3)σw

为取得好的应力消除效果而又不损伤工件,标准JB/T5926- 2005规定了动应力σd应选在工件工作应力σw的1/3至2/3 之间, 即σd=(1/3-2/3)σw

振动时效国家标准GB/T 25712-2010新规定的时效效果快速判定准则

国家标准GB/T 25712-2010新规定的时效效果快速判定准则: “5.1 参数曲线观测法 5.1.1  可根据振动时效中打印的时效曲线 (a~t曲线)或跟踪曲线(n~t曲线)或振后扫频曲线…

振动时效国家标准GB/T 25712-2010新规定的时效效果快速判定准则

国家标准GB/T 25712-2010新规定的时效效果快速判定准则:

“5.1 参数曲线观测法

5.1.1  可根据振动时效中打印的时效曲线 (a~t曲线)或跟踪曲线(n~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时效效果。

5.1.2  当与时效频率相关的曲线出现下列情况之一时,即可判定该时效频率的振型有效区覆盖的工件区域已达到了时效效果:

a) a~t曲线上升后变平;

b) a~t曲线上升后下降然后变平;

c) 振后a~n曲线加速度峰值比振前升高;

d) 振后a~n曲线的共振频率比振前降低;

e) 振后a~n曲线的带宽比振前变窄;

f) 振后a~n曲线的共振峰有裂变现象发生;

g) n~t曲线下降后变平。”

振动时效间接、定性地评判效果

常规振动时效的主机、传感器、测速装置能从电机及工件处检测到的信号只有激振频率和振动加速度,这些信号或物理量都不能与工件的残余应力建立起解析关系。所以,常规设备…

振动时效间接、定性地评判效果

常规振动时效的主机、传感器、测速装置能从电机及工件处检测到的信号只有激振频率和振动加速度,这些信号或物理量都不能与工件的残余应力建立起解析关系。所以,常规设备无法定量、直接地知道有关残余应力降低的具体数值。但由于内应力与固有频率及其振幅值有一定的、无法用公式表达的趋势关系,因 此可依据固频及其幅值变化,间接、定性地反映工艺效果。

振动时效的力学机理

残余应力σr必须和动应力σd叠加超过某一微观极限[σ]才 能得到降低或均化,即 σd+σr≥[σ]。振动时效机理的另一种描述是:通过模拟工况让以后可能产生的变形或开裂提前释放。所…

振动时效的力学机理

残余应力σr必须和动应力σd叠加超过某一微观极限[σ]才 能得到降低或均化,即 σd+σr≥[σ]。振动时效机理的另一种描述是:通过模拟工况让以后可能产生的变形或开裂提前释放。所以,时效时也可先分析工件的工况再找出合适的振型及振幅去模拟工况。这样,时效后时效参数若稳定下来,工件在该工况下就不会产生变形。

振动时效工艺简介

振动时效主要用于降低和均化工件的残余内应力,防止工件变形和开裂。它是根据工艺要求控制激振器的转速和偏心使工件发生共振,让工件需时效部位产生一定幅度、一定周数的…

振动时效工艺简介

振动时效主要用于降低和均化工件的残余内应力,防止工件变形和开裂。它是根据工艺要求控制激振器的转速和偏心使工件发生共振,让工件需时效部位产生一定幅度、一定周数的交变运动并吸收能量,以便让工件内部发生一定的微观粘弹塑性金属力学变化,从而在一定程度上降低和均化工件内部的残余应力,提高工件将来的尺寸稳定性及疲劳寿命等性能。它最后通过比较时效前后及过程中工件的有效固有频率及其加速度等参数的变化来定性地判断时效效果。

振动时效适用于碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属(铜、铝、锌及其合金)等材质的铸件、煅件、焊接件及其机加工件。振动时效工艺(Vibratory Stress Relief缩写为VSR)源于西德,已在美、英、俄、日、德、法等国得到普遍应用,自1976年引入我国后,已被几乎所有机械行业采用,并被国家列为“七五”“八五”重点推广项目。

振动时效相比热时效节能95%,处理时间只需二、三十分钟,不占场地,便携,工件不需运输可就地处理,可插在任何工序之间多次处理,应力均化效果好,尺寸稳定性更好,工件表面无氧化,几十米长、数百吨重、上千条焊缝的工件都可适用。

 

GB-T25713-2010《 机械式振动时效装置》

中华人民共和国国家标准 GB-T25713-2010 机械式振动时效装置 Machinery vibrating stress relief device 2010-12-23发布                     2011-07-01实施 国家质量监…

GB-T25713-2010《 机械式振动时效装置》

中华人民共和国国家标准

GB-T25713-2010

机械式振动时效装置

Machinery vibrating stress relief device

2010-12-23发布                     2011-07-01实施

国家质量监督检验检疫总局  中国国家标准化管理委员会   发布

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前 言 本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由中国机械工业联合会提出。

本标准由全国铸造机械标准化技术委员会(SAC/TC186)归口。

本标准起草单位:济南西格马科技有限公司、济南铸造锻压机械研究所。

本标准主要起草人:刘久明、汤小牛、卢军。

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