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振動時效在工件的鑄造、焊接、鍛造、機械加工、熱處理、校直等制造過程中在工件的內部產生殘余應力,而殘余應力的存在必然會導致一些不良的后果出現。是運用共振的原理,在激振器的周期性外力作用下,施加給構件的一個動應力,使構件產生必定振幅的共振,通過二十至四十分鐘的振蕩,使構件內部的殘余應力得到均化和部分開釋,從而構件在機械加工和實際運用中的尺度精度穩定,防止和減小變形,是代替熱時效處理的理想方法與手段。
振動時效機功能介紹
1、使用簡單,操作僅需4個按鍵,容易短時間內掌握操作要領。
2、高清晰度液晶屏幕顯示,隨時掌握時效中應力變化的動態曲線。
3、使用功能包括:全自動、半自動、手動一體式操作程序,功能。
4、自動掃頻,自動確認時效處理效果合適與否,并給出修訂方案。
5、如設備工作時出現異常形態,設備可自動判斷,并給出正確的使用方式。
6、采用成熟的脈寬調頻技術,具有的抗干擾能力。
7、時效處理中自動選擇時效處理佳點,液晶屏幕顯示曲線數據的變化,實時監測。
8、時效處理結果曲線部分合并顯示,方便觀察各種數據。
9、故障分析功能如:電流過載、電壓過載、轉速頻率信號故障、線路連接等問題,液晶屏幕會給出清晰問題解決方案,方便使用。
10.高速熱敏打印機,可打印曲線數據,方便存檔
振動時效工藝是通過的激振設備使工件產生振動,振動產生的動應力與工件內部原有的殘留應力相疊加,達到均化內應力,減少工件變形的效果,其耗能設備僅為振動機械(電機),且一般處理一個工件僅需30分鐘左右,時間短、能耗小。
從宏觀的角度分析,振動時效使零件產生塑性變形,降低和均化殘余應力并提高材料的抗變形能力,無疑是導致零件尺寸精度穩定的基本原因。由振動時效的加載試驗結果可知,振動時效件的抗變形能力不僅未經時效的零件,也經熱時效處理的零件。
從錯位、晶格滑移等金屬學理論上解釋,其主要觀點是振動時效處理過程實際上是通過在工件的共振狀態下,給工件的每一部位施加一定的動能量,如果施加的這個能量值與微觀組織本身原有的能量值之和,足以克服微觀組織周圍的井勢,則微觀區域必然會產生塑性變形,使產生殘余應力的歪曲晶格得以慢慢地恢復平衡狀態,使應力集中處的錯位得以滑移并重新釘扎,達到消除和均化殘余應力的目的。
振動時效機源自于敲擊時效,通過設備使工件在固有頻率下產生共振,使周期性的動應力與殘余應力疊加,使工件局部產生塑性變形而釋放應力。從而降低和均化工件內部的殘余應力,使工件尺寸精度達到穩定。但自然時效生產周期長、積壓資金、占用場地;熱時效又受退火溫度、升降溫時間速度、時效爐的溫差等各種因素的影響,且投資。隨著科技的發展,對時效果求越來越高。
傳統振動時效設備在應用中的問題以下這些
1、振動時效是受過培訓的人員操作,一般的工人即使受過培訓也很難掌握這項技術;
2、有些復雜的工件是熟練的技術人員操作,一般工廠很難做到;
3、工件在單件生產時調整相當繁瑣,拾振器支撐點和激振點很難調到佳狀態,一種工件就需要制訂一種工藝;
4、振動時效設備需要操作者確定處理參數,對人的技能要求比較高。
5、由于有效振型較少,經振動時效處理后達不到較要求,很難納入工藝。
6、許多工件由于剛性和固有頻率太高,找不到共振峰無法振動;機械制造業覆蓋面僅為23%。
7、噪聲過大也是難以推廣的主要原因。
振動時效機在鋁合金行業中主要有哪些應用:
1、振動時效機的機理分析研究實質是振動過程中殘余應力的消除和均化過程的研究。所以,對殘余應力進行較全面的分析,然后運用循環載荷下金屬材料的應力與應變特性理論從宏觀上解釋振動時效機理,再運用細觀力學方法從微觀上對振動時效的機理進行深入的分析,后提出了振動時效技術的機理。
2、從理論上分析振動時效對工件的殘余應力、抗變形能力、尺寸穩定性、力學性能和疲勞性能的影響。并進行了振動時效對鋁合金厚板尺寸精度穩定性影響的試驗研究。
3、不同規格的鋁合金厚板的試驗研究分別對不同尺寸的鋁合金厚板進行了試驗研究,揭示了鋁合金厚板的振動時效工藝。
4、振動時效技術的三大至關重要的工藝參數:激振力、激振頻率、激振時間,后綜合反映到動應力上。
多年來,關于振動時效對焊接構件疲勞壽命的影響是國內外極為關心和爭論的焦點問題。我國一些單位做了許多研究,得出的結論認為,振動時效對金屬材料的力學性能有較大的影響,合理的振動時效工藝可以提高焊接構件的疲勞壽命。這些結論為振動時效在焊接構件上的應用奠定了理論基礎。