振動時效儀
振動時效儀之所以能夠部分地取代熱時效,在實際當中被廣泛應用,是與該項技術具有的一些明顯的*特征分不開的。
1、投資少適用性強。與傳統的熱時效相比它無需龐大的時效爐,現代工業中的大型鑄件與焊接件越來越多也越來越大,如采用熱時效消除應力則需建造大型時效爐,不僅造價昂貴、利用率低,而且爐內溫度很難均勻,消除應力效果差。采用振動時效可以*避免這些問題。因此,目前對長達幾米至幾十米的橋梁、船舶、化工器械的大型焊接件和重達幾噸至幾十噸的超重型鑄件,較多地采用了振動時效。
2、生產周期短效率高。熱時效往往需要經過數十小時的周期方能完成,而振動時效一般只需數十分鐘即可完成。而且,振動時效不受場地限制可減少工件在時效前后的往返運輸。如將振動設備安置在機械加工生產線上,不僅使生產安排更加緊湊而且可以消除加工過程中產生的應力。
3、使用方便。振動時效設備體積小、重量輕,便于攜帶,我國目前生產的激振器可振動處理300噸以下的工件,但振動裝置本身僅重幾十公斤。正是由于振動處理不受場地限制,振動裝置又可攜至現場,所以這種工藝與熱時效相比,使用簡便,適應性較強,可安排在任何工序之間也可多次進行。
4、節約能源,降低成本,無廢渣、廢氣及輻射等污染。在工件的共振頻率下進行時效處理,耗能極小。實踐證明,功率為0.25至1馬力的機械式激振器可振動150噸以下的工件。其能源消耗僅為熱時效的3~5%,成本僅為熱時效的8~10%。加之熱時效時均需要以煤、油等做為燃料不可必免地要排出大量的廢渣、廢氣等不能夠滿足越來越高的環保要求。故振動時效已逐漸成為去應力的理想選擇。
5、機械性能顯著提高。經過振動時效處理的工件其殘余應力可以被消除20~80%左右,高拉應力區消除的比低應力區大。可提高使用強度和疲勞壽命,而且從根本上防止了金屬在熱時效過程中產生的翹曲變形、氧化、脫碳及硬度降低等缺陷。還可以提高構件抗變形的能力,穩定構件的精度,提高機械質量。
實踐證明,振動時效適用于碳素結構鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬(銅、鋁、鋅及其合金)等材質的鑄件、鍛件、焊接件及機加工件的應力消除。
現在的振動工藝裝備如圖所示:它是將一個具有偏心重塊的電機系統(激振器)用卡具安放在工件上并將工件用膠墊等彈性物體支承,如圖所示。通過主機控起動電機并調節其轉速,使工件處于共振狀態。一般工件經15-30分鐘的振動處理即可達到調整殘余應力的目的。
原則來選擇合適的振動時效時間:
工件重量(T) | <1 | 1—3 | 3—6 | 6—10 | 10—50 | >50 |
振動時效(min) | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 30—40 |
