振荡时效的本质是以振荡的形式给工件施加附加应力,当附加应力与剩余应力叠加后,达到或材料的屈从极,工件发生微观塑性变形,然后下降和均化工件内的剩余应力,并使其尺度精度达到稳定。
金属工件在铸造、锻压、焊接和切削加工和使用过程中,由于热冷、机械变形效应,工件内部产生残余应力,使工件处于不稳定状态,降低了工件的尺度稳定性和机械物理性能,导致工件在执行过程中发生应力变形和失效,尺度精度无法。
振动时效的焊接技能应用于各行各业的表现,振动时效设备技能的不断拓展,经济效益越来越显著,使用范围不断扩大。 如果能充分适应现代工业社会的动力和环境保护的要求,就会有更广阔的发展空间。
频谱谐波技术在振动时效领域的应用
在21世纪初一种新的振动时效技术在中国出现了,她摒弃了原有振动时效技术攻关方向,辟蹊径,从另外一个全新的角度,去诠释振动时效的价值。突破了原有的技术瓶颈,迎来了振动时效应用的一个全新时代。因为其找频方式与处理频率,被称为频谱谐波技术。频谱谐波技术不再沿用原有的扫频方式,而是通过对工件进行频谱分析找出工件的几十种谐波频率,在这几十种谐波频率中优选出对消除工件残余应力效果佳的五种不同振型的谐波频率进行时效处理,达到多维消除应力提高尺寸精度稳定性的目的。频谱谐波方式无论工件大小、频率刚度高低、材料特性如何,都能找到五个不同振型的谐波峰。 不受激振器转速范围限制,对激振点和拾取点无特殊要求,可应对副共振无法处理的刚性高、固有频率高的工件,可应对尺寸精度要求高的工件,振动噪声低,机械行业覆盖面接近。 的转速都在6000RPM以下,也解决了副谐振设备噪声大的问题。
实验表明,振动时效不仅消除了残余应力,而且消除了残余应力峰值,使残余应力均匀化,提高了零件的尺寸稳定性,提高了工件的材料性能和疲劳寿命。 例如,经过振动时效处理的铸件,2个月后的变形量小,尺寸稳定所需的时间短。 另外,由于振动时效具有节能、环保、等特点,与自然时效和热时效相比具有显著的优势。 运用振动时效有利于企业降低成本、提高生产效率、增强产品竞争力,同时当今资源节约型、环境友好型社会大力倡导。
自然时效:下降残余应力不大,但工件尺寸稳定性好,方法简单,但生产周期长,占用场地大,处理难度大,不能及时发现构件内缺陷。 热时效:①热时效工艺要求严格,要求炉内温差±25℃以下,升温速度50℃/小时,降温速度20℃/小时。 ②能耗高,生产成本高。 热时效炉内温度不均匀,无法严格控制升降温速度。 ③在同一炉内,通过热时效消除应力不均。 ④劳动强度大,污染严重,目前大部分已被振动时效取代。
振动时效部分取代热时效是因为该技术具有明显的特征。 振动时效的几个重要参数是“支撑点、振动模态、激振点、加速度、固有频率、时间”中振动加速度、共振频率、共振时间是决定过程效果的主要参数。
振动时效的过程实质上是金属材料内部晶体位错运动、增殖、塞识和缠结的过程
振荡时效在安稳工件尺度精度、提高抗静、动态荷载变形能力方面,均优于热时效。这也是机床行业很多应用振荡时效工艺的原因之一。
国内外很多实验和实践应用现已证明,振荡时效可使工件在长期使用中精度变化量比热时效小,工件尺度安稳所需求的时刻比热时效要短。因此说振荡时效关于安稳工件的尺度精度具有的作用。