如何正确的选择振动时效设备

随着科技技术水平要求的不断提高,振动时效的技术使用已经普遍于机械制造加工及各行业当中,但由于一些振动时效设备企业夸大的人为宣传,使得振动时效设备功能离奇化而误…

如何正确的选择振动时效设备

随着科技技术水平要求的不断提高,振动时效的技术使用已经普遍于机械制造加工及各行业当中,但由于一些振动时效设备企业夸大的人为宣传,使得振动时效设备功能离奇化而误导消费者。无论是什么样的振动时效设备都有着属于标准的参数与工作范围,只要我们了解这些工艺参数与设备规范就会更准确的选择到适合自己的振动时效装置仪器。

目前国内不少厂家宣传应力消除设备能准确消除多少,还能精确到具体的数值,其实对于微观领域的应力数值,世界上现今都无法准确得出很具体的数值,都只能是在各种应力检测方法中进行时效前后应力值的强弱的对比后得出相应百分比值。所以应力消除的准确数值至今都无法完全准确的取得。

我们认为振动时效设备中电机的激振器与传感器为最重要,客户在选购的过程中需要对此参数进行简单的了解,根据不同的参数设备范围选择适用于自己的振动时效仪器。适当的时候我们可以依据国家标准和行业标准对设备进行相关检测。

如果客户对振动时效行业不甚了解,请尽量选择真正有实力的大公司的正规产品,多向销售工程师咨询。

振动时效在振动焊接上的应用

振动焊接时对工件焊接的同时加以振动,促进某厂新建高压分离器,因图纸修改而必须在容器的外表补焊12块垫板。按常规要求,高压容器补焊板厚20mm以上的垫板首先必须对容器…

振动时效在振动焊接上的应用

振动焊接时对工件焊接的同时加以振动,促进某厂新建高压分离器,因图纸修改而必须在容器的外表补焊12块垫板。按常规要求,高压容器补焊板厚20mm以上的垫板首先必须对容器补焊处予热200℃以上,焊后必须进行热时效处理。由于结构已安装好,无法进行整体热时效,如采用局部热时效其效果根本达不到要求。当时气温已在零下15℃,预热也无法达到要求。在这种情况下经劳动部门的批准采用振动焊接技术解决了这一问题。
工艺流程:首先用螺钉把激振器固定在垫板上,并一同点焊到容器上。接着对容器进行振动,由加速度计显示值,计算出振幅,最后确定频率、振幅,保持振动参数不变,进行垫板的焊接。全部焊好后第五天进行所有焊缝检验,结论是全部合格,没有裂纹。

振动时效的历史

  振动时效VSR起源于二战以后的欧美国家,在上世纪五十年代前后,随着现代科学技术的不断发展,振动理论、测试技术和激振设备都得到了迅猛的发展。发现在工件的共振频…

振动时效的历史

  振动时效VSR起源于二战以后的欧美国家,在上世纪五十年代前后,随着现代科学技术的不断发展,振动理论、测试技术和激振设备都得到了迅猛的发展。发现在工件的共振频率下使其振动,可以使振动处理时间缩短,消除应力和稳定精度的效果更好,能源消耗降低。随后,出现了相应的振动设备。

这种新型的振动时效工艺和设备的出现,立即受到各个国家及相关行业的高度重视,迅速应用于生产实践中。

由于振动时效工艺日趋成熟,振动和控制设备日臻完善,振动时效技术被十多个工业发达国家所广泛采用。当时美国某应力消除公司拥有350台振动时效设备,进行过5000多项振动时效处理。还有英国和西德对飞机装配架的焊接梁和框架普遍采用了振动时效。前苏联金属切削机床实验科学研究院将振动时效工艺推荐给各个机床厂,重型机床厂的大工件和基础零部件全部采用了振动时效。

在能源紧缺、生态环境极具恶化的形势下,高效节能减少环境污染的VSR工艺,近几十年来在国外得到迅速发展。现在美、英、德、法、俄、加、比、罗、日等国均已不同程度的应用于军事、航空、航天、海洋、钻探、矿山、机床、纺织、造纸、石油运输等各种轻重工业的铸、锻、焊件以及有色金属工件中。

随着技术不断的发展,美国、德国、法国、英国以及国内知名的振动时效厂商西格马成就了许多世界知名的VSR设备制造商。

GB-T25712-2010《振动时效工艺参数选择及效果评定方法》

中华人民共和国国家标准 GB-T25712-2010 振动时效工艺参数选择及效果评定方法 Vibratory stress relief technology  - Parameters selection and effect  evaluation meth…

GB-T25712-2010《振动时效工艺参数选择及效果评定方法》

中华人民共和国国家标准

GB-T25712-2010

振动时效工艺参数选择及效果评定方法

Vibratory stress relief technology  -

Parameters selection and effect  evaluation methods

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:汤小牛、刘久明、卢军。

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振动时效工艺效果

      Sigmar独创了以振型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…

振动时效工艺效果

 
    Sigmar独创了以振型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:

振动时效选型指导

随着振动时效技术在中国的高速发展,振动时效已逐步取代了传统的自然时效和热时效,在设备制造的各个工艺工程中发挥着至关重要的作用。 因振动时效设备生产厂家不同,技术…

振动时效选型指导

随着振动时效技术在中国的高速发展,振动时效已逐步取代了传统的自然时效和热时效,在设备制造的各个工艺工程中发挥着至关重要的作用。

因振动时效设备生产厂家不同,技术水平各异,各使用单位所生产的产品大小、重量、形状等的不同,所以要求振动时效装置的规格也就有所不同。如何对振动时效正确选择型号和规格才能保证更好的时效效果,是每个振动时效使用厂家比较头痛的问题。

根据我中心专家几十年的现场经验和雄厚的技术实力依据振动时效国家标准和行业标准,总结如下:

对振动时效设备的选型应主要考虑以下几个方面:需要时效工件的重量和形状、需要选择设备的参数、设备的技术水平、设备的使用可靠性、生产厂家的售后服务能力。

现在一般生产厂家总是关心客户工件的重量吨位,其实工件的频率不仅和工件的重量有关系,还和工件的形状有直接关系。如果工件吨位大但是梁型工件,其频率也偏低,那么就可以选择小一点的规格,不一定要特大规格的设备,做到经济又实用。虽然工件很小,却是箱体工件,其频率应该很大,可要选稍大点的规格啊,这样才可以保证更好的时效效果。

振动时效设备的参数对选型也很主要,振动时效四大参数是指振动频率,振动时间,激振力和对工件的支撑、激振器传感器的装夹位置。对一般工件其主频一般在2000-6000r/min范围内,振动时间一般在15-30min。选的激振力大了对设备寿命有影响,选的激振力小了就不能保证时效效果了。激振器和传感器的装夹位置有严格工艺要求,技术力量达不到很难保证效果。

振动时效效果的评定

中华人民共和国机械行业标准 振动时效效果 评定方法 JB/T5926-2005 1 范围 本标准规定了振动时效工艺参数的选择及技术要求和振动时效效果评定方法。 本标准适用于碳素结…

振动时效效果的评定

中华人民共和国机械行业标准 振动时效效果 评定方法 JB/T5926-2005

1 范围

本标准规定了振动时效工艺参数的选择及技术要求和振动时效效果评定方法。

本标准适用于碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金届(铜、铝、钛及其合金)等材质的铸件、锻件、焊接件、模具、机械加工件的振动时效设备装置。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

JB/T5925.2 机械式振动时效设备装置 技术条件

3 术语和定义

JB/T5925.2中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1 激振点excitative position

振动时效设备时,激振器在工件上的夹持点。

3.2 振型excited mode

工件共振时,当某一点位移达到最大值的瞬间:工件各点的位移形成的线或面。

3.3 节点mode node

时效时工件受周期性交变载荷的作用产生谐振,振幅最小处,称为节点。节点连成的线即节线。

3.4 主振频率main excitative frequency

在激振装置的频率范围内,引起工件谐振响应的频率中,能有效降低残余应力的频率叫主振频率,其余叫附振频率。

4 工艺参数选择及技术要求

4.1 振前分析

4.1.1 根据工件结构、尺寸、材质、时效要求、残余应力场分布,分析判断所需有效振型,必要时分析以后工作状态、工况下工作应力大小及分布及其失效形式。

4.1.2 工件不应有超过标准规定的缩孔、夹渣、裂纹及虚焊等缺陷,

4.2振前准备

4.2.1 在预测的有效振型的节线附近弹性支撑工件,支点应尽量少,工件的支撑应平稳、安全。

4.2.2特殊工件的支撑以振动阻力小且平稳为准。

4.2.3激振器应固定装在工件刚性较大且振幅较大处

4.2.4拾振器应固定装在远离激振器且在振幅较大处

4.3试振工件

4.3.l 选择激振器偏心距,由小到大使工件在最大工作转速区间内产生共振。

4.3.2 全程扫频、寻找共振峰,确定主、附振频率及扫频范围,按主振频率的振型调整支撑点、激振点、拾振点及方向。

4.3.3 以主振频率激振工件,调节偏心距。调节的原则是装置不过载且工件关键部位动应力的峰值介于该部位工作应力的1/3~2/3处。

4.4 工件的时效处理

4.41 对工件进行主振(必要时进行附振),振前扫频打印振前扫频曲线。

4.4.2 在亚共振区选择频率主振工件,该频率下工件关键部位动应力的峰值应介于该部位工作应力的1/3~2/3处。

4.4.3 主振工件并打印振中时效曲线。

4.4.4 需要多阶共振时应打印每次谐振的时效曲线。

4.4.5 对工件进行振后扫频并打印振后扫频曲线。

4.4.6 有些工件可作多点激振处理,是否调整支撑点、拾振点由用户根据工艺要求决定。

4.4.7 时效时间确定:

当 a-t曲线出现5.1.2中a)或b)的情况后让电动机再持续旋转3min后结束时效,一般累计振动时间不应超过40min。

4.5 振动台时效

4.5.1 对于无法直接激振及有特殊要求的工件,应选择振动台时效。

4.5.2 按4.1.1对工件做振前分析,根据工艺要求装卡,可选用工件在振动台上悬臂、单个工件与振动台固定,多个工件之间以串、并联方式全部固定成一个整体等联结方式。

4.5.3 装卡系统应方便、快速、牢固,装卡应避开节线。

4.5.4 按振动台与工件组成的整体振型支撑、装卡、试振。

4.5.5 进行振前扫频、时效、振后扫频并打印相关曲线数据。

4.6 悬臂时效

4.6.1 对某些弹性支撑方式频率较高工件,可选择悬臂方式降频。

4.6.2 按4.1. 1对工件做振前方析。

4.6.3 将工件需重点时效的一端固定在高刚性的台子边缘,激振器、拾振器定在另一端。

4.6.4 按4.3试振工件。

5 效果评定方法

5.1 参数曲线观测法

5.1.1 可根据振动时效中打印的时效曲线(a-t曲线)或振后扫频出线(a-n曲线)相对振前扫频曲线的变化来监测。

5.1.2 出现下列情况之—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曲线振后的比振前的带宽变窄;

f)a-n曲线共振峰有裂变现象发生。

5.2 工件尺寸稳定性检测法

可将振后工件与不同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。

5.3 残余应力检测法

5.3.1 可使用x射线衍射法、盲孔法和磁测法。

5.3.2 检测点应选在工件的重点部位或有效振型的重点部位。

5.3.3 被振工件振前、振后的残余应力检测点数均应大于五个点。

5.3.4 用振前残余应力平均值(应力水平)、振后残余应力平均值来计算应力消除率,焊接件的应力消除率应大于30%,铸、锻件、模具、机加工件的应力消除率应大于20%。

5.3.5 用振前各点残余应力对其平均值的差值的最大值去比较振后的该最大值来衡量应力均化程度,振后的应小于振前的。

超声冲击时效工艺特点

超声冲击是目前最彻底消除残余应力并产生出理想压应力的时效方法(各种时效方法消除残余应力的情况如下:自然时效10%左右、振动时效设备30~60%、热时效30~80%、超声冲…

超声冲击时效工艺特点

超声冲击是目前最彻底消除残余应力并产生出理想压应力的时效方法(各种时效方法消除残余应力的情况如下:自然时效10%左右、振动时效设备30~60%、热时效30~80%、超声冲击时效80~100%)。

用于消除焊接结构件的残余应力,可使焊接接头疲劳强度提高50%-120%,疲劳寿命延长5-100倍。金属在腐蚀环境下抗腐蚀能力提高约400%。可替代热处理和振动时效设备等时效方法,且处理工艺简单,效果稳定可靠。

不受工件材质、形状、结构、钢板厚度、重量、场地之限制,特别是在施工现场、焊接过程和焊接修复时用于消除焊接应力更显灵活方便

超声冲击消除应力处理能同时改善影响焊缝疲劳性能的几个方面的因素,如:残余应力、微观裂纹和缺陷、焊趾几何形状、表面强化等,是目前提高焊缝疲劳性能最有效的方法,且有事半功倍之效果。

在消除焊缝焊趾处应力集中方面,是目前最方便、最有效的,其效果远胜于在焊趾处氩弧焊重熔(TIG)或修磨的方法。

用于消除局部残余应力,完全可替代热处理和振动时效设备等时效方法,且处理工艺简单,效果稳定可靠。想处理哪里就处理哪里,并可在任意时间、任意工序上进行。

更适用于大型结构件的工地焊缝、超高超低处焊缝、焊接修复焊缝的消除应力处理。

环保、节能、安全、无污染,施工现场使用更显灵活方便。

超声冲击工艺原理

超声冲击就是利用较大功率的超声波推动冲击工具以每秒二万次以上的频率冲击金属物体表面,由于超声波的高频、高效和聚焦下的大能量,使金属表层产生较大的压塑性变形;同…

超声冲击工艺原理

超声冲击就是利用较大功率的超声波推动冲击工具以每秒二万次以上的频率冲击金属物体表面,由于超声波的高频、高效和聚焦下的大能量,使金属表层产生较大的压塑性变形;同时超声冲击波改变了原有的应力场,产生一定数值的压应力;使超声冲击部位得以强化。

振动时效设备超声波驱动电源通过电缆与设置在外壳内的超声波换能器连接,换能器的振动输出端部与变幅杆连接,变幅杆端部装有冲击针。

振动时效设备超声波驱动电源将市电转换成高频高电压交流电流,输给超声波换能器。然后超声波换能器将输入的电能转换成机械能,即超声波,其表现形式是换能器在纵向作往复伸缩运动;伸缩运动的频率等同于驱动电源的交流电流频率,伸缩的位移量在十几微米左右。

变幅杆的作用一是将换能器的输出振幅放大,达到100微米以上,另一方面对冲击针施加冲击力,推动冲击针高速前冲。冲击针冲击工件后,能量向焊缝传递,以达到消除内应力的作用。冲击头受工件的反作用后回弹,碰到高频振动的变幅杆后,再次受到激发,又一次高速度撞向焊缝,如此反复多次,完成冲击作业。

振动时效的工艺过程

概括起来讲振动时效设备的工艺过程分四步进行: 第一步:振前准备。首先用弹性橡胶垫将要时效处理的工件在其节线附近支撑起来,并将激振器用弓形卡具卡紧在工件振动时的波…

振动时效的工艺过程

概括起来讲振动时效设备的工艺过程分四步进行:

第一步:振前准备。首先用弹性橡胶垫将要时效处理的工件在其节线附近支撑起来,并将激振器用弓形卡具卡紧在工件振动时的波峰处,将传感器用磁座吸紧在工件上,并用专用电缆线将激振器、传感器和控制器连接起来。这一步称为准备过程。(工件的支撑、激振器的装夹位置、传感器的放置位置有严格的工艺要求,请参考振动时效工艺国家标准GB/T25713-2010)

第二步:振前扫描。振动时效设备以扫描的方式自动检测被时效处理工件的固有共振频率和应该给工件振动能量的大小,并绘出曲线和具体数值。这一步称为振前扫描。

第三步:振动处理。振动时效设备以第二步测得的参数为依据,自动确定出对工件进行振动处理的振动频率,并对工件进行振动时效处理,在处理过程中随时检测振动参数和工件残余应力的变化,当残余应力不再消除时即适时停止处理过程。这一步称为时效处理过程。

第四步:振后效果检验。振动处理完毕后,振动时效设备自动对被时效处理工件的参数进行再一次检测,以便依据国家机械行业标准对振动时效效果进行判定。这一步称为振后扫描。