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:

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。

 

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。