经过振动时效处理的铸件两个月后变形量小,尺寸稳定所需时间短。另外,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明显的性。运用振动时效有助于企业降低成本、提高生产力、增强产品竞争力,资源节约型、环境友好型社会积极倡导。
振动时效的本质是以振动的形式对工件施加附加应力。 附加应力和残余应力叠加后,当达到或超过材料的屈服极,工件会发生微观塑性变形,然后降低化工零件内的残余应力,使其尺寸精度稳定。
金属在铸造、锻造、焊接、切割和使用过程中,由于冷热和机械变形的作用,在工件中产生残余应力,使工件处于不稳定状态,降低了工件的尺寸稳定性和机械物理性能,导致工件在执行过程中产生应力变形和失效,尺寸精度无法。振动时效焊接技术应用于各行各业。随着振动时效设备技术的不断拓展,经济效益越来越显著,应用范围也在不断扩大。如果能完全适应现代工业社会的力量和环保的要求,会有更广阔的发展空间。
振动时效工艺采取共振原理:
振动时效设备,利用高频振动消除应力,高频振动通过一定的频率跟一定的周期规律性的振动,促使工件内部残余应力晶体移位降低应力高点的应力,使得整体应力降低到应力平衡点。
应力消除装置现在有超声波冲击消除装置和应力消除装置。 超声波冲击消除应力可以降低余高引起的应力集中,消除焊趾表面的缺陷; 但大的问题是能量小,输出不稳定,会产生一些废品。 目前应用较多的是频谱振动时效应力消除技术,该技术具有频率高、能量大、性能稳定等优势,远远超过超声波冲击技术,消除焊接应力,产生理想的压缩应力。
超声波消除应力方法:
消除应力普遍的解决办法是进行热时效处理,但热时效同时存在许多方面的问题,比如需要处理的工件尺寸超过时效炉的大处理范围,时效过程中升降温速度难以控制等,而且热时效的成本非常高,运输也较为繁琐。超声冲击焊缝技术的应用解决了热时效存在的诸多问题,可就地针对焊缝进行时效处理,不需要更换场地,而且大大降低了时效成本,改善了时效效果的不确定性。
超声波消除焊接应力特点
超声冲击去除应力方法适合焊接应力(焊接过程中产生的应力)。 超声冲击技术的特点是单位时间内输入能量高,实施装置的比能量(输出能量与装置质量之比)大。振动处理频率可高达18KHZ-27KHZ,振动速度可达2m/s-3m/s,加速度高达重力加速度的三万多倍,高速瞬时的冲击能量使被处理焊缝区的表面温度以的速度上升到600℃,又以极快的速度冷却。这种高频能量输入到焊缝区表面后,使能量作用区的表层金属的相位组织发生一定的变化。 使焊缝区的金属表面层内的拉伸残余应力变为压应力,从而能大幅度地提高结构的使用疲劳寿命。 表面层内的金属晶粒变细,产生塑性变形层,从而使金属表面层的强度和硬度有相应的提高。 改善焊趾的几何形状,降低应力集中。 改变焊接应力场,明显减少焊接变形。