振动时效技术在效率、节能、环境保护等方面具有明显的优势,但传统的振动时效技术——亚谐振技术——也有几十年来未能解决的技术难题,不能纳入正式的工艺生产过程,始终得不到广泛企业的认可,并得到大规模的应用。 亚共振时效方法 从低速度扫描到电机额定速度,找到谐振杆,在亚谐振区确定主、振动频率和扫频范围。在亚谐振频率下进行几十分钟的振动处理。
振动消除应力实际上是周期性动态应力和残馀应力之间的重叠,导致局部塑性变形和应力释放。在此,残馀应力充当平均应力以提高循环应力水平。 振动处理是指对零件施加应力。 当构件上某一点的大应力和残馀应力大小之和达到材料的屈服极,这些点会塑性变形。 在存在这种循环应力的点发生晶格滑动时,即使宏观上没有达到极限,也会发生微观变形。 另外,由于这些塑性变形多发生在残馀应力大的点,因此这些点的约束变形被释放,残馀应力降低。 这就是振动时效消除残余应力的机理。
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。
超声波消除应力工作原理
超声冲击是一种消除工件表面或焊缝区的残余拉应力,并在工件表面形成压应力的方法。可显著提高焊接接头的疲劳寿命和疲劳强度。焊后处理焊趾部位,使之平滑过渡,从而降低余高造成的应力集中,消除焊趾表面的缺陷;同时在焊趾处产生较大的压缩塑性变形,产生了残余压缩应力,调整了焊接残余应力场,并使焊趾部位得到强化和硬化。以上多方面因素有效地改善了焊接接头的疲劳性能。
超声波冲击设备冲击频率:
超声冲击设备利用大功率的能量推动冲击头以每秒约2万次以上的频率冲击金属物体表面,高频、和聚焦下的大能量使金属表层产生较大的压缩塑性变形,同时超声冲击改变了原有的应力场,产生有益的压应力。高能量冲击下金属表面温度极速升高又迅速冷却,使作用区表层金属组织发生变化,冲击部位得以强化,应力得以消除或均化。